بررسي اثر ساختار مدرج تابعي دوجهتهي تيتانيوم-هيدروكسيآپاتيت بر رفتار مكانيكي استخوان و عمر خستگي ايمپلنت دندان بهكمك شبيهسازي اجزاي محدود

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

امروزه، با توجه به كيفيت و كارايي بالاي ايمپلنت‌هاي دنداني، كاشت ايمپلنت بهترين روش جايگزيني براي دندان‌هاي ازدست‌رفته به‌شمار مي‌رود. با اين‌ حال، چالش‌هايي مانند پديده‌ي سپر تنشي مي‌تواند بر موفقيت اين روش اثرگذار باشد. اين پديده كه به‌علت اختلاف در خواص مكانيكي بين پايه‌ي كاشتني ايمپلنت و استخوان اطراف آن است، مانع از تحريك طبيعي استخوان براي ايجاد تراكم لازم و بازسازي شده و در نتيجه، كيفيت فرآيند يك‌پارچگي استخوان را كاهش داده و روند بهبودي را به تاخير مي‌اندازد. در اين پژوهش، تاثير ساختار مدرج تابعي دوجهته‌ي تيتانيوم-هيدروكسي‌آپاتيت بر خواص مكانيكي و عمر خستگي پيچ ايمپلنت دنداني، با استفاده از شبيه‌سازي اجزاي محدود بررسي شده است. از آنجايي كه اين ساختار قابليت كنترل تغييرات در دو راستاي شعاع و ارتفاع را دارد، نسبت به ساختارهاي مدرج تابعي تك‌جهته يا يك‌نواخت در پيچ ايمپلنت، بهينه‌سازي بيشتري را فراهم مي‌كند. هدف اصلي اين پژوهش، مقايسه‌ي عملكرد اين ساختار با ساختارهاي مدرج تابعي تك‌جهته و يك‌نواخت براي پيچ ايمپلنت، به‌منظور كاهش پديده‌ي سپر تنشي و بررسي عمر خستگي آن است. براي اين منظور، از نرم‌افزار آباكوس و زيربرنامه‌ي يو.اس.دي.اف.ال.دي جهت شبيه‌سازي ايمپلنت و ساختار مدرج تابعي و از نرم‌افزار اف.ايي.سيف براي تحليل عمر خستگي استفاده شده است. به دليل پيچيدگي‌هاي بالاي مدل‌سازي و تمركز پژوهش تنها بر پيچ ايمپلنت، برخي فرض‌هاي ساده‌كننده، مانند درنظرگرفتن رفتار كشسان همسان‌گرد براي استخوان فك، به‌كار گرفته شده‌اند. در شبيه‌سازي‌ها، پيچ ايمپلنت و اباتمنت به‌صورت يك‌پارچه و تاج سراميكي با هندسه‌ي ساده‌شده و به‌صورت صلب مدل شده‌اند. هندسه‌ي مقطع استخوان نيز برگرفته از بخشي از فك پايين كه دندان‌هاي آسياب قرار دارند، برگزيده شده است. با چشم‌پوشي از اثر دندان‌هاي كناري، تنها يك دندان در استخوان فك در نظر گرفته شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه ساختار مدرج تابعي دوجهته مي‌تواند اثر پديده‌ي سپر تنشي را كاهش دهد. افزون بر اين، نسبت به ايمپلنت با ساختار مدرج تابعي تك‌جهته، جابه‌جايي‌ها در استخوان فك كاهش يافته، از آسيب رسيدن به دندان‌هاي كناري و استخوان فك در درازمدت، جلوگيري مي‌شود. يادآوري مي‌شود ساختار مدرج تابعي دوجهته، شرط عمر نامحدود را نيز برآورده مي‌كند.

233299

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان