شبيه سازي گيره استخوان از جنس نايتينول در بدن انسان

دانشگاه ولي عصر(عج) رفسنجان

كارشناسي ارشد

بيماري استئوتومي نوعي بيماري است كه به علت بزرگ بودن استخوان يا نامناسب بودن در امتداد اصلي، آن را توسط عمل جراحي برش مي‌زنند. از اين عمل براي تصحيح طول استخوان استفاده مي‌شود. بيماري ديگري كه در زمينه بيماري هاي ارتوپدي وجود دارد مي توان به بيماري‌ اسكوليوز آيدياپاتيك اشاره كرد. اسكوليوز نوعي بيماري است كه ستون فقرات انسان به سمت چپ يا راست دچار انحناء مي‌شود. براي درمان اين‌گونه بيماري‌ها بعد از عمل‌هاي جراحي از گيره استخوان براي نگهداري و واردكردن نيرو به استخوان استفاده مي‌شود. امروزه از گيره‌هاي مختلف و جنس‌هاي متفاوتي بر اساس نوع جراحي و بيماري استفاده مي‌شود. جنس‌هاي متداولي كه در ساخت اين گيره‌ها بكار مي‌رود شامل آلياژ حافظه‌دار، فولاد و آلياژهايي از تيتانيم هستند. در اين پايان نامه از يك نوع گيره استخوان از سه جنس نايتينول (NiTi)، فولاد (Stainless steel- 316L) و آلياژ تيتانيم (Ti-6Al-4V) استفاده شده است. تحليل هاي مرتبط با روابط تنش- كرنش، نيرو- جابه جايي و تغييرات تنش ون مايزز با استفاده از نرم‌افزار آباكوس (ABAQUS) انجام شده است. در تحليل اين گيره ها، تغييرات تنش و كرنش براي رژيم سوپر الاستيك و حافظه‌داري بررسي شدند. براي رژيم سوپر الاستيك نمودار تنش- كرنش بايد حلقه هيسترزيس را تشكيل دهد، همچنين در رژيم حافظه داري ماده بايد وارد استحاله فازي شود و مقداري كرنش پسماند در ماده ايجاد كند. مقايسه‌اي بين تغييرات تنش و كرنش گيره نايتينول با گيره هايي از جنس فولاد و آلياژ تيتانيم صورت گرفت كه مقادير تنش و كرنش براي گيره نايتينول نسبت به گيره هاي فولاد و آلياژ تيتيانيم بيشتر است. همچنين ميزان جابه‌جايي براي پايه گيره نايتينول نسبت به ماده فولاد و آلياژ تيتانيم بيشتر است. در كار حاضر تنش هاي ون- مايزز در جهت محور X براي سه ماده متفاوت نشان مي‌دهد كه تغييرات تنش در فولاد و آلياژ تيتانيم نسبت به گيره نايتينول موزون‌تر است. درنهايت با تغيير شعاع انحناء گيره، اثر شعاع براي تغييرات نمودار تنش- كرنش، تنش وون مايزز و نيرو- جابه جايي مطالعه شد. در اين پايان نامه دو نمونه گيره مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت.

53206

دانشگاه وليعصر رفسنجان

مكانيك

رضا مهرابي