بررسی پیچ‌های خودبازشونده با استفاده از آلیاژهای حافظه‌دار و اثر آن‌ها در استحکام ستون فقرات در بارگذاری چرخه‌ای با استفاده از شبیه‌سازی عددی

در بسیاری از عمل‌های جراحی روی ستون فقرات ناپایدار، پزشک ناچار است به منظور افزایش استحکام بخش‌های آسیب دیده، از پروتز استفاده کند. عوامل مختلفی می‌توانند به مرور باعث کاهش استحکام و شل شدن پیچ‌های پدیکولار داخل مهره‌ها شوند که می تواند موجب عوارض نامطلوب بعدی شود. یکی از راه‌کار‌های مقابله با این پدیده استفاده از پیچ‌های خودبازشونده (پیچ استاندارد به همراه ورق‌های بازشونده‌ی حافظه‌دار نیکل-تیتانیوم) بوده که به دلیل تخریب کم‌تر و خواص زیست‌سازگار طی سالیان اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این پژوهش با هدف مقایسه‌ی پیچ استاندارد و خودبازشونده به کمک روش اجزای محدود، سه نمونه پیچ مورد بررسی قرار گرفته است. این سه مدل پیچ شامل پیچ استاندارد، خودبازشونده‌ی ساده (با سطح صاف) و خودبازشونده با سطح متخلخل است. هر یک از پیچ‌ها تحت بارگذاری چرخه‌ای مورد بررسی قرار گرفته و با یک‌دیگر مقایسه شده است. برای این منظور ابتدا مدل‌های سه‌بعدی استخوان و پیچ استاندارد و بازشونده طراحی شده و با استفاده از نرم‌افزار آباکوس مورد ارزیابی قرار گرفته است. پس از اتمام شبیه‌سازی‌ها، میزان کرنش پلاستیک معادل ثبت شده برای پیچ استاندارد، خودبازشونده‌ی ساده و متخلخل به ترتیب برابر با 1.78، 0.15 و 0.06 بوده که نشان دهنده‌ی تخریب کم‌تر استخوان در مدل‌های خودبازشونده به خصوص مدل متخلخل است. هم‌چنین کار خارجی انجام شده نیز برای پیچ استاندارد بیشینه و برای پیچ خودبازشونده‌ی متخلخل کمینه بوده که بیان‌گر جابه‌جایی کم‌تر و در نتیجه استحکام بیش‌تر مدل خودبازشونده‌ی متخلخل است. نتایج حاصل از این پژوهش کاربردهای بالقوه ای در تحقیقات کلینیکی ارتوپدی دارد که به توسعه‌ی رویکردهای درمانی مناسب کمک می کند.