کاهش سپر تنشی در استخوان ران با استفاده از پروتزهای ران ساخته شده از مواد توزیع شده تابعی

تعویض کامل مفصل ران دارای مشکلاتی است که یکی از مهمترین آن، پدیده سپر تنشی و ضعف رشد استخوان است. وقتی مدول الاستیسیته پروتز بالاتر از استخوان باشد، بیشتر بار فیزیولوژیکی به ایمپلنت منتقل می‌شود و استخوان تحلیل می‌رود. راه‌حل به حداقل رساندن آن و تقویت رشد استخوان، استفاده از مواد با مدول الاستیسیته‌ نزدیک به استخوان برای پروتز است و مواد توزیع شده‌ تابعی دارای تخلخل نتایج بهتری را نسبت به مواد دیگر نشان داده‌اند. در این مقاله از مدل استوانه و پروتز بر اساس iso 7206-4 و مدل پروتز و استخوان استفاده شده و با روش اجزاء محدود تحلیل و نتایج تنش‌های وارده، سفتی پروتزها و ریزحرکت‌های بین پروتز و استخوان بررسی شده است. برتری این مطالعه نسبت به پژوهش‌های قبلی استفاده از مدل پروتز و استوانه برای هندسه‌های مختلف و بررسی ریزحرکت‌ها و تاثیر آن در رشد استخوان می باشد. نتایج نشان می دهد که استفاده از پروتزهای fgm متخلخل برای هر هندسه‌ پروتز متفاوت در کاهش سپر تنشی و رشد استخوان موثر می باشد.

reducing stress shield in the femur using hip prostheses made of functionally graded materials

total hip joint replacement has problems, one of the most important of which is the stress shield phenomenon and weak bone growth. when the modulus of elasticity of the prosthesis is higher than that of the bone, most of the physiological load is transferred to the implant and the bone deteriorates. the solution to minimize it and strengthen bone growth is to use materials with elasticity modulus close to bone for prosthesis, and functionally graded materials (fgm) with porosity have shown better results than other materials. in this article, the model of cylinder and prosthesis based on iso 7206-4 and the model of prosthesis and bone are used, and the results of applied stresses, stiffness of prostheses, and micromovements between prosthesis and bone are analyzed by the finite element method. the superiority of this study compared to previous studies is the use of prosthetic and cylinder models for different geometries and the investigation of micromovements and its effect on bone growth. the results show that the use of porous fgm prostheses for each different prosthesis geometry is effective in reducing the stress shield and bone growth.