تخمین عددی تاثیر تصادم گلوله با استخوان و پروتز نانو ساختار جمجمه

در این مقاله تاثیر نیروی حاصل از برخورد دو گلوله با اسخوان جمجمه و پروتز شخصی‌سازی جمجمه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اهمیت جنس پروتز و تاثیر استفاده از سطوح نانو بر خواص پروتز بررسی شده است. بر اساس پدیده بیومکانیکی استرس شیلدینگ پیش‌بینی می‌شود که در بخشی از جمجمه که پروتز اختصاصی استفاده شده، بخش اعظم نیروی وارده را پروتز جذب خود می‌کند و در بخشی که گلوله با جمجمه برخورد می‌کند نیرو بین استخوان‌های اطراف جمجمه نیز توزیع خواهد شد. حل مسئله با استفاده از روش اجزا محدود در نرم افزار آباکوس و طراحی پروتز شخصی‌سازی شده برای بخش از بین رفته جمجمه در نرم افزار تری‌متیک انجام شده است. تنش‌های وارد بر جمجمه و پروتز تینانیومی نانو ساختار در این شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است و میزان تنش وارد بر جمجمه و پروتز تیتانیومی نانو ساختار با میزان تنش تسلیم آن‌ها مقایسه شد. در نهایت به بررسی و مقایسه ضریب ایمنی پروتز تیتانیوم خالص و پروتز تیتانیومی نانو ساختار پرداخته شده که نتایج آن به صورت رو به رو می‌باشد: ضریب ایمنی برای پروتز تیتانیومی نانو ساختار برابر با 1.58 و برای پروتز تیتانیومی برابر با 1.18 می‌باشد. اعداد بدست آمده نشان دهنده اهمیت استفاده از ساختار نانو در پروتز و بهبود خواص مکانیکی آن می‌باشد.