Research Article

KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ

Volume: 16 Number: 1 March 26, 2025
TR EN

KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ

Abstract

İmplant tasarımında uzun vadeli performansın sağlanabilmesi için son yıllarda kafes yapılara olan rağbet artmaktadır. Kafes yapılar sahip olduğu yüksek gözeneklilik özelliği sayesinde implantın elastisite modülünü düşürerek kemik ile implant arasında oluşan stres kalkanının azalmasını sağlar. Gözenekli yapı kontrollü mekanik özellikleri sayesinde, yük dağılımını optimize eder ve kemiğin fizyolojik yüklenme kapasitesini korur. Bu durum hem hasta sonuçlarını iyileştirme hem de sağlık hizmetleri maliyetlerini düşürme açısından büyük bir potansiyele sahiptir. Bu çalışmada da femur kırıklarının tedavisinde kullanılan plaklardaki stres kalkanını azaltmak için plağın yarı kalınlığı gözenekli olarak üretildi. Kemiğin kafes yapıya kaynaşmasını önlemek ve tedavi sonrası plağın rahatlıkla çıkarılması için alt katmanı katı olarak oluşturuldu, plağın üst katmanı ise Gövde Merkezli Kübik (BCC), Elmas ve Octet Truss (OT) kafes yapıları ile ayrı ayrı tasarlandı. Daha sonra elde edilen plakların geleneksel olarak kullanılan Katı Plak (KP) ile karşılaştırılması için sonlu eleman analizi uygulandı. Deformasyon ve gerilme değerlerinin incelendiği analizlerde kafes yapılı plaklar KP’a göre daha az deforme olarak daha düşük gerilme değerlerine sahip oldu. Kafes yapılı plaklar arasında ise Elmas-OT kafes yapılı plağın en iyi performansı sergilediği ortaya çıktı.

Keywords

References

  1. [1] Babhulkar, S., Trikha, V., Babhulkar, S., & Gavaskar, A. S., Current concepts in management of distal femur fractures. Injury, 55, 111357, (2024).
  2. [2] Abdelmonem, A. H., Saber, A. Y., El Sagheir, M., & El-Malky, A., Evaluation of the results of minimally invasive plate osteosynthesis using a locking plate in the treatment of distal femur fractures. Cureus, 14(3), (2022).
  3. [3] Chmielewska, A., & Dean, D., The role of stiffness-matching in avoiding stress shielding-induced bone loss and stress concentration-induced skeletal reconstruction device failure. Acta Biomaterialia, 173, 51-65, (2024).
  4. [4] Safavi, S., Yu, Y., Robinson, D. L., Gray, H. A., Ackland, D. C., & Lee, P. V., Additively manufactured controlled porous orthopedic joint replacement designs to reduce bone stress shielding: a systematic review. Journal of orthopaedic surgery and research, 18(1), 42., (2023).
  5. [5] Jafari Chashmi, M., Fathi, A., Shirzad, M., Jafari-Talookolaei, R. A., Bodaghi, M., & Rabiee, S. M., Design and analysis of porous functionally graded femoral prostheses with improved stress shielding. Designs, 4(2), 12., (2020).
  6. [6] Savio, D., & Bagno, A., When the total hip replacement fails: A review on the stress-shielding effect. Processes, 10(3), 612., (2022).
  7. [7] Ahirwar, H., Gupta, V. K., & Nanda, H. S., Finite element analysis of fixed bone plates over fractured femur model. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 24(15), 1742-1751., (2021). [8] Pan, C., Han, Y., & Lu, J., Design and optimization of lattice structures: A review. Applied Sciences, 10(18), 6374., (2020).
  8. [9] Wang, H., Wan, Y., Li, Q., Xia, Y., Liu, X., Liu, Z., & Li, X., Porous fusion cage design via integrated global-local topology optimization and biomechanical analysis of performance. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 112, 103982., (2020).

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Biomechanic

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

March 26, 2025

Publication Date

March 26, 2025

Submission Date

November 25, 2024

Acceptance Date

January 10, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 16 Number: 1

APA
Uzunyol, Ö. F., & Bahçe, E. (2025). KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 16(1), 167-176. https://doi.org/10.24012/dumf.1588755
AMA
1.Uzunyol ÖF, Bahçe E. KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ. DUJE. 2025;16(1):167-176. doi:10.24012/dumf.1588755
Chicago
Uzunyol, Ömer Faruk, and Erkan Bahçe. 2025. “KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ”. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 16 (1): 167-76. https://doi.org/10.24012/dumf.1588755.
EndNote
Uzunyol ÖF, Bahçe E (March 1, 2025) KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 16 1 167–176.
IEEE
[1]Ö. F. Uzunyol and E. Bahçe, “KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ”, DUJE, vol. 16, no. 1, pp. 167–176, Mar. 2025, doi: 10.24012/dumf.1588755.
ISNAD
Uzunyol, Ömer Faruk - Bahçe, Erkan. “KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ”. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 16/1 (March 1, 2025): 167-176. https://doi.org/10.24012/dumf.1588755.
JAMA
1.Uzunyol ÖF, Bahçe E. KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ. DUJE. 2025;16:167–176.
MLA
Uzunyol, Ömer Faruk, and Erkan Bahçe. “KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ”. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, pp. 167-76, doi:10.24012/dumf.1588755.
Vancouver
1.Ömer Faruk Uzunyol, Erkan Bahçe. KAFES YAPILI FEMUR PLAKLARIN STRES KALKANI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN SONLU ELEMANLAR İLE İNCELENMESİ. DUJE. 2025 Mar. 1;16(1):167-76. doi:10.24012/dumf.1588755