Knee Arthroplasty Bone Model with Double Layer Array Synthesis and Evaluation of Finite Element Analysis

Year 2012, Volume: 16 Issue: 3, 189 - 194, 01.06.2012

İsmail Hakkı Korkmaz İrfan Kaymaz Fatih Medetalibeyolu Ömer Selim Yıldırım

Abstract

Keywords

Knee Arthroplasty Bone Model with Double Layer Array Synthesis and Evaluation of Finite Element Analysisİsmail Hakkı Korkmaz1, İrfan Kaymaz2, Fatih Medetalibeyolu2, Ömer Selim Yıldırım31Vocational School, Department Of Mechanical Engineering University O

Çift Katmanlı Kemik Modeli İle Diz Protezi Dizilimi Eldesi Ve Sonlu Elemanlar Analizi İle Değerlendirilmesi

Abstract

Başarılı protez tasarımları, vücudun gerçek anatomisine en yakın kemik modeli ile elde edilebilir. Bu amaçla, tasarımların doğruluğunu artırmak için kişiye özel protez tasarımlarında kortikal ve trabekükler kemik katmanları dikkate alan modeller kullanılmalıdır. Bu çalışmada 65 yaşındaki bir hastanın diz eklemine ait bilgisayarlı tomografi (BT) görüntüleri ile kemik yapısının üç boyutlu (3B) modeli literatürde bulunan pek çok çalışmadan farklı olarak kortikal ve trabeküler kemik katmanları dikkate alınarak modellenmiştir. Metal protez bileşenleri ile kemiğin fiksasyonu için kemik çimentosu kullanılarak diz protezi dizilim modeli elde edilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi ile dize en fazla yük geldiği 45° açıda normal kuvvetler etki ettirilerek analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda anatomiye en yakın kemik modeli için elde edilen bulgular değerlendirilmiştir.

Keywords

Bilgisayarlı tomografi, diz protezi, 3B tasarım, sonlu elemanlar analizi

References

• Baldwin M.A., Clary C.W., Fitzpatrick C.K., Deacy J.S., Maletsky L.P. and Rullkoetter P.J., Dynamicfiniteelement knee simulation for evaluation of knee replacement mechanics, Journal of Biomechanics, 2012, Vol. 45, p. 474-483.
• Bougherara H., Mahboob Z., Miric M. and Youssef M., Finite Element Investigation of Hybrid and Conventional Knee Implants, International Journal of Engineering, 2009, Vol. 3, p. 257-266.
• Chang T.W., Yang C.T., Liu Y.L., Chen W.C., Lin K.J., Lai Y.S., Huang C.H., Lu Y.C. and Cheng C.K., Biomechanical evaluation of proximal tibial behavior following unicondylar knee arthroplasty: Modified resected surface with corresponding surgical technique, Medical Engineering & Physics, 2011, Vol. 33, p. 1175-1182.
• Chong D.Y.R., Hansen U.N., Venne R., Verdonschot N. and Amis A.A., The influence of tibial component fixation techniques on resorption of supporting bone stock after total knee replacement, Journal of Biomechanics, 2011, Vol. 44, p. 948-954.
• Heever D.J., Scheffer C., Erasmus P. and Dillon E., Contactstresses in apatient-specific unicompartmental knee replacement, Clinical Biomechanics, 2011, Vol. 26, p. 159-166.
• Rho J.Y., Hobatho M.C. and Ashman R.B., Relations of Mechanical Properties to Density and CT Numbers in Human Bone, Med Engng Phys, 1995, Vol. 17, p. 347–55.
• Villa T., Migliavacca F., Gastaldi D., Colombo M. and Pietrabissa R., Contactstresses and fatigue life in a knee prosthesis: comparison between in vitro measurements and computational simulations, Journal of Biomechanics, 2004, Vol. 37, p. 45-53.