رفتار مکانیکی ساختار گرادیانی سلول های آگزیتکی ساخته شده به روش ساخت افزایشی مورد استفاده در کاشتنی مفصل ران

Abstract

در بخش اول این مطالعه به بررسی خواص مکانیکی سلول آگزیتک (با نسبت پواسون منفی) با ساختار یکنواخت با هدف طراحی کاشتنی استخوان فمور انسان پرداخته شده است. از سلول های آگزیتک به منظور افزایش سطح تماس کاشتنی و استخوان تحت بارهای کششی استفاده شده است. مدول الاستیک ساختار یکنواخت آگزیتک با روش های عددی، تحلیلی و تجربی در جهت y به دست آمد. در روش تجربی نمونه ها به روش ساخت افزایشی پرینت شدند و خواص الاستیک نمونه های پرینت شده با استفاده از آزمون فشار به دست آمدند. مقایسه مدول الاستیک شبیه سازی تحلیلی و عددی با آزمون های تجربی در جهت y نشان داد که انطباق خوبی بین نتایج وجود دارد. در بخش دوم از ساختار گرادیانی به منظور کاهش سپر تنش (Stress Shielding) در سطح تماس کاشتنی و استخوان و افزایش کارایی کاشت کاشتنی استفاده شده است. در ساختار گرادیانی مدول الاستیک در سطوح تماس با استخوان نزدیک مدول الاستیک استخوان در نظر گرفته شده است و به تدریج در لایه های بعدی افزایش می یابد. مدول الاستیک ساختار گرادیانی به دو روش عددی و تحلیلی محاسبه شد. در روش عددی مدول الاستیک از نرم افزار آباکوس و کدنویسی در متلب به دست آمد. میزان اختلاف مدول الاستیک در این دو روش 4/8 درصد به دست آمد، که نشان می دهد انطباق قابل قبولی بین نتایج وجود دارد.