خواص مطلوب دیسک در مدلهای عددی و تاثیر آن بر رفتار بیومکانیکی ستون فقرات کمری

Abstract

در این پژوهش، مدلسازی المان محدود غیرخطی جهت بررسی پارامتری تاثیر خواص دیسک بر رفتار بیومکانیکی ستون فقرات کمری ارائه شده است. اجزاء این مدل شامل مهره (استخوان قشری و استخوان اسفنجی)، دیسک (هسته، آنالئوس فیبرسوس و فیبرهای کلاژن)، صفحات انتهایی و رباط میباشد. در مدل حاضر برای دستیابی به هندسه واقعی اجزاء ستون فقرات از نرم افزار پردازش تصویر میمیکس استفاده شده و سپس از نرم افزار هایپرمش برای مش بندی هر چه بهتر اجزاء مختلف ستون فقرات بهره گرفته شده است. پس از اعمال بارگذاری و شرایط مرزی، تحلیل مدل در نرم افزار آباکوس انجام میشود. همچنین آزمایشات تجربی پیشین در زمینه ستون فقرات حاکی از آن است که این عضو رفتار مکانیکی غیر خطی دارد؛ بنابراین برای دستیابی به این رفتار غیر خطی در مدل حاضر، رباط ها و فیبرهای آنالئوس به صورت فنر غیرخطی مدل سازی شدهاند. نتایج بدست آمده از مدل حاضر که شامل فشار میان دیسکی و چرخش میان مهرهای است، با دادههای آزمایشات تجربی و مطالعات عددی پیشین مقایسه شده است. بررسی نتایج این پژوهش نشان میدهد که با افزایش ضرایب ماده هایپرالاستیک تشکیل دهنده دیسک، میزان چرخش میان مهرهای در هر حالت بارگذاری کاهش مییابد.