بررسی نوسازی استخوان در اطراف پیچ اورتوپدی هدفمند و مقایسه با پیچ فلزی با استفاده از روش اجزای محدود

Abstract

پیچ‌های اورتوپدی ابزار رایجی برای تثبیت استخوان شکسته محسوب می‌شوند. شل شدن پیچ‌ها در اثر نبودن تنش کافی در استخوان مجاور پیچ و جذب استخوان ناشی از آن، یکی از عوامل موفق نبودن ترمیم شکستگی‌ها است. در این مطالعه، پیچ اورتوپدی هدفمند از ماده تیتانیوم و هیدروکسی اپتایت، Ti-Hap، همراه استخوان‌های اسفنجی و متراکم در نرم‌افزار اجزای محدود، مدلسازی شده است. پارامتر انتقال تنش، STPو پارامتر انتقال چگالی انرژی کرنشی، SEDTPتعریف می‌شود که به ترتیب نسبت تنش و نسبت چگالی انرژی کرنشی را در دندانه‌های پیچ به نقاط مجاور در استخوان بیان می‌کنند. مقادیر کم این پارامترها انتقال ضعیف تنش و چگالی انرژی کرنشی را به استخوان مجاور نشان می‌دهد که نشانه‌ای از پدیده مضر سپر تنش است. نتایج این تحقیق نشان داد که مقدار پارامترهای STPو SEDTP، برای پیچ هدفمند در مقایسه با پیچ فلزی، بیشتر است. بعلاوه با کاهش مدول الاستیسیته جزء فلزی و با افزایش جزء حجمی سرامیک، آثار منفی سپر تنش کاهش می‌یابد. برای پیچی که دارای یک قسمت همگن و یک قسمت هدفمند است؛ هر چه طول قسمت هدفمند بیشتر باشد، پارامترها مقدار بزرگتری را نشان می‌دهند. بنابراین اثر سپر تنشی و مقدار شل‌شدگی پیچ کاهش می‌یابد. همچنین هر چه قسمت هدفمند در موقعیتی نزدیک‌تر به دندانه‌های ابتدایی قرار گیرد، مقدار پارامترهای STPو SEDTP، افزایش می‌یابد. به علاوه نتایج نشان داد با کاهش توان ترکیب توزیعی که نشان‌دهندة نحوه تغییر ترکیب هدفمند از فلز به سرامیک است، مقدار پارامترها افزایش می‌یابد. نتایج این تحقیق با مطالعات بالینی و آزمایشگاهی در دسترس، تطابق خوبی دارد.