Ekstremite kırıklarında kullanılan implantların hareket kısıtlılığına etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu tez kapsamında, insan önkol kemiklerinin plak ile sabitlenmesinin kemik üzerine mekanik etkileri sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi biyomekanik alanında gittikçe artan bir kullanıma ve öneme sahiptir. CT grafiklerinden elde edilen kesitlerden faydalanılarak sağlam radius ve ulna kemikleri ve 1mm kırık boşluğu bilgisayar ortamında CAD yazılımında modellenmiştir. Dört ve altı delikli plak ile sabitlenen önkol kemikleri birim kuvvetler ve birim burulma momenti etkisinde her bir kemik için ayrı ayrı analiz edilerek, kemiklerde oluşan von Mises gerilme dağılımları hesaplanmıştır. Dört ve altı delikli plak ile sabitlenen kırık kemiklerde oluşan maksimum gerilme değerlerinden faydalanılarak x, y, z doğrultularında etkiyen kuvvetler altında kemiklerin kalıcı deformasyona uğrayacağı kuvvet değerleri hesaplanmış ve sağlam kemiklerdeki sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Radius kemiğinde altı delikli plak seçeneğinin dört delikli plağa göre x, y, z doğrultularındaki yükleme altında sırası ile %76, %9 ve %32 daha mukavemetli olduğu tespit edilmiştir. Ulna kemiğinde altı delikli plak seçeneği dört delikli plağa göre mukavemet özellikleri x doğrultusundaki yükleme altında %9 artarken y ve z doğrultularındaki yüklemede mukavemet özelliklerinde %3 ve %11 azalma olduğu saptanmıştır. Bu durum, ulna kemiğinin üzerine açılan deliklerin mukavemet özelliklerine etkisinin radius kemiğine göre daha fazla olduğunu göstermektedir.

In this study, plaque fixation of human forearm fractures investigated using finite element method. Finite element methods has a considerable and increasing importance in biomechanics. Three-dimensional models of intact bones was based on the CT scan data and 1mm fracture gap modeled in CAD software. Forearm bones was fixed by four and six hole plaques and analysed individually influence of varied load conditions and von-Mises stress distribution was calculated. Maximum stress values was calculated of broken bones for four and six hole plaque fixation and these results used for calculating force values in x, y, z directions that occurs a plastic deformation on the bones. Also these results were compared with the force values which cause plastic deformation of intact forearm bones. It was found out that for the radius bone six hole plaque option was stronger than four hole plaque fixation in x, y ,z directions by 76, 9, 32% respectively. For the ulna bone, six hole plaque 9% stronger than four hole plaque in the x direction, in the other hand strength of bones decreased in the y, z directions by 3, 11% respectively. This might be the results of ulna bone has been effected by drilled holes more than radius bone.