بررسي رفتار بيومكانيكي ميله داخل كانالي استخوان ران

Antegrade Interlocking Intramedullary Nailing: Biomechanical Investigation

مقدمه: ميله هاي داخل كانال استخواني يكي از انواع كاشتني هاي ارتوپدي است كه در درمان شكستگي هاي استخوان هاي بلند در شكستگي هاي چند تكيه اي استخوان كاربرد فراوان دارند. روشهاي اجزا محدود مي تواند براي ارزيابي بارگذاري، بررسي توزيع مولفه هاي تنش و مولفه هاي كرنش و در نهايت پيش بيني رفتار مكانيكي، پايداري و شكست اين ميله ها بكار گرفته شود. هدف: ارزيابي و بازسازي شرايط مرزي واقعي در شبيه سازي اجزا محدود و همچنين ايجاد شرايط منطبق با شرايط بارگذاري فيزولوژيك در روش هاي تجربي از مواردي است كه مورد توجه قرار گرفته است. مواد و روش ها: در اين پژوهش براي شبيه سازي از تحليل شبه استاتيك، الاستوپلاستيك استفاده شده است. نتايج: تاثير شرايط مرزي در مدل سازي ميله هاي داخل كانالي از بالا واردشونده استخوان ران بهنگام بهبود كامل استخوان مورد بررسي قرار گرفته و تاثير شرايط مرزي در پيش بيني رفتار مكانيكي كاشتني به بحث گذاشته شده است. بحث: بالگوي توزيع تنش در داخل استخوان در پيش و پس از استفاده از كاشتني مورد بررسي قرار گرفته است و مشابهت الگوي توزيع تنش در هر دو حالت همراه با كاهش سطح تنش در زمان استفاده از كاشتني ارايه گرديده است.

Introduction : Interlocking has been widely accepted for treatment of femoral shaft fracture. However، complications still exist. Numerous investigations have been carried out on earlier phase of fracture healing with interlocking nail. Purpose : In this research، a three dimensional model of bone with antegrade interlocking nail in post fracture healing phase during gait cycle is studied. Additionally، published results of others، obtained under different boundary condition، are discussed. Stress distribution pattern in femur with dynamised nail and static nail are investigated. Results : Three dimensional model of the third generation composite femur was considered in which simple stainless steel Gross Kempf femoral nail was inserted in the medullary canal. Simulation was performed with the assistance of Abaqus analysis finite element codes. Two different loading patterns were used in simulations: Simple loading pattern، and Full muscle loading. Discussion : Results were verified through simple analytical beamcolumn model. Good agreement between analytical and numerical results was found. Results proved the importance of exact boundary conditions for interlocked femoral nail testing and simulation. Fifty percent increase in bone stress level after removal of proximal screw was observed.