Csípőimplantátumok és bevonataik végeselemes modellezése
A csípőimplantáció a második leggyakrabban elvégzett operáció az ortopédiai sebészetben a térdimplantációt követően. Manapság amellett, hogy egyre növekszik a szükséges műtétek száma már nem csak az idősebb korosztály szorul rá a beavatkozásra, hanem széles körben válik szükségessé az alkalmazása a fiatalabb korosztálynál is. Ez utóbbi azonban kiemelkedő jelentőségű probléma, mivel ezen protézisek átlagos élettartama mindössze 15 év, a revíziós műtétek pedig jóval nagyobb kockázattal járnak, mint az első beültetés.
A tönkremenetel oka lehet az implantátum kilazulása, vagy annak törése is. Az implantátum szárrészének törése esetén különösen kritikus a bennmaradó protézis rész eltávolítása, általában ez a combcsont törésével valósítható meg, amely nem csak kellemetlenségekkel, hanem hosszabb gyógyulási idővel is jár a páciens számára. Így a tervezésben elsődleges cél ennek megelőzése.
A fiataloknál jellemzően cement nélküli rögzítésű protéziseket alkalmaznak, melyek stabilitását az implantátum bevonata és a környező csontszövet integrációja biztosítja. Így a bevonat minősége döntő szerepet játszhat az implantátum tönkremenetelében, emellett korábbi kutatások rávilágítottak arra, hogy a bevonatos implantátumoknál statisztikailag nagyobb a törés esélye. Ennek pontos oka azonban még nem ismert.
Jelen TDK munka célja, hogy rávilágítson arra az összefüggésre, hogy a különböző bevonatok miként hatnak a törési tulajdonságokra. Ennek vizsgálatát esettanulmányok elemzésén keresztül és a gépészeti tervezésben széles körben alkalmazott végeselem analízis segítségével szimulációkon keresztül végeztem.
A szimulációkat többféle alapanyagból és többféle bevonattal készült 3D modellen végeztem, a tulajdonságokat aszerint megválasztva, hogy azok leginkább tükrözzék a jelenleg piacon kapható legnépszerűbb modelleket. A terhelések megválasztásánál szintén az in vivo körülmények rekonstruálása jelentett meghatározó szempontot.
Az eredmények értékeléséhez a bevonat nélküli modellek elemzése szolgált referencia értékként.
szerző
-
Börcsök Zsuzsanna
Egészségügyi mérnök szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Asztalos Lilla
Doktorandusz, Anyagtudomány és Technológia Tanszék -
Dr. Zwierczyk Péter Tamás
adjunktus, Gép- és Terméktervezés Tanszék
