Sonlu elemanlar yöntemi ile lomber spine implant tasarımı ve biyomekanik etkilerin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada omurganın normal şekilde stabilize edilmesine yardımcı olabilecek yeni bir pedikül- vida tabanlı posterior dinamik stabilizasyon implantı, sonlu elemanlar metotu kullanılarak tasarlanmış ve sonlu elemanlar metotu ile biyomekanik etkileri tespit edilerek karşılaştırılmıştır. Standart sınırlarda hareket aralığını koruyan iki farklı implant ve cihaz bileşenleri SOLİDWORKS programıyla oluşturulup, hareket aralığını hesaplamak için ABAQUS CAD simülasyon programı ve MATLAB programı birlikte kullanılmıştır. Tüm cihazlarda, L4-L5 omurlarını birbirine bağlayan çubuk, vida, pim ve somun bileşenler yüksek spesifik dayanım, kırılma tokluğu, gibi avantajlı özellikleri nedeniyle titanium malzemesi seçilerek tasarlanmıştır. Lomber omurganın sağlam ve farklı implantlarla tedavi edilen modelleri, Bilgisayarlı tomografi (BT) verilerine göre fizyolojik yükleme koşulları altında simüle edilmiştir. Tasarlanan tüm cihazlar altı farklı yönde (sağ-sol eksenel dönüş, sağ-sol yanal bükme ve fleksiyon-uzama) hareket aralığı, bitişik seviye etkisi ve restorasyon yüzdeleri hesaplanmıştır. İmplant parçalarının tasarımında omurganın implant ile birlikte hareketinde kabul edilebilir değer olan %70 restorasyon yüzdesine, her yönde ulaşılmaya çalışılmıştır. Optimum verilerin elde edildiği cihaz ile Z ve Y yönünde daha fazla restorasyon sağladığı tespit edilmiştir. Restorasyon değerleri uzama için %33, fleksiyon için %53, yanal bükülme ve eksenel rotasyonlarda ise sırasıyla %68 ve %55 'dir. Bu simülasyon çalışması ile tasarlanan pedikül-vida implantların deneysel doğrulama ve klinik denemelerden sonra uygulanabilir olacağı söylenebilir.