| Περίληψη: | Η χρήση υπερήχων είναι διαδεδομένη σε πολλά πεδία έρευνας, όπως σε αυτό της εμβιομηχανικής όπου η οστεοπόρωση μελετάται μέσω της διάδοσης των υπερήχων στο σπογγώδες οστό. Η παρούσα εργασία μελετά την επίδραση των χαρακτηριστικών των υπερήχων και συγκεκριμένα του συντελεστή οπισθοσκέδασης στην αρχιτεκτονική και στο υλικό του σπογγώδους οστού, χρησιμοποιώντας ικριώματα προσομοίωσης οστών κατασκευασμένα σε τρισδιάστατο εκτυπωτή.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μια καινοτόμος μέθοδος προσθετικής κατασκευής στην οποία κατασκευάζονται αντικείμενα μέσω της διαδοχικής πρόσθεσης επάλληλων στρώσεων υλικού. Η τεχνολογία αυτή είναι ικανή να κατασκευάζει λειτουργικά φυσικά εξαρτήματα, με ή χωρίς πορώδες, με την εναπόθεση των υλικών στρώμα-στρώμα χρησιμοποιώντας τρισδιάστατα μοντέλα υπολογιστών. Ως εκ τούτου, διευκολύνει την παραγωγή προηγμένων οστικών ικριωμάτων αφού ο κύριος σκοπός είναι να κατασκευαστούν αντίγραφα δοκιδωτών οστών με όσο το δυνατόν ακριβέστερη δομή, ακολουθώντας τις ίδιες μεθόδους εκτύπωσης για όλα τα δείγματα, προκειμένου να διασφαλιστεί ότι τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα αφορούν μόνο την επίδραση του υλικού στις ιδιότητες των υπερήχων.
Αρχικά, κατασκευάστηκαν αντίγραφα σπογγώδους οστού σε τρισδιάστατο εκτυπωτή από δύο διαφορετικά υλικά εκτύπωσης, το πολυγαλακτικό οξύ (PLA) και την θερμοπλαστική πολυουθεράνη (TPU). Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειράματα διάδοσης υπερήχων για να αντληθούν συμπεράσματα σχετικά με την δομή των δοκιμίων. Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν εστιακοί και μη εστιακοί μεταλλάκτες ώστε να εκτιμηθεί ο συντελεστής οπισθοσκέδασης συναρτήσει της πυκνότητας αφού έχει αποδειχτεί ότι εξαρτάται από την δομή του υλικού. Έγινε σύγκριση των μετρήσεων με τα δύο είδη μεταλλακτών, ώστε να ερευνηθεί κατά πόσο υπάρχει συσχέτιση των αποτελεσμάτων και ώστε να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα για την ακρίβεια των εστιακών μεταλλακτών.
Τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα ικριώματα δεν μπορούν να συγκριθούν άμεσα με το πραγματικό σπογγώδες οστό, ειδικά στην περίπτωση που είναι οστεπορωτικό. Παρόλα αυτά προκύπτουν χρήσιμα συμπεράσματα σε σχέση με τις ιδιότητες του υπερήχου και την συσχέτιση του με την εσωτερική δομή του υλικού και συγκεκριμένα με τη δομική υποβάθμιση που προκαλείται από την διαδικασία της γήρανσης. Έτσι περαιτέρω έρευνες ίσως συμβάλλουν στη δημιουργία βελτιωμένων διαγνωστικών συσκευών για την οστεοπόρωση.
|
|---|
