Πειραματική εμβιομηχανική μελέτη μηριαίου οστού με διατροχαντήριο κάταγμα πριν και μετά την προσθήκη εμφυτεύματος

• Κύριος συγγραφέας: Ζαφειροπούλου, Νεφέλη
• Άλλοι συγγραφείς: Zafeiropoulou, Nefeli
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Σύνθετα υλικά; Σύνθετο μηριαίο οστό; Εμβιομηχανική πειραματική μελέτη; Μηκυνσιόμετρα; Συσχέτιση ψηφιακής απεικόνισης; Composite materials; Composite femur; Biomechanical experimental study; Strain gauges; Digital imaging correlation

Τα διατροχαντήρια κατάγματα σε ανθρώπινα μηριαία οστά είναι ο πιο συχνός τρόπος αστοχίας από πλευράς μηχανικής, ειδικά αν πάσχουν από οστεοπόρωση. Ένα μηριαίο οστό θεωρείται φυσικό σύνθετο υλικό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εμβιομηχανικές μελέτες, με σκοπό τη λήψη δεδομένων για τον χαρακτηρισμό της συμπεριφοράς του κατά την επιβολή φορτίσεων. Με κατάλληλο σχεδιασμό, οι φορτίσεις, καθώς και ο τρόπος επιβολής τους, μπορούν να προσεγγίσουν αυτές που δέχεται το οστό από το ανθρώπινο σώμα κατά τη διάρκεια καθημερινών δραστηριοτήτων. Μία πειραματική εμβιομηχανική μελέτη τέτοιου είδους έγινε και στο πλαίσιο της συγκεκριμένης Διπλωματικής Εργασίας, όπου προσεγγίστηκαν οι φορτίσεις του οστού σε μονόποδη στήριξη, βάδιση και θραύση. Σε τρία μηριαία οστά από σύνθετα υλικά, κατασκευασμένα με τέτοιον τρόπο ώστε να παρουσιάζουν το φαινόμενο της οστεοπόρωσης, χρησιμοποιώντας μία προσαρμοσμένη μηχανική ιδιοσυσκευή για την επιβολή των φορτίων, πραγματοποιήθηκαν οι παραπάνω φορτίσεις. Στα δύο από τα τρία, τοποθετήθηκαν τα εμφυτεύματα Gamma3 και TRIGEN INTERTAN, με σκοπό την παρατήρηση της συμπεριφοράς τους κατά την ύπαρξη ενός διατροχαντήριου κατάγματος, το οποίο δημιουργήθηκε τεχνητά στη συνέχεια, αλλά και τη σύγκριση τους με την συμπεριφορά του άθικτου σύνθετου μηριαίου οστού. Συγκεκριμένα, από τα δεδομένα της μηχανής επιβολής των φορτίων, κατασκευάστηκαν χρήσιμα διαγράμματα σύγκρισης του εφαρμοζόμενου φορτίου με την μετατόπιση που λαμβάνει το σύνθετο μηριαίο οστό. Με την τοποθέτηση τριών μηκυνσιομέτρων σε σημεία ενδιαφέροντος και συχνής παρατήρησης αστοχίας, εξήχθησαν οι παραμορφώσεις που παρουσιάζονται κατά την διάρκεια της επιβολής των φορτίσεων. Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με αυτά που ελήφθησαν από το σύστημα Συσχέτισης Ψηφιακής Απεικόνισης που είχε εγκατασταθεί και κατέγραφε παράλληλα με τα μηκυνσιόμετρα, ενώ ταυτόχρονα το σύστημα βοήθησε στην άντληση πληροφοριών για τις κατανομές των παραμορφώσεων και των μετατοπίσεων στην έσω όψη του οστού.