ایمپلنت / طراحی و ساخت ایمپلنت
شیما بهرامیزاده سجادی؛ حمیدرضا کاتوزیان؛ علیرضا برادران رفیعی؛ میگل-آنگل آریزا-گراسیا؛ فیلیپ بوکلر
دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 329-339
چکیده
قوز قرنیه یا کراتوکونوس (KC) نوعی بیماری غیرالتهابی و پیشروندهی قرنیه محسوب میشود. تظاهر بالینی این بیماری به صورت شکلگیری نواحی مخروطیشکل بر سطح قرنیه و مشکلات شدید دید چشم فرد مبتلا بروز پیدا میکند. کارگذاری ایمپلنتهای قوسی داخل قرنیهای (ICRS) یک درمان رو به گسترش برای بازیابی شکل قرنیه به وضعیت نرمال و در نتیجه بهبود حدت ...
بیشتر
قوز قرنیه یا کراتوکونوس (KC) نوعی بیماری غیرالتهابی و پیشروندهی قرنیه محسوب میشود. تظاهر بالینی این بیماری به صورت شکلگیری نواحی مخروطیشکل بر سطح قرنیه و مشکلات شدید دید چشم فرد مبتلا بروز پیدا میکند. کارگذاری ایمپلنتهای قوسی داخل قرنیهای (ICRS) یک درمان رو به گسترش برای بازیابی شکل قرنیه به وضعیت نرمال و در نتیجه بهبود حدت بینایی فرد است هر چند دربارهی اثربخشی آن اختلاف نظر وجود دارد. در این مطالعه مدل سادهای از قرنیهی مبتلا به کراتوکونوس با قوز در ناحیهی مرکزی برای تعیین کمی اثرات مکانیکی و اپتیکی برخی از انواع متداول ICRS تجاری موجود مورد استفاده قرار گرفته است. مجموعهی ایمپلنتهای قوسی متداول برای این نوع قوز طبق روال بالینی متداول در دو گروه کلی قوس تکی و قوسهای دوتایی قرار دارند. در تحقیق حاضر مدلهای مربوط به وضعیت پس از کارگذاری این ایمپلنتها به روش المان محدود (FE) مدلسازی و تحلیل شده است. در گروه قوس تکی، یک قوس °360، یک قوس °350 و یک قوس °320 و در گروه قوسهای دوتایی، دو قوس متقارن و متناظر °160، °150، °120 و °90 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که کارگذاری قوسهای دوتایی متقارن میتواند انتخاب بهتری برای قوز قرنیه با ناحیهی پاتولوژیک مرکزی باشد. این مطالعه تاثیر بالقوهی کارگذاری ICRS را از منظر بیومکانیکی نشان داده و اولین قدم به سمت توسعهی یک نوموگرام مبتنی بر شواهد برای انتخاب از بین ترکیبات مختلف ایمپلنتهای قوسی در درمان یا جلوگیری از پیشرفت قوز قرنیه است.
بیومکانیک استخوان
فرشته علیزاده فرد؛ مجید میرزائی
دوره 14، شماره 2 ، تیر 1399، ، صفحه 121-131
چکیده
با توجه به کاربرد آزمایش و تحلیل شکست استخوان در هر دو حوزهی پزشکی و مهندسی، یافتن نمونهی مناسب برای اندازهگیری خواص مکانیکی شکست بسیار مهم است. لذا در این مطالعه به تحلیل تجربی و عددی شکست استخوان کورتیکال گوساله برای 4 ناحیهی آناتومیکی با استفاده از نمونههای کمان-شکل پرداخته شده است. تست تجربی شکست برای نمونههای کمان-شکل ...
بیشتر
با توجه به کاربرد آزمایش و تحلیل شکست استخوان در هر دو حوزهی پزشکی و مهندسی، یافتن نمونهی مناسب برای اندازهگیری خواص مکانیکی شکست بسیار مهم است. لذا در این مطالعه به تحلیل تجربی و عددی شکست استخوان کورتیکال گوساله برای 4 ناحیهی آناتومیکی با استفاده از نمونههای کمان-شکل پرداخته شده است. تست تجربی شکست برای نمونههای کمان-شکل در دمای محیط انجام شده و در عمل فاکتور شدت تنش با استفاده از فرمول تحلیلی استاندارد برای نمونههای کمان-شکل و روش مدل المان محدود مربوط به نمونهها محاسبه شده است. به منظور صحتسنجی مدل المان محدود، نتایج تحلیل تنش و کرنش با نتایج به دست آمده از روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی مقایسه شده است. توافق بسیار خوب بین نتایج تحلیل تنش و کرنش عددی و تجربی، نشان دهندهی دقت تحلیل المان محدود است. در این مطالعه ارتباط خوبی در شروع و رشد ترک بین نتایج تجربی و المان محدود و همچنین مقادیر چقرمگی شکست به دست آمده از روش عددی با دیگر مطالعات مشاهده شده است. همچنین نتایج حاصل از این مطالعه نشان میدهد که فاکتور شدت تنش تحلیلی میتواند نتایج دقیقی برای نمونههای کمان-شکل ایجاد شده از نواحی آناتومیکی خلفی و قدامی ارائه کند، هرچند برای نواحی آناتومیکی میانی و جانبی، تنها مدل المان محدود میتواند دقت لازم را فراهم سازد.
بیومکانیک
مهدیه مسیبی؛ افسانه مجری
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 31-44
چکیده
در ستون فقرات، دیسکهای بین مهرهای نقش انعطافپذیری، انتقال بار و استهلاک انرژی در ضربات ناشی از بارگذاری را بر عهده دارند. افزایش سن و اعمال بارگذاریهای نامناسب منجر به انحطاط (دژنره شدن) دیسکهای بین مهرهای میشود. بررسی پارامترهای بیومکانیکی دیسک سالم و دژنرهشده در سطوح مختلف جهت کشف مکانیزمهای مربوط به دژنره ...
بیشتر
در ستون فقرات، دیسکهای بین مهرهای نقش انعطافپذیری، انتقال بار و استهلاک انرژی در ضربات ناشی از بارگذاری را بر عهده دارند. افزایش سن و اعمال بارگذاریهای نامناسب منجر به انحطاط (دژنره شدن) دیسکهای بین مهرهای میشود. بررسی پارامترهای بیومکانیکی دیسک سالم و دژنرهشده در سطوح مختلف جهت کشف مکانیزمهای مربوط به دژنره شدن دیسک و یافتن راهکارهای درمانی موثر از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، یک دیسک بین مهرهای ناحیهی گردنی ستون فقرات به همراه دو مهرهی مجاور آن (C5 و C6) با استفاده از روش مقطعنگاری رایانهای (سیتی اسکن) به یک مدل سهبعدی دقیق تبدیل شده است. برای تعریف دقیق خواص بیومکانیکی دیسک و مهرهها از دو مدل پوروویسکوالاستیک و پوروالاستیک استفاده شده است. در این دو مدل، ساختار دیسک و مهره به صورت متخلخل در نظر گرفته شده و همچنین خواص ماتریس جامد دیسک و مهره و جریان سیال (آب) درون آنها به عنوان یک عامل اساسی در عملکرد ستون مهرهها نیز مد نظر قرار داده شده است. خاصیت ویسکوالاستیک فاز جامد دیسک با استفاده از تست آزمایشگاهی ریلکسیشن (آسودگی از تنش) روی نمونهی دیسک گوسفندی و برازش دادههای تنش بر حسب زمان، به مدل عمومی ماکسول دوشاخهای استخراج گردیده است. پاسخهای وابسته به زمان دیسک بین مهرهای سالم و دیسکهای دژنرهشده در سه سطح مختلف (خفیف، متوسط و شدید) در بارگذاری ریلکسیشن، با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که در فرایند ریلکسیشن، با افزایش میزان دژنره شدن دیسک، سرعت جریان سیال درون آن کاهش یافته و این امر منجر به کاهش انعطافپذیری دیسک تحت بارگذاری میگردد. همچنین با بررسی نتایج مشاهده میشود که تنش ریلکسیشن دیسک دژنرهشدهی سطح 3 (شدید) نسبت به دیسک بین مهرهای سالم تا حدود 16% افزایش یافته است. بررسی میزان بیرونزدگی دیسکهای دژنرهشده و دیسک سالم تحت بارگذاری، نشان میدهد که با افزایش میزان دژنره شدن دیسک، میزان بیرونزدگی آن نیز افزایش مییابد.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
هدی ماستری فراهانی؛ ناصر فتورائی
دوره 10، شماره 3 ، مهر 1395، ، صفحه 223-230
چکیده
بزرگ شدن سیرینکس در بیماری سیرنگومیلی، باعث بروز آسیب نورولوژیکی پیشرونده میشود؛ بنابراین، بررسی عوامل دخیل در توسعة سیرینکس، در یافتن روشهایی برای کنترل این بیماری بسیار اهمیت دارد. یکی از فرضیات بالینی مهم در رابطه با علت توسعة سیرینکس، انتشار موج شوک فشار در سیال فضای سابآراکنوئید را عامل اصلی حرکت سیال داخل سیرینکس و در طولانیمدت، ...
بیشتر
بزرگ شدن سیرینکس در بیماری سیرنگومیلی، باعث بروز آسیب نورولوژیکی پیشرونده میشود؛ بنابراین، بررسی عوامل دخیل در توسعة سیرینکس، در یافتن روشهایی برای کنترل این بیماری بسیار اهمیت دارد. یکی از فرضیات بالینی مهم در رابطه با علت توسعة سیرینکس، انتشار موج شوک فشار در سیال فضای سابآراکنوئید را عامل اصلی حرکت سیال داخل سیرینکس و در طولانیمدت، توسعة سیرینکس و آسیب فزاینده به نخاع، میداند. مدلسازی و تحلیل حاضر در راستای آزمودن این فرضیه و به کمک روش المان محدود انجام شده است؛ به این ترتیب که یک مدل سهبعدی، شامل سیرینکس، طناب نخاعی، سیال مغزی-نخاعی در فضای سابآراکنوئید، لایة سختشامه و گرفتگی، ایجاد شد. تحریک پالس فشار به سطح بالایی مدل سیال فضای سابآراکنوئید، که تأثیر پالس شریانی جمجمهای را شبیهسازی میکرد، اعمال شد. سیال مغزی-نخاعی، بهصورت نیوتنی و جریان آن، بهصورت لایهای فرض شد. رفتار جامد نیز، الاستیک خطی درنظرگرفته شد. تحلیل برهمکنش سیال و جامد توسط نرمافزار ADINA اجرا شده و مشخصات جریان سیال، شامل میدان سرعت و فشار و همچنین تنشهای ایجادشده در بافتها، استخراج شد. نتایج نشان میدهد که انتشار موج فشار در سیال فضای سابآراکنوئید، به القای حرکت در سیال سیرینکس منجر میشود و با توقف سیال در انتهای سیرینکس، افزایش فشار موضعی به ایجاد تمرکز تنش در بافت نخاعی میانجامد؛ اما مقادیر این تنشها، کمتر از حد تحمل بافت نخاعی است و انتشار موج فشار در این شرایط، نمیتواند عامل اصلی توسعة سیرینکس باشد.
برهمکنش سیال و جامد در محیطهای زیستی
افسانه مجری؛ محمد تفضلی شادپور؛ احسان بخشی تفتی
دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 9-20
چکیده
گرفتگی های شریانی و بیماری های قلبی- عروقی ناشی از آن مانند تصلب شرائین، از دلایل عمده مرگ و میر در دنیاست. در این مقاله، با استفاده از یک مدل غیرخطی سه بعدی از شریان کاروتید دارای گرفتگی نامتقارن و با در نظر گرفتن تعامل میان جامد و سیال (FSI)، جریان خون در این شرایط مدلسازی شد. برای انجام دادن شبیه سازی از نرم افزار انسیس بهره گرفته ...
بیشتر
گرفتگی های شریانی و بیماری های قلبی- عروقی ناشی از آن مانند تصلب شرائین، از دلایل عمده مرگ و میر در دنیاست. در این مقاله، با استفاده از یک مدل غیرخطی سه بعدی از شریان کاروتید دارای گرفتگی نامتقارن و با در نظر گرفتن تعامل میان جامد و سیال (FSI)، جریان خون در این شرایط مدلسازی شد. برای انجام دادن شبیه سازی از نرم افزار انسیس بهره گرفته شد. با توجه به بررسی های انجام گرفته این نرم افزار از توانایی مناسبی در تحلیل مسائل FSIبرخوردار نیست. بنابراین با استفاده از کدنویسی در محیط ماکروی نرم افزار، دسترسی به الگوریتم حل مساله FSI از طریق روش کوپلینگ ضعیف میسر شد. تغییرات قابل توجه فشارخون بصورت موضعی و افت شدید فشار و در نتیجه ایجاد تنش فشاری در پایین دست گرفتگی، پروفیل متغیر تنش برشی در منطقه گرفتگی و تغییرات قابل توجه آن پس از گرفتگی، تغییرات قابل توجه پروفیل سرعت و ازدیاد قابل توجه جریان های برگشتی در اثر افزایش میزان خروج از مرکز پلاک، از جمله نتایج به دست آمده در پژوهش حاضر است. نتایج به دست آمده در ارزیابی وخامت بیماری، امکان پیشروی بیماری و پیش بینی محل های مستعد برای شکست پلاک آتروسکلروتیک استفاده می گردد.
بیومکانیک استخوان
محمد حقپناهی؛ مهدی پوردانیال
دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 289-299
چکیده
در این مقاله مدل المان محدود سه بعدی دقیق مهره اول ستون فقرات گردنی، شامل استخوان قشری و استخوان متخلخل، بر اساس تصاویر سی-تی اسکن، در محیط نرم افزار آنسیس9 توسعه یافت. هدف بررسی تاثیر استخوان متخلخل بر توزیع تنش بیشینه و میانگین در مهره اطلس و ارزیابی تاثیر تغییر خواص مواد بر مقادیر این تنش هاست. طبق نتایج به دست آمده، خواص استخوان ...
بیشتر
در این مقاله مدل المان محدود سه بعدی دقیق مهره اول ستون فقرات گردنی، شامل استخوان قشری و استخوان متخلخل، بر اساس تصاویر سی-تی اسکن، در محیط نرم افزار آنسیس9 توسعه یافت. هدف بررسی تاثیر استخوان متخلخل بر توزیع تنش بیشینه و میانگین در مهره اطلس و ارزیابی تاثیر تغییر خواص مواد بر مقادیر این تنش هاست. طبق نتایج به دست آمده، خواص استخوان متخلخل تاثیر چندانی بر موضع تنش بیشینه و الگوی تنش های میانگین در مقاطع کمان قدامی، محل اتصال کمان خلفی با توده طرفی و شیار مهره ندارد، هرچند وجود استخوان متخلخل سبب افزایش مقدار تنش بیشینه و تنش میانگین می شود. تاثیر شرایط مرزی بر این افزایش قابل توجه است. تغییر خواص مواد استخوان متخلخل، تحت بارگذاری محوری و اکستانسیون شدید فقط بر تنش متوسط در استخوان متخلخل توده های طرفی انجامید، این در حالی است که تغییر خواص مواد استخوان قشری به تغییر تنش متوسط در هر دو ناحیه و نیز جابجایی جانبی توده های طرفی منجر شد. همچنین این تحقیق تاثیر متقابل تغییر خواص مواد دو بافت استخوانی را بر تنش های متوسط آشکار ساخت.
بیومکانیک استخوان
سید حامد حسینی نسب؛ فرزام فرهمند؛ محمدحسین کارگرنوین؛ محسن کرمی
دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 159-172
چکیده
در این مطالعه، چندین مدل المان محدود خطی و غیر خطی از ستون مهره در حالت سالم و تثبیت شده مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سالم با استفاده از تصاویر سی تی اسکن توسعه یافته و پس از بررسی اعتبار آن، عمل تثبیت با استفاده از دو نوع ایمپلنت رایج شبیه سازی شده است. نتایج مدل ها، شامل رفتار بار- تغییر مکان و توزیع تنش در ساختارهای مختلف مورد بررسی ...
بیشتر
در این مطالعه، چندین مدل المان محدود خطی و غیر خطی از ستون مهره در حالت سالم و تثبیت شده مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سالم با استفاده از تصاویر سی تی اسکن توسعه یافته و پس از بررسی اعتبار آن، عمل تثبیت با استفاده از دو نوع ایمپلنت رایج شبیه سازی شده است. نتایج مدل ها، شامل رفتار بار- تغییر مکان و توزیع تنش در ساختارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین اثر تغییر در پارامترهای هندسی پدیکل، خطای جایگذاری و خصوصیات پیوند استخوانی بر نحوه توزیع تنش در ساختارها ستون مهره و اجزای ایمپلنت، با استفاده از یک مدل پارامتری بررسی شده است. نتایج حاصله بر مزیت ایمپلنت های تیتانیومی نسبت به ایمپلنت های فولادی، لزوم استفاده از یک پیوند استخوانی قدامی و افزایش احتمال شکست پیچ در اثر پوکی استخوان در مجموعه های تثبیت شده تاکید می کنند. هم چنین بر مبنای نتایج مطالعه، استفاده از پیچ هایی با قطر بزرگتر برای پدیکل هایی که دارای طول قدامی– خلفی هستند و پرهیز از خطاهای جایگذاری، به منظور کاهش احتمال شکست پیچ های پدیکل به جراحان توصیه شده است.