بیومکانیک استخوان
محمد نیکخو؛ علی تحسری؛ محمد حق‌پناهی
دوره 8، شماره 3 ، مهر 1393، ، صفحه 203-212
چکیده
با توسعهی فنّاوریهای پیشرفته در زمینهی ایمپلنتهای ستون فقرات، طراحی و ساخت کیجهای گردنی برای اوّلین بار در ایران مورد توجه قرار گرفتهاست. این پروژهی تحقیقاتی صنعتی برمبنای مطالعات دقیق بیومکانیکی و براساس مدلهای عملکردی اجزای محدود و آزمایشهای مکانیکی مربوط به آن انجام میشود. درین تحقیق، بهینهسازی ...
بیشتر
با توسعهی فنّاوریهای پیشرفته در زمینهی ایمپلنتهای ستون فقرات، طراحی و ساخت کیجهای گردنی برای اوّلین بار در ایران مورد توجه قرار گرفتهاست. این پروژهی تحقیقاتی صنعتی برمبنای مطالعات دقیق بیومکانیکی و براساس مدلهای عملکردی اجزای محدود و آزمایشهای مکانیکی مربوط به آن انجام میشود. درین تحقیق، بهینهسازی طراحی و مطالعهی بیومکانیکی تنها کیج گردنی بومی سازی شده در ایران (ساخت شرکت دانشبنیان آتیلا ارتوپد) بررسی شد. بدین منظور، ابتدا مدل اجزای محدود گردنی (C2-C7) تهیّه و محدودهی حرکتی آن با نتایج آزمایشهای آزمایشگاهی صحهگذاری شد. سه پارامتر ابعادی به عنوان ورودی و دو پارامتر خروجی (شامل میزان تغییر شکل دندانههای کیج در آزمایش استاتیکی و دینامیکی، طبق استاندارد ASTM F2077 برای فرآیند بهینه سازی طراحی و استفاده شد. سپس، تغییرات مورد نیاز جهت شبیهسازی عمل جراحی همجوشی در سطح C5-C6 با جایگذاری کیج گردنی انجام شد. درنهایت، نتایج مطالعههای بیومکانیکی روی محصول نهایی کیج گردنی بومیسازی ارائه شد. نتایج مطالعههای بیومکانیکی نشان داد که این محصول به خوبی میتواند در اعمال جراحی مورد استفاده قرار گرفته و مطابق با استانداردهای نمونههای خارجی موجود در بازار، جهت کاربرد در جراحیها رقابت نماید.
مهندسی بافت
زهرا سقائی نوش‌آبادی؛ عاطفه آقاجانی؛ محمد حق‌پناهی
دوره 7، شماره 1 ، خرداد 1392، ، صفحه 1-11
چکیده
هدف این تحقیق، طراحی و روش ساخت فانتومی به منظور مدلسازی خواص مکانیکی بافت نرم است. این فانتوم از تومور و ماده سالمی که تومور را فرا گرفته تشکیل میشود. بدین منظور به ترکیبات ژلاتین در آب دیونیزه توجه شد و ترکیب وزنی مورد نیاز برای تولید موادی با رفتار الاستیک خطی و مدول الاستیک 21 و 102 کیلو پاسکال به دست آمد. این فانتوم به طور خاص برای ...
بیشتر
هدف این تحقیق، طراحی و روش ساخت فانتومی به منظور مدلسازی خواص مکانیکی بافت نرم است. این فانتوم از تومور و ماده سالمی که تومور را فرا گرفته تشکیل میشود. بدین منظور به ترکیبات ژلاتین در آب دیونیزه توجه شد و ترکیب وزنی مورد نیاز برای تولید موادی با رفتار الاستیک خطی و مدول الاستیک 21 و 102 کیلو پاسکال به دست آمد. این فانتوم به طور خاص برای استفاده در تصاویر اولتراسوند با اعمال تحریک خارجی کمتر از 5% در محدوده الاستیسیته خطی مناسب است.
بیومکانیک استخوان
محمد نیکخو؛ محمد حق‌پناهی؛ جا لین وانگ؛ محمد پرنیان‌پور
دوره 5، شماره 1 ، خرداد 1390، ، صفحه 21-32
چکیده
پیش‌بینی نحوة ارتباط انواع بارهای مکانیکی با ضایعات دیسک بین مهره‌ای-که برای شناسایی عوامل ریسک بسیار مهم است- صرفاً با انجام آزمایش بر روی موجودات زنده یا بر روی نمونههای جسد انسان بسیار مشکل است. روش‌های المان محدود میتواند راه‌حل مناسبی در مطالعات یاد شده محسوب شود و رفتار بیومکانیکی دقیق‌تری را از دیسک حاصل کند. لذا هدف ...
بیشتر
پیش‌بینی نحوة ارتباط انواع بارهای مکانیکی با ضایعات دیسک بین مهره‌ای-که برای شناسایی عوامل ریسک بسیار مهم است- صرفاً با انجام آزمایش بر روی موجودات زنده یا بر روی نمونههای جسد انسان بسیار مشکل است. روش‌های المان محدود میتواند راه‌حل مناسبی در مطالعات یاد شده محسوب شود و رفتار بیومکانیکی دقیق‌تری را از دیسک حاصل کند. لذا هدف اصلی این مقاله، استخراج مدل المان محدود تقارن محوری پروالاستیک غیرخطی یک بخش حرکتی ناحیه کمری ستون فقرات است تا بتوان بر مبنای آن به مطالعه رفتار بیومکانیکی وابسته به زمان آن پرداخت. پس از مقایسة نتایج مدلهای رفتاری مختلف در تحلیل شبه استاتیک و تشریح مدل پروالاستیک، نتایج بارگذاریهای خزش کوتاهمدت، خزش بلند مدت و بارگذاریهای چرخهای ارزیابی شده است. تطابق مناسب نتایج با یافتههای آزمایشگاهی موجود در منابع تحقیق مبین صحت پیش‌بینی مدل در ارائه رفتار بیومکانیکی وابسته به زمان یک بخش حرکتی است. بنابراین برپایة این مدل صحهگذاری شده، میتوان به مطالعه نقش بارگذاریهای دینامیکی مختلف به عنوان عوامل ریسک در شروع فرایند تخریب دیسک بین مهره‌ای پرداخت.
مهندسی بافت
محمد حق‌پناهی؛ محمد نیکخو؛ حبیب اله پیروی
دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 47-56
چکیده
در راستای مطالعات مکانیک بیولوژیکی به عنوان یکی از زیر ساختارهای مهم علوم مهندسی بافت، در این مقاله به مدلسازی ترکیبی المان محدود دیسک های بین مهره ای به عنوان یک بافت نرم متخلخل اشباع شده پرداخته شده است. بنابراین در ابتدا با توجه به قوانین حاکم بر مکانیک محیط های پیوسته، روابط حاکم بر مدل سه فازی دیسک های بین مهره ای استخراج شده است. ...
بیشتر
در راستای مطالعات مکانیک بیولوژیکی به عنوان یکی از زیر ساختارهای مهم علوم مهندسی بافت، در این مقاله به مدلسازی ترکیبی المان محدود دیسک های بین مهره ای به عنوان یک بافت نرم متخلخل اشباع شده پرداخته شده است. بنابراین در ابتدا با توجه به قوانین حاکم بر مکانیک محیط های پیوسته، روابط حاکم بر مدل سه فازی دیسک های بین مهره ای استخراج شده است. سپس با استفاده از روش باقیمانده وزنی گلرکین، فرمول بندی المان محدود استخراج و با بهره گیری از روش های نیومارک و بازگشتی اویلر، روابط غیرخطی حل گردیده است. در نهایت به منظور صحه گذاری مدل ریاضیاتی، نتایج مدل یک بعدی با نتایج تحلیلی دکتر سیمون و دکتر سان و همچنین اطلاعات آزمایشگاهی دکتر رست مقایسه شده است. نتایج مبین قابلیت مدل ریاضیاتی برای استفاده در مطالعات بیومکانیکی در قبال بارگذاری های مختلف مکانیکی و الکتروشیمیایی است و بنابراین می توان بر پایه این مدل به بررسی بیومکانیک مهندسی بافت دیسک های بین مهره ای در طرح ریزی فرایند کشت سلولی پرداخت. در نهایت با استفاده از مدل دوبعدی همگن صفحه ساجیتال با خواص مکانیکی دیسک بین مهره ای، به بخشی از کاربردهای متعددی که مدل می تواند در فرایند مطالعات بیومکانیک مهندسی بافت ایفا کند، اشاره ای اجمالی شده است.
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
محمد حق‌پناهی؛ علی گرگین زاده؛ صبا سهرابی
دوره 1، شماره 2 ، شهریور 1386، ، صفحه 131-136
چکیده
به دلیل مهلک بودن و عواقب وخیم صدمات ستون گردنی، بررسی رفتار بیومکانیکی اجزای آن حین صدمه حایز اهمیت است. رایج ترین نوع صدمات مهره دوم گردنی، شکستگی زائده دندانه ای است که در این میان شکستگی نوع دوم بیشترین درصد صدمات را به خود اختصاص می دهد. در این مقاله پس از ارایه مدل دقیق سه بعدی مهره اکسس به تحلیل المان محدود آن پرداخته شده است. ...
بیشتر
به دلیل مهلک بودن و عواقب وخیم صدمات ستون گردنی، بررسی رفتار بیومکانیکی اجزای آن حین صدمه حایز اهمیت است. رایج ترین نوع صدمات مهره دوم گردنی، شکستگی زائده دندانه ای است که در این میان شکستگی نوع دوم بیشترین درصد صدمات را به خود اختصاص می دهد. در این مقاله پس از ارایه مدل دقیق سه بعدی مهره اکسس به تحلیل المان محدود آن پرداخته شده است. به منظور مطالعه شکستگی زائده دندانه ای شرایط مختلف بارگذاری شامل برخورد زائده دندانه ای با کمان قدامی مهره اطلس، توده های طرفی مهره اطلس و لیگامان عرضی، مدلسازی شد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در این شرایط بارگذاری، تمرکز تنش در محل اتصال زائده دندانه ای با جسم مهره ای وجود دارد که به معنای احتمال بروز شکستگی نوع دوم در صورت برخورد زائده دندانه ای با کمان قدامی مهره اطلس، توده های طرفی مهره اطلس و لیگامان عرضی می باشد.
مدلسازی رایانه‌ای زیستی / شبیهسازی رایانه‌ای زیستی
زهره بارانی؛ محمد حق‌پناهی؛ حمیدرضا کاتوزیان؛ حسن سعیدی
دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 111-116
چکیده
یکی از عوارض مهم و شایع در بیماری دیابت، زخم کف پای این افراد است که در اثر توزیع نامناسب فشار در کف پا اتفاق افتاده و در نهایت منجر به قطع پای بیماران می گردد. ب طور کلی، تحقیقات صورت گرفته در زمینه کفی های طبی در سطح یک مدلسازی دو بعدی و در قسمت محدودی از کفی بوده است. این مدل ها برای برسی توزیع تنش در کل کفی کافی نبوده و نیاز به یک مدل ...
بیشتر
یکی از عوارض مهم و شایع در بیماری دیابت، زخم کف پای این افراد است که در اثر توزیع نامناسب فشار در کف پا اتفاق افتاده و در نهایت منجر به قطع پای بیماران می گردد. ب طور کلی، تحقیقات صورت گرفته در زمینه کفی های طبی در سطح یک مدلسازی دو بعدی و در قسمت محدودی از کفی بوده است. این مدل ها برای برسی توزیع تنش در کل کفی کافی نبوده و نیاز به یک مدل سه بعدی که بتواند موقعیت توزیع تنش و کرنش را در تمام قسمت های کفی به طور دقیق تر نشان دهد، احساس می شد. در این تحقیق، به موازات تهیه مدلی سه بعدی از یک کفی کفش و با بهره گیری از نرم افزار Ansys و تحلیل خطی و غیر خطی به روش اجزای محدود، ماده سیلیکون ژل، که درساخت کفی کفش بیماران دیابتی کاربرد فراوانی دارد، مورد بررسی قرار گرفت. برای ساخت مدل سه بعدی با هندسه غیر خطی از المان های هایبرید، جامد، سه بعدی، چهار وجهی، دارای10 گره و هر گره با سه درجه آزادی استفاده شد. با بررسی نتایج به دست آمده در شش منطقه کف پا و در دو حالت بارگذاری خطی و غیر خطی گرفته شد که سیلیکون ژل در ناحیه دارای بیشترین فشار یعنی زیر انگشت بزرگ پا، در جهت Y بیشترین کرنش را نشان می دهد.
