نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• محمود رضا آذغانی ¹
• شراره کیان ²
• تارا احمدی ²
• حمید خبیری ²

¹ دانشیار گروه مهندسی پزشکی- بیومکانیک، دکترای تخصصی بیومکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

² کارشناس ارشد مهندسی پزشکی- بیومکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

چکیده

شکستگی استخوان بلند، یکی از شکستگی‌های شایع است که در اثر ضربه یا اعمال نیروی خارج از مرکز اتفاق‌ می‌افتد. یکی از انواع این شکستگی‌ها، شکست پروانه‌ای است. این نوع شکست، با اعمال نیروی ناگهانی یا نیروی ترکیبی به‌وجود می‌آید. تعداد خطوط شکستگی در این جراحت، بیشتر از شکستگی‌های دیگر است؛ بنابراین بررسی شرایط وقوع این شکستگی، به شناسایی هرچه بیشتر آن کمک می‌کند. هدف از انجام این مطالعه، بررسی تأثیر نرخ کرنش و استفاده از بست در ایجاد این شکست در نمونه‌های استخوانی است. نمونه‌های استخوان متاکارپال گوسفند، در چهار گروه آزمایشی متفاوت از لحاظ نرخ کرنش، شرایط بارگذاری و شرایط مرزی، استفاده شده‌اند. گروه اول تحت خمش ساده با نرخ mm/s 20 و گروه‌های دوم و سوم، به‌ترتیب با نرخ کرنش mm/s 5 و mm/s 20 تحت نیروی ترکیبی خمشی و فشاری محوری قرارگرفته‌اند. در گروه چهارم، نمونه‌های استخوانی همراه با بست تحت نیروی ترکیبی قرار گرفته‌اند. مقایسة یافته‌های آزمون تحلیل یک‌طرفة گروه اول و سوم با اختلاف معناداری نشان‌می‌دهد که اعمال نیروی محوری، تعداد شکست پروانه‌ای را افزایش ‌می‌دهد. مقایسة گروه دوم و سوم نشان‌ داده ‌است که در نرخ کرنش بیشتر، تعداد شکست پروانه‌ای بیشتری دیده‌ می‌شود. نتیجه‌های آزمون همبستگی نشان‌می‌دهدکه با اعمال بست، اثر نیروی ترکیبی و همچنین نرخ بالا در تشکیل این نوع شکست، از بین رفته ‌است؛ به‌علاوه، آزمون همبستگی پیرسون برای نتیجه‌های گروه‌های اول و چهارم، نشان‌دهندة شباهت 947/0 این دو گروه است.

کلیدواژه‌ها

• شکست پروانه‌ای
• نرخ کرنش
• استخوان متاکارپال

موضوعات

• بیومکانیک استخوان

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Bone Butterfly Fracture by Controlling the Applied Load at Different Strain Rates

نویسندگان [English]

• Mahmoud Reza Azghani ¹
• Sharareh Kian-Bostanabad ²
• Tara Ahmadi ²
• Hamid Khabiri ²

¹ Ph.D, Associate Professor in Biomechanics, Department of Mechanical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran

² M.Sc, Department of Mechanical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran

چکیده [English]

Long bone fracture is the most prevalent traumatic fractures that accures due to the strike and attacted load exertions, which one of them is the butterfly fracture. This type of fracture may happen with sudden and combined forces. Since in this type of fracture, the number of fracture lines is more than other types of fractures, developing a prohibitive method may be usfull. The present paper is aimed to investigate the effects of strain rate and use of fastener on butterfly fracture in bone samples. To this end, invivo sheep metacarpal bone samples were examined in four groups: distinguished based on different strain rates, loading conditions and boundry conditions. The first one underwent pure bending at rate of 20 mm/s. The second group and third group experience combined bending and axial compression at rate of 5 mm/s and 20 mm/s, respectively. Bone samples in the fourth group, however, sustained combined loading of bending and axial compression while their ends had been fixed. Comparison between the first and third groups significantly stated that exerting axial compression increases the number of butterfly fractured samples. Results show that at the higher strain rates, the number of butterfly fracture increases. Constraining the ends of the bone samples, on the other hand, led to dissipate the effects of combined loading and also high strain rate. Furthermore, a considerable accordance was observed based on Pearson Correlation test by amount of 0.947.

کلیدواژه‌ها [English]

• Butterfly Fracture
• Strain Rate
• Metacarpal Bone