Design and Optimization of Sinusoidal Formed Femur Prosthesis

Abstract

Kalça protezi cerrahisindeki en büyük problemlerden birisi kalça protezi gevşemesidir. Kalça protezi gevşemesi operasyon sonrasında zamanla meydana gelir ve kemik çimentosu ve protezin birbirinden ayrılması ile ilişkilidir. Bu durumun oluşmasının altında yatan sebepler kemik çimentosunda oluşan gerilme ve protezin şeklidir. Bu çalışmada, femura ait kortikal ve trabeküler kemik tabakaları, kemik çimentosu ve protez modellenmiştir. Kemik çimentosu ve protez parametrik olarak modellenmiş olup eski protezlerden farklı olarak iki farklı sinusoidal formda protez geliştirilmiştir. Sonlu elemanlar metodu ile bu iki farklı sinusoidal form için analizler yapılmıştır ve optimum protez sap şekli ve kemik çimentosu kalınlığını belirlemek amacıyla sonlu elemanlar analizlerinde parametrik modelleme yardımıyla optimizasyon yapılmıştır. Sonlu elemanlar analizleri ve optimizasyon için Ansys Workbench yazılımı kullanılmış olup analizler 316LS paslanmaz çelik malzemesi için gerçekleştirilmiştir. Son olarak, gerçekleştirilen analiz sonuçları ile optimum protez sap şekli ve kemik çimentosu kalınlığı belirlenmiştir.