Моделювання поведінки тріснутої головки плечового протеза

Автори Belkacem Meddour
Приналежність

Laboratoire d’Ingénierie et Sciences des Matériaux Avancés ISMA, Department of Mechanical Engineering, Abbas Laghrour University, Khenchela, Algeria

Е-mail
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 6
Дати Одержано 10 червня 2020; у відредагованій формі 22 грудня 2020; опубліковано online 25 грудня 2020
Посилання Belkacem Meddour, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 6, 06031 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(6).06031
PACS Number(s) 60.62
Ключові слова Біокераміка, Протез, З'єднання (3) , Міцність (13) , Кінцівка.
Анотація

Безпека здоров'я людей є однією з найважливіших цілей урядів країн всього світу. Припинення функціонування будь-якого органу людського тіла може призвести до негативного психологічного та фізичного стану пацієнта. Заміна пошкодженого органу штучним у роботі розглянута на прикладі плечового суглобу, повний протез якого може бути імплантований для відновлення функціонування верхньої кінцівки. Правильний вибір матеріалів для такого протезування є одним із сучасних напрямів досліджень. Метою даної роботи є прогнозування поширення тріщини, штучно створеної в головці плечового протеза. Плечовий протез складається з двох компонентів: головки, виготовленої, як правило, із нержавіючої сталі або металевих сплавів, та чашки, яка може бути виготовлена з поліетилену з надвисокою молекулярною масою (UHMWPE). Запропонованим матеріалом головки є біокерамічний глинозем, властивості якого роблять його перспективним матеріалом для заміни нержавіючої сталі або металевих сплавів. Але найбільш небажаною властивістю глинозему є крихкість. Тому для дослідження міцності глинозему були попередньо штучно створені дефекти, а для розширення експерименту були розглянуті два випадки розташування попередньо створеної тріщини. Дослідження проводились методом моделювання з використанням коду обчислення кінцевих елементів Abaqus. Вихідні дані: реалізовано геометрію двох складів плечового протеза при навантаженні та вивчено механічні властивості розглянутого матеріалу. Отримані результати стосувались нормальних напружень на верхівці та лінії поширення попередньо створених тріщин. Для оцінки міцності глинозему проведено розрахунок коефіцієнта інтенсивності напруженості. Остаточні результати у двох випадках виявляють можливість використання глинозему як матеріалу плечової вставки.

Перелік посилань