ارزیابی مدول یانگ و ضریب پواسون ساختار متخلخل دایموند برای استفاده در ایمپلنت های ارتوپدی به روش اجزای محدود

ایمپلنت های ارتوپدی یکی از قابل اعتمادترین روش ها در درمان آسیب دیدگی های وارد بر استخوان هستند. در طراحی ایمپلنت های ارتوپدی همواره سعی می شود که مدول الاستیسیته ایمپلنت به استخوان نزدیک باشد تا از بروز عوارضی مانند سپر تنشی جلوگیری شود. در این راستا متخلخل نمودن ایمپلنت ها به عنوان یکی از راه حل های جدید و موثر برای این مشکل ارایه شده و پرینت سه بعدی امکان ایجاد انواع مختلف ساختارهای متخلخل را برای ایمپلنت به وجود آورده است. برای نزدیک کردن مدول الاستیسیته ایمپلنت با ساختار متخلخل به استخوان، از هندسه های مختلف تخلخل استفاده می شود. در این مطالعه خواص مکانیکی ساختار متخلخل دایموند از جنس تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفته و رابطه ای برای به دست آوردن مدول الاستیسیته بر حسب پارامترهای هندسی این ساختار معرفی شده است. با توجه به نتایج به دست آمده از حل اجزای محدود، اختلاف بین نتایج عددی با داده های تجربی بین 3/64% تا 18/51% مشاهده شد که البته مدول یانگ به دست آمده از این روش در مقایسه با نتایج تحلیلی، تطابق بیشتری با داده های تجربی دارد. در ضمن برای ساختارهای متخلخل یا چگالی نسبی بالاتر، مقدار این خطا کاهش پیدا کرد. علاوه بر این ساختار دایموند تیتانیومی در چگالی نسبی بین 0/06 و 0/16 مدولی معادل مدول یانگ استخوان اسفنجی خواهد داشت که این موضوع در طراحی های ایمپلنت های ارتوپدی بسیار موثر است.