طراحی بیومکانیکی بریس نوین باربردار کمپارتمان داخلی زانو
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
doi
10.48311/mme.2025.96846.0چکیده
بریسهای باربردار کمپارتمان داخلی زانو معمولاً با هدف حذف درد در این ناحیه توسعه مییابند. بهمنظور پیشگیری از تماس استخوان - استخوان در مفصل زانو، برای اولینبار یک مکانیسم جدید مبتنی بر یک رویه بیومکانیکی نوآورانه برای باربرداری از زانو طراحی شده است. باتوجه به تأثیر قابلتوجه گشتاور فلکشن - اکستنشن زانو بر نیروی تماس تیبیوفمورال، در این پژوهش از رویهای استفاده میشود که به طور همزمان عمق نفوذ غضروف و نیروی تاندون کشکک را محاسبه میکند که این دو پارامتر، عوامل اصلی در اعمال گشتاور فلکشن - اکستنشن زانو هستند. در نتیجه، بریس باربردار جدید با اعمال گشتاور فلکشن - اکستنشن زانو، موجب کاهش عمق نفوذ از طریق طراحی نوین بریس شده و به حذف درد در آرتروز زانو میپردازد. ما مرکز آنی دوران زانو را محاسبه کرده و یک مفصل فلکشن جدید برای ردیابی مرکز آنی دوران زانو طراحی نمودهایم تا نیروهای نامطلوب را کاهش دهد. مفصل فلکشن بریس بهدقت مرکز آنی دوران را ردیابی میکند. علاوه بر این، یک کابل انعطافپذیر برای اعمال گشتاور اکستنشن طراحی شده است. نتایج نشان میدهد که گشتاور اکستنشن ۳۶.۲۵ نیوتنمتر منجر به کاهش ۰.۳ میلیمتری عمق نفوذ غضروف میشود. مکانیسم تعبیهشده در بریس، گشتاور اکستنشن زانو را از طریق طناب انعطافپذیر اعمال میکند که حداکثر نیروی کمکی معادل ۱۳۷۵ نیوتن را تأمین مینماید. در نهایت، با محاسبه میزان گشتاور فلکشن - اکستنشن زانو، برای اولینبار رابطه بین گشتاور جبرانی اعمالشده توسط بریس و کاهش نیروی تماس تیبیوفمورال مشخص گردید.
