بررسی پایداری دستگاه ثابت کننده خارجی یک طرفه موتوردار طراحی شده جهت رفع فقدان استخوانی در حالت دینامیکی با استفاده از شبیه سازی المان محدود

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تخصصی، گروه مهندسی مکانیک، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران

4 استادیار، دانشگاه علوم پزشکی، شیراز، ایران

5 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران

doi
10.22034/ijme.2022.159959
چکیده

هم‌راستا نمودن استخوان‌های شکسته شده با استفاده از ثابت کننده خارجی یک­طرفه استخوان، امروزه رواج یافته است، ولی تنظیم آنها برای نگه داشتن تکه­‌های استخوان از چهار ناحیه و جابجایی آنها با شل نمودن پیچ‌ها به منظور استخوان سازی موجب بروز خطا و در نتیجه موجب مشکلات متعدد می‌گردد. هدف از تحقیق حاضر، اطمینان از پایداری و استحکام دستگاه ثابت کننده خارجی یک طرفه استخوان مجهز به چهار موتور می­‌باشد که قادر است با استفاده از موتورها تکه‌­های استخوان را از چهار ناحیه بدون خطا و با دقت مطلوب جابجا کند. این دستگاه در نرم‌­افزار سالیدورکز طراحی می‌­گردد. سپس، با استفاده از روش تحلیل المان محدود در نرم‌­افزار انسیس، شبیه‌­سازی­‌ها و تحلیل­‌های دستگاه انجام می‌­شود. نتایج شبیه‌­سازی­‌ها در حالت دینامیکی در مدت زمان 1 ثانیه، اعمال نیروهای فشاری 150نیوتنی و 130 نیوتنی و اعمال نیروی 150 نیوتنی خمش هشت نقطه‌­ای، پایداری دستگاه را تایید می‌نماید و با اعمال گشتاور پیچشی 8 نیوتن‌­متری، دستگاه همچنان پایداری خود را حفظ می‌­نماید. نتایج نشان می‌­دهد که دستگاه طراحی شده از پایداری، صلبیت و استحکام لازم جهت ثابت نگه داشتن استخوان برخوردار است. علاوه بر این، این دستگاه می­‌تواند تکه­‌های استخوان را به صورت دقیق با استفاده از واحد کنترل الکترونیکی موتورها به‌منظور استخوان‌سازی جابجا کند. بنابراین، ساخت و استفاده از دستگاه در جراحی‌­های ارتوپدی توصیه می­‌شود.