طراحی و شبیه سازی ایمپلنت ساختار متخلخل به کمک کامپیوتر با استفاده از حداقل سطوح با تناوب سه ‌گانه

نویسندگان

1 گروه مکانیک،دانشکده مکانیک،برق و کامپیوتر،دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات،تهران،ایران

2 دانشیار/دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

3 استادیار، مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران

doi
چکیده

در این تحقیق مزایای ایمپلنت متخلخل نسبت به ایمپلنت رایج به منظور اعمال یک نوع تخلخل خاص مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از حداقل سطوح با تناوب سه گانه در طراحی ایمپلنت متخلخل به دلیل منحنی شکل بودن آن پتانسیل بالایی در طراحی سازه‌های متغیر هم از لحاظ مورفولوژی و هم از لحاظ تراکم نسبی با توجه به معادلات ساختاری ضمنی آن ایجاد می‌کند. معادلات حداقل سطوح تناوب سه گانه با استفاده پلاگین گرس هاپر حل می‌شود و در نهایت سطح یک سلول واحد برای طراحی ساختار متخلخل بدست می‌آید. یک ایمپلنت رایج دندان و دو ایمپلنت‌ متخلخل دندان با تخلخل54% و 65% درصد بر اساس استاندارد ITI از کاتالوگ شرکت استرومن الگوبرداری شده است. در بارگذاری استاتیکی و دینامیکی نیروها در سه جهت مختلف بر اساس مبانی بیومکانیک به ایمپلنت وارد شد. نتایج نشان داد که پس از کاشت ایمپلنت‌های دندانی مقدار بیشینه تنش در ایمپلنت‌های متخلخل نسبت به ایمپلنت رایج افزایش می‌یابد به طوری که از82/31 به 93/98 مگاپاسکال در ثانیه پنجم افزایش پیدا کرد. در ایمپلنت‌های متخلخل میزان توزیع تنش در استخوان اسفنجی نسبت به ایمپلنت رایج افزایش پیدا می‌کند. با متخلخل کردن ایمپلنت‌های دندانی می‌توان با پدیده سپر تنشی مقابله کرد. در این پدیده، ایمپلنت به علت داشتن استحکامی به مراتب بیشتر از استخوان، مانع از انتقال تنش به استخوان می‌شود که نتیجه آن ضعیف شدن استخوان در ناحیه کاشت ایمپلنت است. با اعمال تخلخل و با بکارگیری حداقل سطوح تناوب سه گانه در طراحی ایمپلنت، باعث توزیع تنش بیشتر در استخوان اسفنجی می‌گردد.