بررسی نوسازی استخوان در اطراف پیچ اورتوپدی هدفمند و مقایسه با پیچ فلزی با استفاده از روش اجزای محدود

پیچ­های اورتوپدی ابزار رایجی برای تثبیت استخوان شکسته محسوب می شوند. شل شدن پیچ­ها در اثر نبودن تنش کافی در استخوان مجاور پیچ و جذب استخوان ناشی از آن، یکی از عوامل موفق نبودن ترمیم شکستگی­ها است. در این مطالعه، پیچ اورتوپدی هدفمند از ماده تیتانیوم و هیدروکسی اپتایت، ti-hap، همراه استخوان­های اسفنجی و متراکم در نرم افزار اجزای محدود، مدلسازی شده است. پارامتر انتقال تنش، stpو پارامتر انتقال چگالی انرژی کرنشی، sedtpتعریف می­شود که به ترتیب نسبت تنش و نسبت چگالی انرژی کرنشی را در دندانه­های پیچ به نقاط مجاور در استخوان بیان می­کنند. مقادیر کم این پارامترها انتقال ضعیف تنش و چگالی انرژی کرنشی را به استخوان مجاور نشان می­دهد که نشانه­ای از پدیده مضر سپر تنش است. نتایج این تحقیق نشان داد که مقدار پارامترهای stpو sedtp، برای پیچ هدفمند در مقایسه با پیچ فلزی، بیشتر است. بعلاوه با کاهش مدول الاستیسیته جزء فلزی و با افزایش جزء حجمی سرامیک، آثار منفی سپر تنش کاهش می­یابد. برای پیچی که دارای یک قسمت همگن و یک قسمت هدفمند است؛ هر چه طول قسمت هدفمند بیشتر باشد، پارامترها مقدار بزرگتری را نشان می­دهند. بنابراین اثر سپر تنشی و مقدار شل شدگی پیچ کاهش می­یابد. همچنین هر چه قسمت هدفمند در موقعیتی نزدیک تر به دندانه­های ابتدایی قرار گیرد، مقدار پارامترهای stpو sedtp، افزایش می­یابد. به علاوه نتایج نشان داد با کاهش توان ترکیب توزیعی که نشان دهندة نحوه تغییر ترکیب هدفمند از فلز به سرامیک است، مقدار پارامترها افزایش می­یابد. نتایج این تحقیق با مطالعات بالینی و آزمایشگاهی در دسترس، تطابق خوبی دارد.