تحلیل اجزاء محدود هندسه های مختلف بر وتز مفصل ران ساخته شده از مواد توزبع شده تابعی به منظور کاهش سپر تنشی در یک سیکل راه رفتن

تعویض کامل مفصل ران دارای مشکلات و چالش های زیادی است که یکی از مهم ترین و برجسته ترین آن, پدیده سپر تنشی(Stress Shielding) است؛ به این ترتیب که وقتی مدول الاستیسیته پروتز بالاتر از استخوان باشد بیشتر بار فیزیولوژیکی بهایمپلنت منتقل می شود و استخوان بار کمی را دریافت می کند و برطبق فانون وولف استخوان تحلیل می رود. راه حل برای به حداقلرساندن پدیده سپر تنشی و به دنبال آن تقویت رشد استخوان، استفاده از مواد با مدول الاستیسیته کمتر و نزدیک به استخوان برایپروتزهای مفصل ران است. لذا استفاده از مواد کامپوزیتی بیشتر مشاهده می شود و در بین این مواد هم مواد توزیع شده تابعی (FGMs)نتایج بهتری را نسبت به مواد دیگر نشان داده اند. نوآوری ها و اهداف این مقاله، شامل این موارد است: (۱) استفاده از مواد متخلخلتوزیع شده تابعی، (۲) بررسی شکل های مختلف این نوع پروتزها و رسیدن به بهینه ترین حالت، (۳) مدلسازی عددی برای مقایسه باتحلیل اجزا محدود و (۴) استفاده از داده های مربوط به بارهای فیزیولوژیکی وارد بر پروتز در یک سیکل راه رفتن. به این منظور از ۹هندسه پروتز ران طراحی شده بر اساس سه پروفیل و سه سطح مقطع دایره بیضی و ذوزنقه برای انجام تحلیل اجزاء محدود استفادهشد. نتایج نشان داد که پروتزهای با سطح مقطع دایره بهتر از دو سطح مقطع دیگر و همچنین پروفیل ۱ بهتر از پروفیل های دیگر،سپر تنشی را کاهش می دهند.