Modeling and contact simulation in the endoprostheses of hip joint.

• Autorzy: Ryniewicz A. M. , Madej T.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie i symulacja kontaktu w endoprotezach stawu biodrowego.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this elaboration modeling of endoprosthesis of hip joint, cemented and cementless, has been presented. The endoprosthesis were wirtually fixed in bone structures of pelvis bone and femoral bone. The modeled structures together with the contact of endoprosthesis with bone tissue were put to the stress analysis with the element finite method tests. The simulation of loaded structures contained calculation of distribution maps of stresses and displacements: in multi-layer acetabulum, heads and pins of endoprosthesis in bone tissues taking cementing and osteointegration under consideration. The results of the analysis helped to estimate the character of interaction of artificial joint on the surrounded bone tissues in biomechanical aspect.

PL

W opracowaniu przedstawiono modelowanie endoprotez stawu biodrowego: cementowych i bezcementowych, zamocowanych wirtualnie w strukturach kości miednicznej i kości udowej. Zamodelowane struktury, z uwzględnieniem kontaktu endoprotezy z tkanką kostną, poddano analizie wytrzymałościowej z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Symulacja obciążonych struktur obejmowała wyznaczenie map rozkładu naprężeń i przemieszczeń: w panewkach, o budowie warstwowej, w głowach i trzpieniach endoprotez, w otaczających tkankach kostnych z uwzględnieniem osadzenia na cemencie kostnym lub zamocowania osteointegracyjnego. Wyniki analizy pozwoliły ocenić charakter oddziaływania sztucznego stawu na otaczające tkanki kostne w aspekcie biomechanicznym.

Słowa kluczowe

EN

hip joint; endoprosthesis; modeling; contact; analysis; stresses; translations

PL

staw biodrowy; endoproteza; modelowanie; kontakt; analiza; naprężenia; przemieszczenie

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Zagadnienia Eksploatacji Maszyn
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 41, nr 4
• Strony: 45--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ryniewicz A. M.

autor

Madej T.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Bernakiewicz M., Będziński R.: Analiza stanu naprężeń kości udowej w ekstremalnych warunkach obciążenia, Zeszyty Naukowe Konferencji Mechaniki Stosowanej, z. 9, 1999, s. 15-21.
• [2] Będziński R., Pezowicz C: Aktualne problemy przebudowy struktur kostnych w rejonie implantów. Mechanika w Medycynie 5, Rzeszów, 2000, s. 7-14.
• [3] Będziński R.: Biomechanika inżynierska. Zagadnienia wybrane. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1997.
• [4] Cwanek J.: The amplitude parameters of pivot and cement surfaces Weller endoprosthesis, Problems of Tribology, Nr 1, 2005, s. 149.
• [5] Czerwiński E.: Problemy realoplastyki rewizyjnej stawu biodrowego w Polsce i na świecie. XXXIII Scientific Congress of Polish Orthopedic and Traumattology Society, Kraków, Skinder s.c. 2000, s. 35.
• [6] Dąbrowska-Tkaczyk A.M.: Modeling Stress and Strain Distribution In the Pelvic Bone During Quesi-static Backward Rotation Proceedings Biomechanics 99, Acta of Bioengineering and Biomechanics V. 1, Supp. 1/1999, s. 93-96.
• [7] Dowson D.: Progress in Tribology: a Historical Perspective; New Directions in Tribology, First Tribology Congress, Mechanical Engineering Publications Ltd, London 1997.
• [8] Katalog Allopro A Company of Sultzer medica, wydawnictwo Allo Pro AG 1995-2002.
• [9] Plitz W., Putz R. at. all.: Kompendium der Hüftendoprothetik, Dortmund 2002.
• [10] Ryniewicz A.M., Madej T.: Badania tribologiczne biokompatybilnych warstw otrzymywanych przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej. Mechanika w Medycynie 5, Rzeszów, 2000, s. 203-210.
• [11] Ryniewicz A.M.: Analiza mechanizmu smarowania stawu biodrowego człowieka w aspekcie profilaktyki zmian artretycznych i optymalizacji rozwiązań materiałowych endoprotez. Projekt badawczy nr 7T07C 01217 KBN 2002.
• [12] Ryniewicz A.M.: Analiza mechanizmu smarowania stawu biodrowego człowieka. Monografia nr 111, ISSN 0867-6631 UWND AGH Kraków 2002.
• [13] Ryniewicz A.M.: Badania własności tribologicznych samosmarujących łożysk porowatych nasyconych trudnopalnymi olejami syntetycznymi. Praca doktorska AGH Kraków 1982.
• [14] Ryniewicz A.M.: Analiza geometrii strefy współpracy biołożysk w aspekcie tribologii i choroby zwyrodnieniowej stawów oraz opracowanie teoretycznych podstaw do konstrukcji endoprotez. Projekt badawczy nr 5T07B 00124 KBN 2006.
• [15] Ryniewicz A.M., Ryniewicz A., Madej T.: The analysis of stresses and translations in working zone endoprosthesis of hip joint, ZEM, z. 4(136), 2003, s. 8-15.
• [16] Wall A., Dragan S.: Niektóre aspekty alloplastyki rewizyjnej stawu biodrowego w świetle rocznej działalności Rejestru Wszczepów Ortopedycznie Usuniętych. Chirurgia Narządów Ruchu i Ortopedia Polska, nr 6, 1999, s. 627.
• [17] Wróblewski B.M., Siney P.D., Flemming P.A.: Revision of failed total hip arthroplasty; problems, solutions and lessons learned. XXXIII Scientific Congress of Polish Orthopedic and Traumattology Society, Kraków, Skinder s.c. 2000, s. 19.
• [18] http://www.zimmergermany.de/static/p772.php
• [19] http://spazioinwind.libero.it/teobenedetti/metalli_per_protesi_artificiali.htm
• [20] http://www.zimmer.com/z/ctl/op/global/action/l/id/7888/tcmplate/MP/navid/293