Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mechanical assessment of a hip joint stem model made of a PEEK/carbon fibre composite under compression loading

Dworak M., Błażewicz S.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2016

|

Vol. 18, no. 2

71--79

EN

Purpose: The aim of the work was to manufacture a composite stem model consisting of carbon fibres (CF) and polyether ether ketone (PEEK) and to perform the surface strain and stress distributions in the stem-femoral bone model under compression loading. Methods: Composite stems differing in elasticity were prepared. Three types of composite stems having different arrangements of carbon fibre reinforcements (carbon fibre roving, carbon fibre sleeves and their combinations) in the polymer matrix were made. The stems were cementless fixed in the femoral bone model channel or with the use of the polymer bone cement (PMMA). Mechanical behaviour of composite stems under compression loading was compared with a metallic stem by strain gauge measurements at different parts of stem/bone model systems. Results: The values of stresses in the proximal part of the bone model for cemented and cementless fixations of the composite stem in the femoral bone channel were higher than those noted for the metallic stem. The increase in proximal bone stress was almost similar for both types of fixation of composite stems, i.e., cemented and cementless fixed stems. Conclusions: The optimal range of mechanical stiffness, strengths and work up to fracture was obtained for composite stem made of carbon fibre sleeves and carbon fibres in the form of roving. Depending on the elasticity of the composite stem model, an increase in the stress in the proximal part of femoral bone model of up to 40% was achieved in comparison with the metallic stem.

2

Biomechanical changes of hip joint following different types of corrective osteotomy - photoelastic studies

Iliescu N., Pastrama S. D., Gruionu L. Gh., Jiga G.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2008

|

Vol. 10, nr 3

65-71

EN

The paper presents the results of some comparative experimental studies that show the biomechanical changes which appear following different types of corrective osteotomy. The photoelastic technique was applied to plane models. The modifications in the stress distribution on the contour after the osteotomy in comparison with the situation before surgery were studied. Three types of osteotomy are considered: valgus osteotomy, varus osteotomy and Chiari pelvis osteotomy. Using the same experimental technique, the distribution of the contact pressure at the interface between the polyethylene cup and the femoral head is investigated, for a total hip prosthesis, as the extreme solution in the case of advanced hip arthroses. Both a normal situation and the malposition of prosthetic components were analyzed.

3

Analiza numeryczna naprężeń w endoprotezie stawu biodrowego z uwzględnieniem wpływu geometrii na wytężenie

Nowak B., Najar J.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy

|

2004

|

Z. 54(243)

219-229

PL

W pracy przedstawiono analizę stanu naprężenia w części bliższej kości udowej po całkowitej alloplastyce stawu biodrowego, ze szczególnym uwzględnieniem warstwy cementu kostnego. W obliczeniach MES wykorzystano płaski i przestrzenny model połączenia protezy, tulei cementowej i kości oraz środowisko obliczeniowe ABAQUS CAE w wersji 6.4.

EN

In this paper authors present three geometrical models of cemented artificial bone replacements which consist of stem with head, layer of bone cement and hip bone all created in ABAQUS CAE 6.4 environment. Results of principal stresses analysis in bone cement under static load are computed using FE method. The influence of eccentricity between stem and cement's layer are discussed.

4

Niepowodzenia w alloplastyce stawu biodrowego związane z polietylenem

Otfinowski J., Rudzki Z., Pawelec A., Frańczuk B.

Inżynieria Biomateriałów

|

2000

|

R. 3, nr 9

18--21

PL

Polietylen jest obecnie powszechnie stosowanym materiałem implantacyjnym w chirurgii ortopedycznej. Pojawiające się ostatnio coraz liczniej doniesienia przedstawiające problemy związane z jego długotrwałą implantacją świadczą o tym, że materiał ten obok swych niewątpliwych zalet nie jest również pozbawiony wad. Do tych ostatnich należą: nadmiernie szybkie zużycie niektórych panewek polietylenowych, odwarstwienia i złuszczenia po- wierzchni nośnej panewek, złamania i rozkawałkowania panewek polietylenowych oraz wywoływanie niekorzystnych reakcji biologicznych ustroju wokół implantowanych endoprotez stawów biodrowych. Niestabilność struktury wewnętrznej polietylenu i wzrost stopnia krystaliczności panewek polietylenowych mogą powodować zmianę ich właściwości mechanicznych i stanowić źródło powikłań po alloplastykach stawów biodrowych.

EN

Polyethylene is common/y used as a component in the majority of hip joint prostheses. Growing number of information regarding failures of the polyethylene due to its long-term implantation shows that this material, besides obvious advantages, has also many disadvantages. The latter are undoubtedly: excessive wear of some polyethylene cups, delamination and peeling of the bearing surfaces of the cups, fracture and fragmentation of the cups and ability to cause harmful biological reactions. Unstable internal structure of the polyethylene and varying crystallinity of the polyethylene cups may cause changes in the mechanical properties of the cups with consequent failure of the hip arthroplasty.

5

Fatigue damage and reliability assessment of cemented hip prosthesis

Doliński K.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

1999

|

nr 3

505-518

EN

Continuum damage mechanics model is used in the finite element calculation of fatigue process in a cemented hip prosthesis. The cement mantle is assumed to be subjected to the fatigue damage resulting in evolution of the damage-induced material anisotropy and leading, eventually, to loosening of the prosthesis. Fatigue parameters and loads are assumed to be random variables. The reliability analysis is carried out for a linear appriximation of the limit state function and, eventually, some corrections are presented to improve the fatigue lifetime probability distribution assessment.

PL

Do modelowania procesu zniszczenia zmęczeniowego cementowanej protezy biodrowej zastosowano metodę elementów skończonych oraz kontynualny model mechaniki zniszzenia. Otoczka cementowa tworząca zamocowanie protezy narażona jest na uszkodzenia zmęczeniowe, kyóre powodują powstanie i ewolucję anizotropii materiału oraz prowadzą do obluzowania protezy. Parametry materiałowe charakteryzujące proces zmęczenia oraz obcążenia przyjęto jako zmienne losowe. W analizie niezawodności przyjęto liniową aproksymację warunku granicznego określającego przydatność protezy i zaproponowano pewne modyfikacje pozwalające efektywnie szacować rozkład prawdopodobieństwa czasu życia protezy.