Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prediction of brittle fracture propagation behaviour of hydroxyapatite (HAp) coating in artificial femoral stem component

Sheng C.H., Nagentrau M., Ibrahim N.H.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2022

|

Vol. 114, nr 1

34--41

EN

Purpose: This study addresses the brittle fracture propagation behaviour modelling of hydroxyapatite (HAp) coating in artificial femoral stem component. Design/methodology/approach: A simple two dimensional flat-on-flat contact configuration finite element model consisting contact pad (bone), Ti-6Al-4V substrate and HAp coating is employed in static simulation. The HAp coating is modelled as elastic layer with pre-microcrack which assumed to be initiated due to stress singularity. Findings: The study revealed that reducing coating thickness, pre-microcrack length and artificial femoral stem elastic modulus along with increasing bone elastic modulus will result in significant stress intensity factor (SIF) to promote brittle fracture propagation behaviour. Research limitations/implications: The influence of coating thickness, pre-microcrack length, bone and artificial femoral stem elastic modulus on fracture behaviour is examined under different stress ratio using J-integral analysis approach. Practical implications: The proposed finite element model can be easily accommodating different Hap coating thickness, pre-microcrack length, bone and artificial femoral stem elastic modulus to perform detailed parametric studies with minimal costly experimental works. Originality/value: Limited research focussing on brittle fracture propagation behaviour of HAp coating in artificial femoral stem component. Thus, present study analysed the influence of coating thickness, pre-microcrack length, bone and artificial femoral stem elastic modulus on stress intensity factor (SIF) of HAp coating.

2

Rupture assessment of rubber/clay nanocompositescontaining a crack by means of an energy-basedfracture criterion

Heydari-Meybodi Mahdi, Ayatollahi Majid Reza, Berto Filippo, Yahya M. Yazid

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. 19, no. 4

1458--1467

EN

Due to the growing use of nanotechnology in the modern era, the application of nanoma-terials in elastomers has also been increased. Although some limited experiments areavailable in the previous studies regarding the fracture behavior of rubber nanocomposiDue to the growing use of nanotechnology in the modern era, the application of nanoma-terials in elastomers has also been increased. Although some limited experiments areavailable in the previous studies regarding the fracture behavior of rubber nanocompositescontaining a crack, no criteria have been presented so far. To fill this gap, the currentresearch is devoted to develop a criterion for rupture assessment of rubber nanocompositesweakened by a crack. First, some fracture tests are performed on cracked rubber/claynanocomposites. The prepared nanocomposites are made of ethylene–propylene-dienemonomer/styrene-butadiene rubber/CLOISITE 15. Afterwards, the averaged strain energydensity (ASED) criterion, as one of the most used energy-based criteria, is extended andutilized in nano-reinforced hyperelastic materials. The nearly uniaxial state of stress fieldnext to the crack tip in rubber nanocomposites, which is the main prerequisite for thecriterion extension, is proved by means of non-linear finite element modelling. Finally, theestimations of the criterion is compared with the corresponding experimental data and goodagreement is achieved which reveals the high performance of the ASED criterion in the caseof cracked rubbers filled with nanoparticles.tescontaining a crack, no criteria have been presented so far. To fill this gap, the currentresearch is devoted to develop a criterion for rupture assessment of rubber nanocompositesweakened by a crack. First, some fracture tests are performed on cracked rubber/claynanocomposites. The prepared nanocomposites are made of ethylene–propylene-dienemonomer/styrene-butadiene rubber/CLOISITE 15. Afterwards, the averaged strain energydensity (ASED) criterion, as one of the most used energy-based criteria, is extended andutilized in nano-reinforced hyperelastic materials. The nearly uniaxial state of stress fieldnext to the crack tip in rubber nanocomposites, which is the main prerequisite for thecriterion extension, is proved by means of non-linear finite element modelling. Finally, theestimations of the criterion is compared with the corresponding experimental data and goodagreement is achieved which reveals the high performance of the ASED criterion in the caseof cracked rubbers filled with nanoparticles.

3

Numeryczna analiza stabilizacji złamania kości piszczelowej i strzałkowej

Słowiński J. J., Kudłacik K.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2018

|

Vol. 7, nr 3

225--228

PL

Kość piszczelowa jest jedną z najczęściej łamanych w ludzkim organizmie kością długą. Ze względu na jej rolę w codziennej aktywności fizycznej, zapewnienie prawidłowej stabilizacji złamania rzutuje na komfort życia pacjenta. Prawidłowo podjęta rehabilitacja skraca czas powrotu do zdrowia, co z kolei ma ogromne przełożenia społeczne i ekonomiczne. Według powszechnie stosowanej i zaaprobowanej w środowisku ortopedycznym skali AO, złamania analizowane w niniejszej pracy zostały opisane jako typ 43-A1. Uraz ten, zlokalizowany w dystalnym końcu kości poza obszarem powierzchni stawowych, zalicza się do złamań międzystawowych i przynasadowych. Przerwanie ciągłości tkanki kostnej następuje w jednej płaszczyźnie, dzieląc kość na dwie części. W opisywanym przypadku nastąpiło także złamanie kości strzałkowej, które jednak nie stanowi nieodłącznego elementu w tego typu złamaniu. 46-letnia chora trafiła do Szpitalnego Oddziału Ratunkowego z powodu złamania podudzia. Na podstawie diagnostyki radiologicznej rozpoznano złamanie 43-A1 wg klasyfikacji AO (Rys. 1). Złamanie dokonane w wyniku urazu, niemniej jednak jego okoliczności nie są jasne ze względu na stan neurologiczny chorej i utrudniony z nią kontakt. Złamanie poddano leczeniu operacyjnemu – stabilizacja złamania kości piszczelowej przy pomocy płyty kostnej bez stabilizacji złamania kości strzałkowej, co jest jedną z przyjętych technik operacyjnych. Kolejne kontrole w 2 i 4 miesiącu po zabiegu operacyjnym wskazały na destabilizację zespolenia, co było prawdopodobnie związane z pełnym obciążaniem operowanej kończyny. Niestety dalsze losy chorej są nieznane z powodu niezgłaszania się jej do kolejnych kontroli. W ramach analizy zaproponowano 5 wariantów stabilizacji złamania obu kości uwzględniającej różne techniki unieruchomienia odłamów względem siebie.

4

Model stabilizacji złamania kręgu kręgosłupa odcinka szyjnego

Słowiński J. J.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2018

|

Vol. 7, nr 2

116--120

PL

Złamanie trzonu kręgu kręgosłupa stanowi poważny problem natury ortopedycznej ze względu na bliskie sąsiedztwo struktur nerwowych oraz krytyczną rolę w łańcuchu kinematycznym. Z tego powodu jednym ze sposobów odtwarzania uszkodzonej struktury są inwazyjne metody polegające na operacyjnym dojściu do miejsca urazu i wprowadzeniu implantu. Jego dostarczenie powinno pomóc w odtworzeniu anatomicznego ukształtowania struktury kostnej i możliwie wiernie odwzorowaniu utraconej stabilności. Zapewnienie tych biomechanicznych warunków jest krytyczne dla prawidłowego funkcjonowania kręgosłupa i eliminacji ryzyka uszkodzenia struktur nerwowych. Obecnie stosowane metody i techniki operacyjne umożliwiają szeroki dostęp do miejsca przyszłej implantacji i sprzyjają przeprowadzeniu wielu działań dodatkowych, celem których będzie zapewnienie możliwie dobrych warunków pracy zastosowanego systemu stabilizacji. Jedną z metod stabilizacji złamania kręgów w odcinku szyjnym jest tzw. stabilizacja płytkowa. Implantom tego typu, podobnie jak wszystkim innym, stawia się określone wymagania dotyczące ich właściwości fizyko-chemicznych czy biomechanicznych. Z tego względu jednym z decydujących kryteriów jest materiał, z jakiego wykonane są implanty. Jego właściwości będą bezpośrednio rzutowały na możliwości zastosowania oraz bezpieczeństwo i czas eksploatacji.

5

Analiza wpływu stabilizacji złamania kości piszczelowej za pomocą gwoździa śródszpikowego na zrost kostny. Cz. 2

Słowiński J. J., Kudłacik K.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2018

|

Vol. 7, nr 1

66--68

PL

Ze względu na niepowodzenie prowadzonego leczenia podjęto decyzję o przeprowadzeniu wstępnej analizy numerycznej prezentowanego przypadku klinicznego z wykorzystaniem metody elementów skończonych. W tym celu opracowano modele numeryczne kości, złamania oraz implantu. Analizie poddano dwa przypadki możliwej stabilizacji – jednopłaszczyznową oraz dwupłaszczyznową. Pierwsze rozwiązanie wykorzystuje otwory implantu w płaszczyźnie czołowej, tak w dalszym, jak i bliższym końcu. W wariancie drugim (wykorzystanym w opisywanym przypadku klinicznym), w części bliższej powtórzono mocowanie z przypadku pierwszego, tj. jednopłaszczyznowe, w części dalszej natomiast wykorzystano jeden otwór w płaszczyźnie czołowej, drugi zaś w płaszczyźnie strzałkowej. Celem prowadzonych prac było wykazanie, czy i jak sposób stabilizacji gwoździa w objętości kości, szczególnie w części dalszej, rzutuje na uzyskanie zrostu kostnego.

6

Evaluation of the plate location used in clavicle fractures during shoulder abduction and flexion movements: a finite element analysis

Calisal E., Ugur L.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2018

|

Vol. 20, no. 4

41--46

EN

Plate fixation is a commonly used surgical method in clavicular fracture treatment. The main purpose of this treatment is making the painless shoulder girdle and bring the functions to the optimum level. Plate fixation position still remains controversial. We aimed to investigate the effect of the plate position in clavicle midshaft fractures during shoulder movements. Methods: A normal anatomical shoulder joint was modeled using computed tomography images. A fracture line was created on the clavicle. Plate was placed superior to the clavicle in group 1 and anterior in group 2. The impacts of joints, plates, screws, ligaments and clavicle have been shown during 150° flexion and abduction movements of the shoulder by finite element analysis. Analyzes were made non-linear using ANSYS (version 18) and the same boundary conditions were applied in all models. Results: The load values in the plate, screws, ligaments, and clavicle were higher in group 1 than group 2 during abduction and flexion movements. Especially the load on the ac ligament was excessive. Load value in the glenohumeral joint was found similar both groups. The load values in the flexion movement were higher than the abduction movement in both groups. Conclusions: Anterior clavicle plating provides less stress on material and shoulder girdle, compared to superior plating, during shoulder abduction and flexion movements.

7

Separation of split shear waves based on a hodogram analysis of HTI media

Yang Y., Lu J., Wang Y.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 4

643--658

EN

Although the shear-wave birefringence phenomenon affects the imaging of converted shear waves, it also provides a considerable amount of information on subsurface fracture development. Therefore, it is significant to separate split shear waves before seismic interpretation and reservoir prediction. In this paper, we propose a new method of split shear waves separation based on the polarization directions derived from hodogram analysis. Through the hodogram analysis, we find that the split shear-wave particle motions are within the range of a specific and fixed rectangle, which have relations with the fracture azimuth in strata. In addition, we found that a couple of split shear waves can only be fitted to the unique trajectory rectangle through the theoretical derivation. Based on this, we establish the trajectory rectangle through the wave vector calculation and calculate the fracture azimuth according to the fact that the one edge of the trajectory rectangle is along or perpendicular to the fracture azimuth. Synthetic data analysis shows that the calculation accuracy of fracture azimuth under the constraint of trajectory rectangle is less affected by the time delay between split shear waves than using the method of eigenvector–eigenvalue decomposition (EED). Therefore, we can obtain better results for separation of split shear waves using our method than using EED. Eventually, we propose an approach of layer stripping to deal with the problem that shear wave split several times due to the situation that different strata have different fracture azimuths. Synthetic data test indicates that our method can achieve higher calculation efficiency and faster convergence speed than the conventional eigenvector–eigenvalue decomposition method, even though the data are of a low signal-to-noise ratio. Moreover, field data applications show the effectiveness and potential of our method.

8

Leczenie złamań szyjki kości udowej

Cwanek J., Trybuchowicz A., Ciećkiewicz A., Bać D.

Problemy Nauk Stosowanych

|

2017

|

T. 6

119--126

PL

Wstęp i cele: Starość jest naturalnym procesem fizjologicznym. W wieku geriatrycznym stwierdza się (między innymi): zmniejszoną wydolność fizyczną, osteoporozę, spowolnienie psychoruchowe, występowanie upadków z „własnej wysokości”. Konsekwencją upadków może być przerwanie ciągłości kości. Do najtrudniejszych w leczeniu należą złamania szyjki kości udowej, występujące najczęściej między 7-9 dekadą życia. Celem pracy jest podanie metod leczenia złamań szyjki kości udowej w grupie pacjentów pomiędzy 51-100 rokiem życia. Materiał i metody: Materiał badań stanowiło 345 pacjentów leczonych z powodu złamań szyjki kości udowej w latach 2013-2015 (252 kobiet i 93 mężczyzn). Analizowano średni wiek mężczyzn i kobiet, ilość złamań występujących w poszczególnych miesiącach, stronę złamania, okres hospitalizacji w zależności od stosowanego leczenia. Wyniki: Średni wiek kobiet wynosił 80,3 (s=10,8), mężczyzn 75,5 lat życia (s=8,6). Złamania częściej rozpoznano po stronie lewej (u 208 leczonych) i w miesiącach: styczniu oraz lutym (w sumie u 96 poszkodowanych), następnie w listopadzie i w grudniu (u 80 pacjentów), znacznie rzadziej od maja do października (po kilkanaście złamań w każdym miesiącu). Leczeniu operacyjnemu poddano 332 pacjentów (96,2% ogółu chorych). Metodami nieoperacyjnymi leczono 13 chorych. Sztuczne stawy biodrowe wszczepiono 319 pacjentom (połowicze 191, całkowite 128 chorym). U pozostałych 13 pacjentom złamane zespolono metalem (6 chorym płytą DHS, 4 śrubami gąbczastymi, 3 prętami Endera). Najstarszą grupę pacjentów stanowili chorzy leczeni metodami nieoperacyjnymi (x=87,5 lat życia; s=7,1), następnie pacjenci którym implantowano połowicze sztuczne stawy biodrowe (x=80,7 lat; s=5,1). Średni wiek chorych, którym wszczepiono całkowite endoprotezy biodra wynosił 77,0 lat życia (s=6,3). Najmłodszą grupę stanowili pacjenci, którym złamaną szyjkę kości udowej zespolono metalem (x=60,0 lat; s=5,2). Prawie 13 dni hospitalizowani byli w szpitalu chorzy którym wszczepiono całkowite sztuczne stawy biodrowe (x=12,9 dni; s=5,1). O półtora dnia krócej przebywali w szpitalu pacjenci którym implantowano połowicze sztuczne stawy biodrowe (x=11,3 dni; s=5,2). Wszyscy chorzy, którym wszczepiono całkowite i połowicze sztuczne stawy biodrowe, w dniu wypisu ze szpitala, poruszali się samodzielnie z pomocą dwóch lasek łokciowych lub balkonika. Najkrócej hospitalizowani byli pacjenci którym złamanie zespolono metalem (x=8,7 dni; s=4,8), o jeden dzień dłużej chorzy leczeni metodami nieoperacyjnymi (x=9,5 dni; s=5,1). Wnioski: Złamania szyjki kości udowej znacznie częściej występowały w grupie kobiet oraz w miesiącach „zimowych”. Najczęściej stosowaną metodą leczenia było wszczepienie endoprotezy biodra, w miejsce złamanej szyjki i usuniętej głowy kości udowej. Po implantacji sztucznego stawu można rozpocząć wczesną rehabilitację, która przywraca możliwość poruszania się w ciągu kilku dni po przebytym zabiegu. Leczenie metodami nieoperacyjnymi powinno być stosowane jedynie u pacjentów, którzy z powodu złego stanu zdrowia nie mogą być poddani zabiegowi operacyjnemu.

EN

Introduction and aims: Old age is a natural physiological process. Older people very often experience the following: psychomotor retardation, difficulties in walking, falling for no obvious reason, decreased physical fitness and osteoporosis. Frequent falling may cause breaking of the continuity of the bone. Proximal femur fractures occurring between the ages of 70-90 are the most difficult to treat. The objective of this paper is specifying treatment methods for femoral neck fractures in a group of patients between the ages of 51-100 (x=79,0; s=10,1). Material and methods: Research was performed on 345 patients treated in the years 2013-2015 due to femoral neck fractures (252 women and 93 men). Patients’ age, place of residence (city, countryside), number of fractures in particular months of the year, side of fracture and period of hospitalization depending on the applied treatment methods were all analysed. Results: The average age for women was 80,3 years (s=10,8), while the average age for men was 75,5 years (s=8,6). Fractures were more frequent on the left side (in 208 of patients). Fractures were more frequent in the following months: January and February (96 fractures in total), then in November and December (80 patients), and rarely in the period from May to October (several femoral neck fractures in each month). 332 patients underwent surgical treatment (96,2% of patients in total). Only 13 patients were treated using nonsurgical methods. Artificial hip joints were implanted to 319 patients (partial in 191 patients, complete in 128 patients). In the remaining 13 patients femoral neck fractures were fixed with metal (4 patients with spongy screws, 6 with DHS system and 3 with Ender nails). The oldest group of patients included patients treated using nonsurgical methods (x=87,5 years; s=7,1), then there were patients with partial artificial hip joints (x=80,7 years; s=5,1). The average age of patients, who had complete hip endoprosthesis implanted was 77,0 years (s=6,3). The youngest group were patients, who had their fractured femoral neck fixed with metal (x=60,0 years; s=5,2). Patients with complete hip endoprosthesis were hospitalized almost 13 days (x=12,9 days; s=5,1). Patients with partial artificial hip joints implanted stayed at the Orthopaedics Department over a day shorter (x=11,3 days; s=5,2). On the day of discharge all patients with artificial hip joints were moving on their own with the help of two crutches of a walker. Patients, who had their fractured femoral neck fixed with metal stayed at the hospital for the shortest period (x=8,7 days; s=4,8), i.e. a day longer than patients treated with nonsurgical methods (x=9,5 days; s=5,1). Conclusions: Femoral neck fractures are significantly more frequent in a group of women, patients living in the countryside and during winter months. The most commonly used method was implanting hip endoprosthesis in the place of a fractured neck and removal of the head. After implanting the artificial joint patients may start rehabilitation, which allows them to move on their own in just a few days after the surgery. Treatment with nonsurgical methods should be used in patients, who cannot undergo surgery due to bad condition of health.

9

Oszacowanie stabilizacji złamania trzonu kości udowej przez płytkę przykostną przy wykorzystaniu metody elementów skończonych

Kozień M. S., Lorkowski J., Górka I., Kornaga M., Grzegorowska O., Kotela A., Kotela I.

Engineering of Biomaterials

|

2015

|

Vol. 18, no. 130

20--26

PL

Złamania kości długich mogą być leczone na kilka sposobów. Jednym z nich jest zastosowanie płytki przykostnej. Płytka zamocowywana do kości umożliwia przeprowadzenie leczenia, ale z drugiej strony jest źródłem powstawania dodatkowych naprężeń w obszarach gdzie jest ona przytwierdzona do kości za pomocą śrub. Wartości naprężeń zależą od rozmiaru płytki i śrub, miejsca zamocowań oraz obciążeń zewnętrznych działających na kość. Celem pracy było określenie przemieszczeń kości długiej stabilizowanej implantem przykostnym, szczególnie w rejonie złamania. Z uwagi na wykorzystaną metodę analizy przy okazji oszacowano wartości naprężeń występujących w kości. W oparciu o obrazy radiologiczne trzydziestu leczonych chorych, wykonano analizę obciążeń występujących w przypadku złamań o typie poprzecznym i skośnym. Uzyskano potwierdzenie biomechanicznej stabilności złamania przy stabilizacji nawet czasowej co najmniej sześcioma śrubami. Zwiększenie liczby śrub wpływa korzystnie na stabilizację, szczególnie w przypadku złamań skośnych. Liczba śrub jest jednak ograniczona z uwagi na możliwość zniszczenia struktury kości. Symulacja została przeprowadzona metodą elementów skończonych przy zastosowaniu pakietu komputerowego Ansys. Dla uproszczenia analiz oraz w celu przetestowania możliwości wykorzystania uproszczonego podejścia wykorzystany został model płaski. Możliwość zastosowania takiego modelu w analizach uproszczonych wynika z faktu, że najczęściej śruby mocujące płytkę do kości rozmieszczane są wzdłuż jednej linii w przybliżeniu równoległej do osi kości. Wyniki analiz wskazują, że model płaski wydaje się być wystarczająco dokładny do okołooperacyjnej oceny sposobu stabilizacji złamania, mając na uwadze krótki czas potrzebny do zbudowania modelu.

EN

Long bone fractures can be treated in several ways. One of them is using the paraosteal plate. The plate mounted to a bone enables the therapy process, but it can also be a source of extra stresses in the mounting regions. Values of stresses depend on the plates’ and screws’ dimensions, number of screws, the mounting place and external loads acting on the bone. The aim of this paper was to determine displacements of long bone stabilized by the paraosteal implant, especially in the fracture area. Due to applied method of analysis, the stresses value occurring in the bone were also estimated. Based on radiological images of thirty patients, an analysis of transverse and oblique fractures burthen was performed. The biomechanical fracture stabilization by even temporary stabilization with at least six screws was confirmed. Increasing the number of screws affects profitably the stabilization, especially in the case of oblique fractures. Number of screws is limited by possibility of damage of bone’s structure. The simulation was performed using a finite element method and application of the Ansys computer package. In order to simplify the analysis and to test the possibility of reduced attempt application, the plane model was applied. Possibility of application of such a model in simplified analyses is explained by the fact that usually the screws mounting plate to a bone are situated along one line parallel to the line of the bone axis. Results of the analysis show, that the plane model seems to be good enough to preoperative estimation of the way of fracture stabilization due to short time required to creation of the model.

10

Plastic deformation on the free surface in the vicinity of the crack in AZ magnesium alloys

Trojanova Z., Palcek P., Chalupova M., Hlavacova I., Lukac P.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2015

|

Vol. 71, nr 1

27--35

EN

Purpose: Of this paper was to study plastic deformation of three magnesium alloys of the AZ series loaded very slowly with the aim to reveal mechanisms of plastic damage and fracture. Design/methodology/approach: Samples of a prismatic shape were provided with the V notch and deformed in the three point bending test. The samples were only slowly loaded and the test was interrupted at the moment when the main crack passed several millimetres. The nearest neighborhood of the crack was studied by means of the light and scanning electron microscopy. Findings: Displays of plastic deformation on the samples free surface and an interaction of deformation bands with twins were found as the main characteristic features. Analysis of the fracture surfaces showed the influence of precipitates on the fracture properties. Research limitations/implications: Experiments were performed only on as cast materials. Practical implications: Technical praxis requires analysing reasons for damage of machine components, machine crashes in the traffic. Knowledge of the deformation and fracture mechanisms may contribute to solve these technical and economy problems. Originality/value: Presented results are original; they were not published and not considered for any publication in the future.

11

Characterisation of the quasi-static flow and fracture behaviour of dual-phase steel sheets in a wide range of plane stress states

Behrens B. A., Bouguecha A., Vucetic M., Peshekhodov I.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2012

|

Vol. 12, no. 4

397--406

EN

An approach to characterise the flow and fracture behaviour with the help of a modified Miyauchi shear test, a uniaxial tensile test on standard, holed, waisted specimens as well as a hydraulic bulge test is presented. The modification of the Miyauchi specimen is related to the geometry of the shear zones. The new geometry helps suppress plastic strain concentration at the edges and increase deformation in the material interior, which allows for accurate fracture characterisation. With the help of the experimental and numerical tests analyses, the flow behaviour and equivalent plastic strain at fracture were estimated for two common cold-rolled dual-phase steels in a wide range of plane stress states. With the obtained data, the applicability of the phenomenological Johnson–Cook fracture model to describe the fracture behaviour of this material type is questioned and a need for a more extensive fracture behaviour characterisation and advanced modelling is shown.

12

Numerical analysis of displacements of mandible bone parts using various elements for fixation of subcondylar fractures

Kromka-Szydek M., Jędrusik-Pawłowska M., Milewski G., Lekston Z., Cieślik T., Drugacz J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2010

|

Vol. 12, no. 1

11-18

EN

The paper presents an analysis of the distribution of dislocations in the case of fixation of a mandible low subcondylar fracture. Three types of elements have been used for fixation: NiTi shape-memory staples, miniaturized titanium plates and the Synthes compression plate, also called the Synthes zygomatic plate. The analysis was conducted using the finite element method. The degree of the mobility of the fractures was analysed as well as the tendency towards their separation on the basis of value analysis and the distribution of dislocation areas. The results obtained allowed a preliminary assessment of predicted healing effects and the possibility of being able to predict developing complications after osteosynthesis with the use of the elements analysed.

13

FE model of metaphyseal wedge fracture fixation in extra-articular part of distal femura

Cihalova L., Kren J., Matejka J., Koudela K.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2009

|

z. 8

11--16

EN

Fractures of distal femur are infrequent but devastating complications. For their treatment it is necessary to have a stable internal fixation. To choose suitable type of implant for concrete fracture is important problem in orthopedic practice. This study tries to suggest, which of four implants is most suitable to treat metaphyseal-wedge fracture in extra-articular part of distal femur. The FE deformable leg model with implemented implant models was used for this purpose. The model was loaded by static force corresponding to maximal loading during Walking. Distribution of implant von Misses stress was investigated.

CS

Nadkloubní zlomeniny distálního femuru objevující se po implantaci totální kolenní náhrady patří k nepříliš častým, ale závažným komplikacím vedoucí k nutnosti dlouhodobé rehabilitace. I když jejich výskyt není častý, je jim třeba věnovat pozornost. Jelikož s rostoucím věkem obyvatelstva roste počet provedených totálních kolenních náhrad a tedy i pravděpodobnost vzniku tohoto typu zlomeniny. Léčení těchto zlomenin závisí na kvalitě kostí, dispozicích pacienta a typu implantátu určeného pro fixaci zlomeniny. Postihnout všechny tyto aspekty v modelu je téměř nemožné. Proto v této studii byly brány v úvahu vlastnosti femorální kosti průměrného 70-letého muže. Tento věk odpovídá průměrnému věku, kdy je prováděna implantace totální kolenní náhrady. Pro modelování fixace zlomeniny byl použit konečno-prvkový model nohy skládající se z modelů kosti stehenní, lýtkové, holenní, Češky, kolenních vazů. Do tohoto modelu byly implantovány čtyři nově vytvořené konečně-prvkové modely implantátů. Tyto implantáty jsou v ortopedické praxi běžně využívány pro fixaci zlomenin distálního femuru. Celý model kosti s různými typy implantátů byl staticky zatížen silou odpovídající maximální síle působící na femorální kost během chůze po rovinaté podložce. Vhodnost implantátu byla usuzována z vyšetřování distribuce napětí von Misses. Bylo zjištěno, že napětí von Misses implantátu non-contact bridging plate je nejmenší v porovnání s dalšími třemi implantáty. Navíc tento implantát má několik dalších výhod. Je lehčí než dlahy z nerez oceli. Jeho implantace je šetrná k pacientovi. Navíc má úhlově stabilní fixaci šroubů uvnitř dlahy, což zamezuje pohybu šroubů uvnitř kosti po zatížení. Tedy implantát non-contact bridging plate se zdá nejvhodnějším pro léčení nadkloubní klínové zlomeniny distálního femuru.

14

Comparative analysis of SOCON CS screws in treatment of osteoporotic vertebral fractures

Navrat T, Cernohousova I, Florian Z, Kocis J, Houfek L

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2008

|

z. 7

75--78

EN

The article focuses on the effect of transpedicular cemented and non-cemented screws applied in osteoporotic vertebrae and on the stability of connection between the bone and screw when subjected to extraction test. Cemented and non-cemented screws were inserted in experimental vertebral samples and extracted using a standard testing device. The obtained results prove that the extraction force in cemented screws is significantly higher than in non-cemented screws (t-test, p-value = 0.007).

CS

Příspěvek se zabývá posouzením transpedikulárních cementovaných a necementovaných šroubů aplikovaných do kadaverózního osteoporotického obratle; pevnost spojení kost - šroub jsme hodnotili při vytrhávací zkoušce. Do zkušebních vzorků obratlů byly aplikovány cementované a necementované šrouby a na zkušebním stroji vytrženy. Naměřené výsledky potvrzují, že vytrhávací síla je pro cementované šrouby statisticky významně vyšší než pro necementované (t-test, p-value = 0,007).

15

Płaskie stropy sprężone kablami bez przyczepności - specyfika projektowania

Ajdukiewicz A., Golonka K.

Inżynieria i Budownictwo

|

2007

|

R. 63, nr 6

300-309

PL

Przedstawiono wskazówki do projektowania wstępnego, obliczeń i wymiarowania stropów. Podano propozycje dotyczące określania schematu statycznego, oszacowania grubości stropu, wyboru materiałów oraz ustalania układu sprężenia. Zwrócono uwagę na specyfikę trasowania cięgien. Stwierdzono, że zastosowanie sprężenia cięgnami bez przyczepności w płaskich stropach zasługuje na rozpowszechnienie w praktyce.

EN

The guide liner for initial designing, calculation and dimentioning of floors. The proposal of material selection and establish static scheme, floor thickness and prestressing location. The authors have stated that application of tensioned members without adhesion in that floors is worthy of widespread.

16

Analiza wytrzymałościowa systemu stabilizacji złamanej kości piszczelowej

Gzik M., Stępnik A.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 24

79-82

PL

W artykule opisano badania dotyczące przypadku złamanej kości piszczelowej po stabilizacji systemem ZESPOL, który poddano numerycznej analizie wytrzymałościowej. Model sformułowano oraz symulacje numeryczne przeprowadzono w systemie ANSYS.

EN

Numerical strength analysis of broken tibial bone stabilized by system ZESPOL was presented in this paper. The model was created and numerical analysis was carried out using program ANSYS.

17

Cyclic tests on improved beam-column connections

Shi Y. J., Chen Z. F., Wang Y. Q.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2004

|

Vol. 9, no 1

81-89

EN

After the Northridge earthquake in 1994, some researches in USA have identified three critical issues that significantly affect the strength and ductility of beam-column connections: (i) fracture toughness of weld metal, (ii) geometry and size of weld access hole, and (iii) control of panel zone deformation. This paper reports the experimental results from the second phase of a major research program on ductility of welded beam column connections under cyclic loadings which is supported by the Natural Science Foundation of China. The experiments focus on the geometry and size of weld access hole. Three new types of connection details are proposed and eight full size specimens are tested under cyclic loading. The ductility, the stress concentration behaviour, and the hysteretic behavior of these connections are investigated. Moreover, the influence of connection details on both the ultimate strength and the premature fracture behaviour of these connections are also analyzed, formulating advices on improvement of connection details. The experimental results provide valuable information for updating the seismic design code of high-rise steel buildings in China.

18

Application of scanning microscopy and X-ray microanalysis for description of the admixture surgical cements fracture

Balin A., Sozańska M., Toborek J., Gajda Z.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2001

|

Vol. 2, Part. 2

MT75--MT83

EN

The work presents computer based methods of biomaterial testing. The researches attempt at description of the admixture cement fracture using the methods of the X-ray microanalysis and the electron scanning microscopy. The low cycle fatigue investigations of the surgical cement Palacos R with PMMA base with and without admixtures of fine grained powder Al2O3 and new generation antibiotic (III generation cefalosporin) have been carried out. The elaborated method proved to be suitable for identification of structure elements in surgical cement modified with ceramic and antibiotic particles. The obtained results proved that fracture surface of cement Palacos R with and without admixtures after low cycle fatigue have been mixed – partial brittle and partial ductile. The fracture process have been arrived through separation of the material on the border of the admixture particles and the matrix.