Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

On the choice of thickness of the cement mantle in cemented hip arthroplasty

Levadnyi I., Awrejcewicz J., Loskutov A., Szymanowska O.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2017

|

Vol. 55 nr 4

1235--1244

EN

Recommendations for the optimal thickness of the cement mantle in cemented hip arthroplasty are outlined based on the results obtained with the finite element method. The investigations show that distal femur cement thickness higher than 2 mm positively affects mechanical behaviour of the cement mantle and can be useful in reducing stress-strain levels in the distal part of the femur what leads to prevention of development of a stress-shielding effect. The results of the study can contribute to the success of long-term implants.

2

An alternative approach for the interpretation of data from three-point bending of long bones

Kourkoulis S. K., Kouvaka A., Andriakopoulou C., Dontas I.

Engineering Transactions

|

2016

|

Vol. 64, iss. 4

401--407

EN

An alternative approach for elaborating the raw data obtained from three-point bending tests of long bones of Wistar rats is described. The aim of the study is to provide mechanical properties of the bone tissue which are independent of the bone geometric characteristics. The study is carried out experimentally ex vivo. It is indicated that ignoring the actual shape of the bone’s critical cross-section (i.e., the section where fracture occurs) and the inclination of the loading axis with respect to the principal centroidal axes of the critical section, may lead to erroneous results concerning the strength of the tissue.

3

Własności mechaniczne udowych kości bydlęcych o różnym stopniu uwodnienia

Szamatowicz B., Kajzer A.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2016

|

z. 10

75--80

PL

Celem pracy było określenie własności wytrzymałościowych bydlęcych kości udowych o różnym stopniu uwodnienia. Podczas realizacji pracy przeprowadzono statyczną próbę trójpunktowego zginania oraz statyczną próbę jednoosiowego ściskania. W konsekwencji wyznaczono wartości wytrzymałości na zginanie oraz ściskanie wszystkich grup badawczych. Stwierdzono, że zarówno stopień uwodnienia, jak i kierunek pobierania próbek znacząco wpływa na wartości własności wytrzymałościowych.

EN

The aim of the study was determinate the mechanical properties of femoral bovine bones with varying degrees of hydration. During the execution of the work conducted the static three-point bending test and a static uniaxial compressive test. Consequently, were determine the values of bending strength and ultimate compressive strength for the all research groups. It was stated that the degree of hydration and direction of sampling significantly alters the studies strength parameters.

4

Structural analysis of articular cartilage of the hip joint using finite element method

Karpiński R., Jaworski Ł., Zubrzycki J.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2016

|

Vol. 10, nr 31

240--246

EN

The paper presents the results of a preliminary study on the structural analysis of the hip joint, taking into account changes in the mechanical properties of the articular cartilage of the joint. Studies have been made due to the need to determine the tension distribution occurring in the cartilage of the human hip. These distribution are the starting point for designing custom made human hip prosthesis. Basic anatomy, biomechanical analysis of the hip joint and articular cartilage are introduced. The mechanical analysis of the hip joint model is conducted. Final results of analysis are presented. Main conclusions of the study are: the capability of absorbing loads by articular cartilage of the hip joint is preliminary determined as decreasing with increasing degenerations of the cartilage and with age of a patient. Without further information on changes of cartilage’s mechanical parameters in time it is hard to determine the nature of relation between mentioned capability and these parameters.

5

A numerical comparative analysis of ChM and Fixion nails for diaphyseal femur fractures

Ivanov D., Barabash Y., Barabash A.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2016

|

Vol. 18, no. 3

73--81

EN

Purpose: Today intramedullary locked nails are widespread in treatment of diaphyseal long bone fractures of the lower limb. However, such nails have a number of drawbacks: complexity and duration of the installation, high axial stiffness, as well as the failure of locking screws and nail body. Expandable nails such as Fixion have several advantages over lockable ones. They can be quickly installed without the need of reaming and provide sufficient stabilization of the fracture. However, many studies show their low stability under torsional loads. Methods: In this paper, geometric characteristics of Fixion nail were investigated. Bone-nail systems (with Fixion and locked nail) under the influence of three types of loads were numerically studied. Two types of diaphyseal femoral fractures (type A and B in accordance with AO/ASIF classification) were examined. Results: It was revealed that Fixion nail provides axial stiffness of 489 N/mm for the fractures studied. Expandable nail showed higher compression at fragments junction than locked nail. Torsional stability of Fixion nail was also high. Corrosion was found on inner surface of Fixion nail. Conclusions: Fixion nail showed high stability under influence of the three loads studied. Corrosion on the internal wall of the nail may indicate its relatively low resistance to saline.

6

Wpływ kształtu endoprotezy na stan wytężenia i odkształcenia kości udowej

John A., Duda M., Kokot G.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 13, nr 44

117-124

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki analizy wariantowej kształtu endoprotezy. Ustalenie optymalnego kształtu ma zasadniczy wpływ na rozkład odkształceń i naprężeń, jak również na sztywność całego układu endoproteza-kość udowa. Modele kości udowych i endoprotez zostały stworzone z wykorzystaniem oprogramowania do obrazowania medycznego oraz oprogramowania do modelowania CAD. Endoproteza została zaprojektowana jako anatomiczna bezcementowa ze względu na silną krzywiznę osobniczą badanej kości udowej oraz jako model parametryczny ze względu na zapewnienie łatwego sterowania kształtem endoprotezy. Układy endoproteza-kość udowa, jak również kość udowa przed zabiegiem alloplastyki, zostały obciążone siłą mięśniową pochodzącą od mięśnia gluteusmedius [7]oraz siłą odpowiadającej masie górnej części ciała, tj.600N. Zadania były rozwiązywane w zakresie liniowo-sprężystym metodą elementów skończonych. Ze względu na określenie wpływu sposobu modelowania materiału struktur anatomicznych na otrzymane wyniki odkształceń i naprężeń przyjęto rozkład materiałowy jednorodny i niejednorodny.

EN

In this paper the preliminary analysis of shape of endoprosthesis on effort state of femur after alloplasty has been shown. Creating the prosthesis the control of bone's remodelling is possible by appropriate distribution of forces, especially in contact area. The important problem is to determine to what extent the shape of endoprosthesis influences bones' state. The parametric model of endoprosthesis was implanted into femur. In the next step FEM models were created and the analyses were conducted. The prosthesis was loaded by force corresponding to upper body's weight. The isotropic homogenous and heterogeneous material was used in model in order to specify the influence of the material properties on distributions of forces in contact area. The different values of materials data for the heterogeneous material (Young's modulus E) were establish by conversion of gray values of tomographic images.

7

Vibration characteristic of the femoral bone

Vosynek P., Navrat T., Houfek L.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2012

|

z. 11

31--34

EN

The mechanical properties of the bone tissue are still important theme in many fields of the science. We can remind the problem of bone loss of astronauts in space, or osteoporosis, or quality of the bone remodelling after some trauma. So therefore the contribution deals with the different experimental method based on the vibrations, which could be useful for the investigation of the global mechanical properties of the bone tissue and the bone itself.

CS

Článek uvádí v souvislosti potřebu řešení biomechanických problémů v lidské společnosti. Konkrétně je zaměřena na oblast vibračnich charakteristik kostní tkáně, které mohou být nápomocny při určování její kvality v návaznosti na osteoporózu, připadně výsledek remodelačního procesu po traumatu. V článku jsou uvedeny dva přístupy k stanovení vibračních charakteristik. Pomocí rázového kladívka a budiče kmitů. Dále je vyšetřován vliv předzatižení a přenos vibrací přes závitové vložky, případně vruty.

8

Zastosowanie MES w analizie układu wiertło chirurgiczne - kość udowa

Basiaga M., Paszenda Z.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2010

|

z. 4

17--22

PL

W pracy przeprowadzono analizę numeryczną układu wiertło chirurgiczne - kość udowa z wykorzystaniem MES w warunkach symulujących proces wiercenia w kości. Dla wytypowanej postaci konstrukcyjnej wiertła opracowano modele geometryczne narzędzi uwzględniające zróżnicowaną geometrię ich ostrza, jak i średnicę. Przyjęte dla potrzeb analizy warunki brzegowe odwzorowywały zjawiska zachodzące w układzie rzeczywistym. Uzyskane wyniki stanowią podstawę doboru własności mechanicznych tworzywa metalowego wierteł, jak odpowiedniej geometrii ich ostrza.

EN

This work concentrates on the numerical analysis of a surgical drill- femur system under conditions simulating the bone drilling process, using a finite element method. Geometrical models of the surgical tools of diverse geometry of the edge and diameters were worked out for selected drills. The applied boundary conditions reflected phenomena in real system with appropriate accuracy. The obtained results are a basis for improvement of the drills’ geometry and optimization of their mechanical properties.

9

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.

10

Analiza biomechaniczna układu wiertło chirurgiczne - kość udowa

Paszenda Z., Basiaga M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2009

|

z. 3

181--186

PL

Zasadniczym celem prezentowanej pracy była analiza biomechaniczna układu wiertło chirurgiczne - kość udowa w warunkach symulujących proces wiercenia w kości. Opracowano model geometryczny wiertła chirurgicznego o zróżnicowanej geometrii ostrza (2κ1 = 90° i 2κ2 = 120°) oraz krążka symulującego kość udową. Obliczenia przeprowadzono dla wiertła wykonanego ze stali X39Cr13. Efektem zrealizowanej analizy było wyznaczenie stanu odkształceń i naprężeń zredukowanych w części roboczej wiertła w funkcji obciążenia siłą F = 20-100 N i prędkością obrotową n = 2000 obr/min.

EN

The aim of the work was determination of biomechanical analysis of a surgical drill - bone system in simulated conditions of drilling in a bone. Geometrical models of the surgical drill of diverse geometry of the edge (2κ1 = 90° and 2κ2 = 120°) and the disc simulating femur were worked out. Calculations were carried out for the drill made of martensitic Steel (X39Cr13). The effect of numerical analysis was determination of strains and stresses in working part of the drill as a functional of the applied loading F = 20-100 N and rotational speed n = 2000 rpm.

11

Ocena różnic obciążenia kości udowej po implantacji endoprotezy cementowej i bezcementowej

Szarek A.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2007

|

z. 1

177--182

PL

W badaniach zaprezentowane zostaną różnice w naprężeniach kości udowej po implantacji endoprotezy stawu biodrowego. Do badań przyjęto dwa rodzaje trzpieni, różniących się od siebie zarówno geometrią jak i sposobem mocowania. Przeprowadzone badania pozwalają na określenie zjawisk zachodzących w obszarze kości udowej z wszczepionym trzpieniem oraz prognozować miejsca powstania ubytków kostnych. Weryfikacja badań numerycznych została dokonana przez analizę wyników badań klinicznych pacjentów po całkowitej alloplastyce stawu biodrowego.

EN

The investigations present differences in femoral bone stress after implantation of hip joint prosthesis. Two types of stems have been used for the tests. They differ from each other both with geometry and fixation pattern. The investigations enable the phenomena which occur in femoral bone area with implanted stem to be assessed and the locations of bone defects to be predicted. Verification of numerical tests has been performed by means of analysis of clinic trials after total alloplasty of hip joint.

12

Determinanty wpływające na destrukcję cementu kostnego łączącego kość udową z endoprotezą

Szarek A.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2007

|

z. 1

173--176

PL

Endoprotezy osadzane w kości udowej przy pomocy cementu kostnego są bardzo popularną metodą leczenia dysfunkcji biodra. Orientacyjnie przyjmuje się, że taki sposób mocowania trzpienia wykonuje się w około 60% alloplastyk. Obciążenia przenoszone z głowy endoprotezy stawu biodrowego na płaszcz cementowy oraz niewłaściwy sposób cementowania mogą doprowadzić do zniszczenia struktury cementu kostnego. Przeprowadzone badania pozwalają na wyznaczenie rozkładu naprężeń w warstwie cementu kostnego oraz określenie warunków cementowania i ich wpływ na trwałość polimetakrylanu metylu.

EN

Prosthesis set in femoral bone by means of bone cement are a very popular method of hip malfunction treatment. It is estimated that this type of stem fixation is used for ca. 60% of alloplasty surgeries. Load transferred from the hip joint prosthesis head to cement layer and improper method of cementing may lead to destruction of the structure of bone cement. The investigations enable the stress distribution to be assessed in bone cement layer as well as to determine cementing conditions and their effect on durability of polymethylmethacrylate.

13

Distribution of pressure values in the human hip joint with femoral ellipsoidal head bone and its smali peripherial velocities

Czajkowski A.A.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 17

19-24

EN

The clinical orthopaedic observations refer to some working parameters of the hip joints as a pressure, friction force, loading force, etc. The numerical analysis of hydrodynamic pressure in the biobearing gap occurring between two elliptical bone surfaces of human hip joint is shown in this paper for symmctrical synovial fluid flow.

PL

Obserwacje kliniczne dotyczą pewnych parametrów pracy stawu biodrowego takich jak ciśnienie, siła tarcia, nośność, itp. Praca przedstawia analizę numeryczną ciśnienia hydrodynamicznego dla symetrycznego przepływu cieczy synowialnej w szczelinie biołożyska występującej pomiędzy dwiema eliptycznymi obrotowymi powierzchniami kostnymi stawu biodrowego człowieka.