Page 54 - חוברת תקצירים
P. 54
אינטראקציית שתל עצם תחת מאמץ וסביבה בשתל מתכתי
BS-21-39
מנחים: פרופ' אמיר אליעזר רון פורת אליה בלנוב
iliabe@ac.sce.ac.il ronpo1@ac.sce.ac.il
תקציר
תחום ההנדסת מכונות אחראי לספק פתרונות לבעיות רפואיות, לתכנן ולפתח מכשור רפואי, טיפול ומניעה, חקר בעיות מתחומי מדעי החיים והרפואה לתועלת ולרווחת האוכלוסייה. הנדסת המכונות משתלבת בחקר השתלים הרפואיים, בזכות חקר התכונות המכניות והאינטראקציות הנוצרות בין השתל לעצם יש לנו את היכולת להשפיע על הרפואה ולאפשר התאמה אופטימלית בין השתל לגוף האדם. עקמת היא מצב שבו חוליות עמוד השדרה סוטות הצדה מהציר האנכי-מרכזי של הגוף. הדבר מתבטא כעיוות תלת-ממדי במבנה עמוד השדרה הגורם להטייתו הצדה. מלבד הבעיה האסתטית שגורמת העקמת, היא עלולה לפגוע בגמישות הגב, ולגרום למגבלה תנועתית, לכאבי גב חזקים וללחץ על איברי גוף. על מנת לטפל בעקמת דרוש לבצע ניתוח פולשני ולבצע קיבוע לעמוד שדרה ע"י שתלים. על ידי ניתוח סוג החומרים והתכונות המכניות המחקר מגלה את תוצאות בחירת החומר המתאים להשתלה בעמוד השדרה שיאפשר שיפור בגמישות, מרווח תנועה וימנע כשל במהלך שהות השתל בגוף האדם.
עד כה מצאנו שהשימוש המומלץ והנפוץ ביותר עבור השתלים הינו סגסוגות של טיטניום (TI-6AI-4A) ופלדות אל חלד (AISI 316LVM). מהמחקרים למדנו שטווח התנועה מושפע ישירות מהתכונות המכניות לדוגמת התארכות ומודול אלסטיות. המחקר שלנו בדק את ההרכב החומר המדויק של הסגסוגות, על מנת לבנות מודל עבור הסימולציה היה עלינו לבצע מספר הנחות ולפשט את המודל לרמתנו. ביצענו סימולציות חוזק על מנת להבין את היתרונות המכאניים (פילוג מאמצים, התארכויות ועיבורים) והפיזיקליים והאם ישנם חלופות חומרים אשר יכולים להתאים בצורה מיטבית
את השתל לאדם. לאחר השוואה בין מספר מאמרים וביצוע הסימולציות הגענו למסקנה שיש סגסוגות אשר מתאימות יותר מבחינת התכונות המכניות ומאפשרות טווח תנועה גדול יותר אצל האדם לדוגמת הטנטלום, בהשוואה שביצענו בין הטנטלום, סגסוגת הטיטניום ופלדת האל חלד ראינו כי הטנטלום עדיף בחלק מהתכונות המכניות אך המחקר על חומר זה עוד נמצא בתהליך ובסופו יוחלט על התאמתו, לסיכום כלל המטרות כפי שהוגדרו על ידנו הושגו.
מילות מפתח: בחירת חומרים, ניתוח עמוד שדרה, קיבוע בורג פדיקל, פילוג מאמצים, שתל, אלמנט סופי.
תמונה 2. מערכת ברגיי פדיקל עם מוטות לאחר השתלה להמחשה
54
תמונה 1. מודל מערכת שתלים בתוכנת סולידוורקס
