Biomechanická studie proximální části femorálního vnitrodřeňového hřebu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Diplomová práce se zabývá stanovením deformačně napěťových stavů v proximálním femuru s aplikovanými systémy PFN (Proximal Femoral Nail) a PFT (Proximal Femoral Tele Screw). Tyto systémy jsou používány k léčbě intertrochanterických zlomenin a zlomenin krčku femuru. V některých případech však dochází k selhání fixátoru. V práci je popsána tvorba výpočtového modelu a porovnání rozložení napětí v implantátech a rozložení přetvoření v kostní tkáni získané výpočtovým modelováním. Z reálných objektů byly vytvořeny trojrozměrné modely geometrie implantátů, model femuru se zlomeninou krčku byl vytvořen ze série CT snímků. Zatížení bylo stanoveno na základě silových výslednic uvolněné dolní končetiny z podmínek statické rovnováhy. Numerický výpočet byl proveden v programovém prostředí Ansys Workbench v15.0. Systém PFN dosahuje nižších hodnot redukovaného napětí ve skluzných šroubech, než je tomu u systému PFT, z důvodu aplikace dvou skluzných šroubů se stejně velkými průřezy. Hodnoty přetvoření kostní tkáně, při použití tohoto systému, jsou maximální v místě zlomeniny a v oblasti závitu skluzného šroubu. U systému PFT jsou maximální hodnoty přetvoření pouze v místě zlomeniny.
The presented Master Thesis is focused on the structural analysis of the proximal femur on which the Proximal Femoral Nail (PFN) and Proximal Femoral Tele-Screw (PFT) systems are applied. These systems are used for a treatment of the intertrochanteric and femoral neck fractures. However, in some cases a loss of stability of the systems may be expected. The presented thesis describes a development of numerical models in which stress distribution of implants and strain distribution of bone tissue are compared. Numerical models were created from real objects. The model of femur geometry was created by using the Computed Tomography (CT). Boundary conditions of the model were estimated from the force equilibrium of the lower limb. All numerical models were processed in the commercial package ANSYS Workbench v15.0. It is shown that the hip screws of the PFN system result in lower equivalent stresses than the screws of the PFT system. Maximal strains of the bone tissue, when using the PFN system, are situated near the fracture, close the hip screw thread. For the PFT system, the maximal strains are only near the area of fracture.
The presented Master Thesis is focused on the structural analysis of the proximal femur on which the Proximal Femoral Nail (PFN) and Proximal Femoral Tele-Screw (PFT) systems are applied. These systems are used for a treatment of the intertrochanteric and femoral neck fractures. However, in some cases a loss of stability of the systems may be expected. The presented thesis describes a development of numerical models in which stress distribution of implants and strain distribution of bone tissue are compared. Numerical models were created from real objects. The model of femur geometry was created by using the Computed Tomography (CT). Boundary conditions of the model were estimated from the force equilibrium of the lower limb. All numerical models were processed in the commercial package ANSYS Workbench v15.0. It is shown that the hip screws of the PFN system result in lower equivalent stresses than the screws of the PFT system. Maximal strains of the bone tissue, when using the PFN system, are situated near the fracture, close the hip screw thread. For the PFT system, the maximal strains are only near the area of fracture.
Description
Citation
HRDLIČKA, J. Biomechanická studie proximální části femorálního vnitrodřeňového hřebu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2015.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Inženýrská mechanika a biomechanika
Comittee
prof. Ing. Vladislav Laš, CSc. (předseda)
Ing. Milan Roučka, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
prof. Ing. Přemysl Janíček, DrSc. (člen)
prof. Ing. Eduard Malenovský, DrSc. (člen)
prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen)
Ing. Prášil Jiří (člen)
doc. Ing. Miloš Vlk, CSc. (člen)
prof. RNDr. Ing. Jan Vrbka, DrSc., dr. h. c. (člen)
Ing. David Zalaba (člen)
Ing. Martin Zbožínek (člen)
Date of acceptance
2015-06-18
Defence
Student v prezentaci představil odborné komisi svou diplomovou práci. Po presentaci byly přečteny posudky vedoucího a oponenta diplomové práce a student odpovídal na jejich dotazy. Komise celé jeho vystoupení hodnotila jako výborné.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení