ASTM F3161-16 Kapanma Koşulları Altında Metalik Ortopedik Total Diz Femoral Bileşenlerinin Sonlu Eleman Analizi (FEA) için Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen, “ASTM F3161-16 Kapanma koşulları altında metalik ortopedik total diz femoral bileşenlerinin sonlu eleman analizi (FEA) için standart test yöntemi” standardında, gerilim ve zorlanmaların tahmini için sonlu eleman analizi (FEA) tekniklerini kullanarak metalik ortopedik çimentolu ve çimentosuz toplam diz femoral bileşenlerinin sayısal simülasyonu için gereklilikler ve hususlar açıklanmaktadır. Bu standart, sadece malzeme sertifikasında belirtildiği gibi, akma dayanımının altındaki gerilimlere uygulanabilir.

Bu test yöntemi, statik implant gerilimleri ve zorlanmalarının tahmini amacıyla metalik ortopedik total diz femoral bileşen tasarımlarının değerlendirilmesinde kullanılan sonlu eleman modellerinin geliştirilmesi için gereklilikler içermektedir. Bu prosedür, gerçekleştirilecek fiziksel test miktarında verimlilik sağlamak için bir implant boyutları ailesi içinde en kötü durum değerlendirmesi için kullanılır. Analizin önerilen yönergeleri takip edip etmediğini belirlemeye yardımcı olmak için model kontrolleri ve doğrulaması gerçekleştirmek için önerilen prosedürler sağlanır. Son olarak, mekanik simülasyonu kapsayan bir mühendislik raporunun önerilen içeriği sunulur.

Sınırlamalar açısından bu standart, metalik ortopedik total diz femoral bileşenlerinin statik yapısal analiziyle sınırlıdır (yorulma dayanıklılığının tahminini hariç tutar).

Sonlu eleman analizi (FEA), sonlu eleman yöntemi (FEM) ile yapılan hesaplamalara dayalı olarak bir nesnenin davranışını tahmin etme sürecidir. Sonlu eleman yöntemi matematiksel bir tekniktir, sonlu eleman analizi ise sonlu eleman yönteminin sağladığı sonuçların yorumlanmasıdır. Sonlu eleman analizi, mühendislere karmaşık sistemler ve yapılar hakkında fikir vererek daha bilinçli tasarım kararları almalarına yardımcı olur.

Sonlu eleman yöntemi, karmaşık sistemleri daha küçük, daha basit parçalara veya elemanlara ayırmak için matematiği kullanır. Daha sonra, bilgisayarların gücünü kullanarak her bir elemana ayrı ayrı diferansiyel denklemler uygular ve mühendislik problemlerini bölüp sonra çözer. Sonlu eleman analizi, birçok simülasyon yazılımının temelidir. Gerçek dünya varlıklarının sanal modellerini oluşturarak tasarımları güvenli, hızlı ve ekonomik bir şekilde doğrulamak ve test etmek için kullanılır. Bu modeller, özellikle havacılık ve biyomekanik gibi karmaşık veya yüksek riskli ortamlara sahip olanlar olmak üzere çeşitli endüstrilerdeki çeşitli koşulları ve senaryoları çözmek için kullanılır.

İmplantlar, metal alaşımlardan, seramik malzemeden ve güçlü plastik parçalardan yapılır. Total diz protezinde üç adede kadar kemik yüzeyi değiştirilebilir:

• Femurun alt ucu. Metal femoral bileşen femurun (uyluk kemiği) ucu etrafında kıvrılır. Diz bükülüp düzelirken diz kapağının kemiğe karşı yukarı ve aşağı düzgün bir şekilde hareket edebilmesi için olukludur.
• Tibianın (kaval kemiği) üst yüzeyi. Tibial bileşen genellikle polietilen adı verilen güçlü ve dayanıklı plastikten bir yastıkla düz bir metal platformdur. Bazı tasarımlarda metal kısım yoktur ve bunun yerine polietilen doğrudan kemiğe bağlanır. Ek stabilite için, bileşenin metal kısmı tibia kemiğinin merkezine yerleşen bir sapa sahip olabilir.
• Patellanın arka yüzeyi. Patella bileşeni, patellanın (diz kapağı) şeklini kopyalayan kubbe şeklinde bir polietilen parçasıdır. Bazı durumlarda, patellanın yüzeyinin yenilenmesine gerek yoktur.

Bileşenler, metalin her zaman plastikle arayüz oluşturması için tasarlanmıştır, bu da daha yumuşak bir hareket sağlar ve implantın daha az aşınmasını sağlar.

Kuruluşumuz, çeşitli sektörlerdeki işletmeler için verdiği sayısız test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları arasında, eğitimli ve uzman bir kadro ve gelişmiş teknolojik donanımı ile, “ASTM F3161-16 Kapanma koşulları altında metalik ortopedik total diz femoral bileşenlerinin sonlu eleman analizi (FEA) için standart test yöntemi” standardında tanımlanan test hizmetleri de vermektedir.