대퇴부 거동 해석 및 복합재료 보철물 설계
Behavior Analysis of the Treated Fremur and Design of Composite Hip Prosthesis
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참고문헌
초록
· 무시멘트 인공 고관절 전치환술 후． 복합재료 스템을 갖는 대퇴골의 장기 거동과 인공 대퇴 보철물의 설계 성능을 분석하기 위하여 비선형 유한요소 프로그램이 개발되었다． 한 발로 서 있을 때의 관절 접촉 하중과 근육하중이 적용되었고， 816개의 brick요소를 갖근 타원형 단면의 복함 재료 스템으로 치환된 대퇴골이 3차원 유한요소로 모델링 되었다． 프로그램을 사용하여 대퇴골의 밀도 변화， 응력분포， 상대미소운동이 plate cut 과 bend mold와 같은 제작 방법에 대한 스템의 적층 각도 변경에 따라서 평가되었다． 결과는 코발트 크롬 합금， 티타늄 합금， 스테인레스 강과 같 은 금속 재료보다 AS4/ PEEK, T300/ 976과 같은 복합재료가 적은 골 홉수를 보였다． 대퇴골 보철물의 장기 안정성 증대는 적당한 복합재료의 적 층과 적층 각도의 선택에 의하여 얻어질 수 있었다．
Abstract
The nonlinear finite element program has been developed to analyze the design performance of an artificial hip prosthesis and long term behavior of a treated femur with stems made of composite matorial after cementless total hip arthroplasty (THA) . The authors developed the three dimentional FEM models of femorai bone with designed composite stem which was taken with elhpsc cross section of 816 brick elements under hip contact load and muscle force in simulating single leg stand. Using the program, density changes, stress distributions and micromotions of the material femoral bone were evaluated by changing fiber orientation of stems for selected manufacturing method such as Plate cut and bend mold. The results showed that the composite materials such as AS4/ PEEK and T3OO/ 976 gave less bone resorption than the metalhC material such as cobalt chrome alloy, titanium alloy and stainless steal. It was found that increasing the long term stabihty of the prosthesis inthe Key femur could be obtained by selecting the apPr0Priate Ply orientation and stacking sequence of composite words: Cementless total hip arthroplasty （무시멘트 인공고관절 전치환술） , Composite hip Prosthesis （복합재료 대퇴 보철물） . Nonhnear Finite Element Program （비선형 유한요소 프로그램） . Bone remodeling algorithm （골 재생성 알고리듬）