Využití MKP při posuzování totálních endoprotéz kyčelního kloubu

Using FEM for analysis of the total endoprosthesis of the hip joint

conference paper

Czech

Jedním z prvních problémů, který byl na Ústavu mechaniky těles VUT v Brně z oblasti biomechaniky řešen, souvisel s deformačně napěťovou analýzou komponent totální endoprotézy kyčelního kloubu. Přestože totální endoprotéza kyčelního kloubu je nejdéle používanou totální endoprotézou v lidském těle, objevují se stále nové problémy související nejen s potížemi v klinické praxi, ale také s konstrukcí nových komponent. Uvážíme-li skutečnost, že v současné době je ročně aplikován přibližně jeden milion totálních endoprotéz kyčelního kloubu a počet aplikací stále narůstá, je jistě vhodné zabývat se detailní analýzou všech problémů souvisejících s TEP a jejich vývojem. Problémy související s TEP kyčelního kloubu řešené v současnosti na ÚMT FSI v Brně můžeme rozdělit do následujících skupin. - Vyšetřování a analýza mechanické interakce keramické hlavice s dříkem TEP - Mechanická interakce dříku TEP s kostním cementem a kostního cementu s proxi- mální částí femuru. - Deformačně napěťová analýza proximálního konce femuru po aplikaci TEP - Srovnávací analýzy TEP kyčelního kloubu používané ve Fakultní nemocnici v Brně - Deformačně napěťové analýzy TEP nově zaváděných do klinické praxe - Návrh a analýza mechanických vlastností povrchových náhrad kyčelního kloubu - Deformačně napěťová analýza fyziologického kyčelního spojení. Skupina problémů vymezena v posledním bodě zdánlivě do řešené problematiky nespadá. Na ÚMT ji přesto z hlediska problematiky totálních endoprotézy kyčelního kloubu považujeme za velmi významnou, neboť nám umožńuje posoudit mechanické ovlivnění aplikací TEP. V rámci jednotlivých skupin je možné vymezit další dílčí problémy, které mají jednu věc společnou. K jejich řešení je v menší nebo větší míře využito výpočtové modelováni s aplikací MKP. Vedle výpočtového modelování se při řešení uvedených problémů neobejdeme bez experimentů, které jsou zaměřeny především na získávání nebo potvrzení hodnot materiálových charakteristik, případně použitých výpočtových modelů. Zabývat se v rámci tohoto příspěvku všemi skupinami není z kapacitních důvodů možné, proto se samostatně zaměříme na problematiku související s prvním a posledním bodem.

The paper presents the results of the computational modelling of the biomechanical problems in the region of the hip joint.

Hip joint endoprosthesis, computational modelling, stress states, finite element methods

NÁVRAT, T., FLORIAN, Z., FUIS, V.

2003

20. 11. 2003

ÚMT FSI VUT v Brně

Brno

80-214-2489-3

Výpočty 2003 - výpočty konstrukcí metodou konečných prvků

19

26

8