Radius intramedüller çivilerde farklı sabitleme pozisyonları ile oluşan mekanik etkilerin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Investigation of mechanical effects caused by various fixation positions on radius intramedullary nails using finite element method
Yazar: HALİM KOVACI
Danışman: PROF. DR. AYHAN ÇELİK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Kemik kallusu = Bony callus ; Kırık fiksasyonu-intramedüller = Fracture fixation-intramedullary ; Radius kırıkları = Radius fractures ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Görevi insan vücuduna destek sağlamak olan kemikler pek çok dış etki nedeniyle hasara uğramaktadır. Radius kemiği, bir taraftan dirsek ve el bileği eklemlerini oluşturması, diğer taraftan da üst ekstremitede dirsek eklemine gelen yükleri distalde el bileğine aktarması nedeni ile günlük hayatta çok önemli bir yer tutar. Yetişkinlerdeki radius kırıklarını tedavi etmede kullanılan en yaygın cerrahi teknikler plak-vida veya intramedüller çivi ile tespittir. İntramedüller çivilerin plaklara göre sahip olduğu avantajlardan yararlanmak amacıyla, yeni nesil intramedüller çiviler geliştirilmiştir. Radiusun anatomik yapısından kaynaklanan kompleks bir geometrisi vardır ve bu sebeple radius kırıklarında iyileşme sürecinde oluşan kallus yapısının aşırı yük veya hareket gibi dış etkilerden fazla etkilenmemesi gerekmektedir.Bu çalışmada radius kırıklarının tedavisinde kullanılan intramedüller çivilerin stiloid kısım, dorsal kısım ve ulnar çentik kenarından sabitlenmesi durumunda iyileşme sürecine olan etkileri incelenmiştir. Bu inceleme için bir gönüllüden alınan önkola ait bilgisayarlı tomografi görüntülerinden radiusun üç boyutlu katı modeli elde edilmiş, elde edilen modelin şaft kısmına kırık olması durumunda oluşan kallus modeli yerleştirilmiş ve implantların farklı pozisyonlarda yerleşimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen modellerin bilekten radius kemiğine iletilen eksenel yükler dikkate alınarak sonlu elemanlar yöntemi ile analizi gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda intramedüller çivinin stiloid kısımdan yerleştirilmesi durumunda hem kallus hareketliliği hem de oluşan gerilmeler açısından iyileşme sürecini olumlu yönde etkileyeceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Primary function of the bones is to support human body and bones fail due to many external effects. The radius bone has a significant place on daily life because while it articulates with elbow and wrist, it also transfers loads from upper extremity to the wrist on distal side. The most common surgical treatment technics used for radius bone fractures on adults are plating and intramedullary nailing. New generation of intramedullary nails are developed in order to utilize the advantages of intramedullary nails against plates. Because of its anatomical structure, the radius bone has a complex geometry. Therefore, callus structure, which forms during the healing period, should not be affected from external effects such as excess loads or motion.In this study, effects of styloid process, dorsal side and ulnar notch edge fixations of intramedullary nails on the healing period were investigated. For these investigations, 3D solid model of radius was obtained from CT images of a volunteer and callus structure model, which forms in the case of shaft fractures, was placed accordingly and different fixations of implants were performed. Obtained models were analyzed under axial loads transferring from the wrist to the radius bone using finite element method. As the result of analysis, fixation of intramedullary nail from styloid process was found to be beneficial on healing period in terms of both callus motion and emerging stresses.