Fasetektomi uygulanmış lomber bölgede kullanılan dinamik pedikül vida rod sisteminin sem analizi
Finite element analysis of dynamic pedicle screw - rod assembly after lomber spine facetectomy application
Yazar: SUZAN CANSEL DOĞRU
Danışman: ÖĞR. GÖR. EMİN SÜNBÜLOĞLU ; ÖĞR. GÖR. SÜREYYA ERGÜN BOZDAĞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Katı Cisimlerin Mekaniği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Biyomekanik = Biomechanics ; Biyomekanik analiz = Biomechanical analysis ; Biyomekanik modelleme = Biomechanical modelling

Özet:
Tez kapsamında, tek taraflı fasetektomi yapılmış lomber bölgenin stabilizasyonunu sağlamak amaçlanmıştır. Omurganın stabilizasyonunu sağlarken ise fizyolojik hareket aralığı dahilinde hareket etmesi beklenmiştir. 
Fasetektomi uygulanmış fonksiyonel omurga ünitesinde (FSU) instabilite oluşmaktadır. Fonksiyonel omurga ünitesi (fuctional spinal unit, FSU), birbirine komşu iki omur ve buna bağlı kıkırdak, bağ, kas dokularının bütününe denir. 
Sağlıklı (intact) FSU?da ve dinamik pedikül vida-rod sistemi uygulanmış FSU?da sonlu elemanlar metodu (SEM) ile analiz yapılmıştır. Sonlu elemanlar analizinde; sağlam (intact) fonsiyonel omurga ünitenin (FSU) ve pedikül vida-rod sistemi uygulanmış fonsiyonel omurga ünitesinin şekil değişimi miktarı, hareket aralığı ve gerilme değerleri hesaplanmıştır. Modeller, yüksek hızlı bilgisayarda sonlu elemanlar paket programı ile analiz edilmiştir. 
Modelleme aşamasında, yapay omurlar lazer sistemiyle taranarak üç boyutlu görüntüleri elde edilmiştir. Bunun yanı sıra literatür bilgileri ile diğer dokular modellenmiştir. Morfolojik değerleri kontrol edilen model analize hazır hale gelmiştir.
Model doğrulama için yükleme ile oluşan mekanik cevap mekanizmasının kontrolü yapılmıştır. Bu kontrol analiz sonuçları ile literatürden alınan fizyolojik hareket değerlerinin karşılaştırılmasıdır. 
Analiz aşamasında; omurların, fasetlerin, omurlar arası disk dokunun, sinoviyal sıvıların ligamentlerin ve vida rod sisteminin malzeme değerleri literatürden bulunmuştur. 
Sonlu elemanlar metodu ile analizi yapılan dinamik pedikül vida rod sisteminin, rijit sistemlere kıyasla omurgada fizyolojik hareket miktarını arttırması beklenmiştir. Ayrıca gerilme ve şekil değiştirme açısından da yeterince dayanıklı olması beklenmiştir. 
Sonlu elemanlar analizi sonucunda beklenen üzere fasetektomi sonrası omurga hareketi fizyolojik sınırları aşmıştır. Dinamik pedikül vida-rod sistemi uygulanmış fonksiyonel omurga ünitesine, günlük hareketlerin oluşturduğu moment uygulanmıştır ve sonuçta model literatürdeki deneysel verilerden elde edilen uygun fizyolojik hareket aralığında kalmıştır.

Abstract:
The aim of this thesis is to decrease the instability in the one side facetectomy applied functional spinal unit and generate the motion limitations of spine by the new designed dynamic pedicle screw ? rod assembly It was expected that dynamic design would allow the physiological motion and being stress under the yield point. 
Intact FSU and also FSU including new designed dynamic pedicle screw ? rod assembly model, finite elements method (FEM) analysis has been carried out. The range of motion and stress values of the models have been calculated in these analysis.
The 3D views of sawbone vertebras could be obtained by the the scanning of laser system. Besides, other tissues were modelled with the help of literature information. The material properties were obtained from the literature. 
In functional spinal unit; flexion, extension, lateral bending and axial rotation were applied to L3 as 7,5 Nm. The motion was limited to translation and  rotation from the contact surface of L4 vertebra and L4 ? L5 disc.
During the flexion and extension, the stres was 130 MPa, for lateral bending 143 MPa and also rotation 143 MPa on the assembly. These values are under the yield point (940 MPa) of titanium.
Considering the results of analysis; during the flexion in the L3 ? L4 level FSU of new designed dynamic pedicle screw ?rod assembly, 6° level range of motion was obtained also for extension 5,7°,  for right side lateral bending 6,8° lateral bending to the facetectomy implemented region 8°, for axial rotation 3,3°.