Titanyum esaslı distal femur plakların hasar analizi
Failure analysis of titanium based distal femoral plate
Yazar: SEDA DEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM MUTLU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, ortopedik cerrahide femur kırıklarının iç fiksasyonu ve onarımı için kullanılan ve tedavi sürecinde hasara uğrayıp çıkartılan, hasta bilgileri elde edilen 6 adet distal femur plaklarının hasarları incelenmiştir. Ortopedik cerrahide kırık tedavileri için kullanılan bu plaklar, vücut içerisinde olması ve maruz kaldığı yükleme durumlarından dolayı, kullanım esnasında hasara uğrayabilmektedirler. Ortopedik plakların kırılmasına neden olan birçok etken vardır. Bunlar malzeme seçimi, mekanik tasarım, imalat uygulamaları, hastanın yanlış kullanımı, korozyon, aşınma ve yorulma gibi nedenlerdir. Bu sebepler göz önünde bulundurularak, distal femur plaklarının başarısızlık nedenlerini incelemek, daha sonra oluşacak olumsuz durumlara çözümler üretmeye yardımcı olacaktır. Bu çalışmada vücut içi plaklarından biri olan distal femur plakları, özellikle fraktografi bilimine dayanan yöntemler ile incelenerek hasar analizi yapılmıştır. Hasar analizi için yapılan incelemeler fraktografik incelemelerin yanı sıra sırasıyla görsel, metalografi, mikroskobik, makroskopik, kimyasal analiz, sertlik ve SEM incelemelerinden oluşmaktadır. Yapılan analizler sonucunda implantların kırık bölgelerinde yapılan çalışmalarda aşırı zorlanma, çekme ve basma kuvvetlerine bağlı çatlak başlangıcı, aşırı gerilme, üretim hatası ve yorulma çizgileri gibi sebeplerden kaynaklı kırılma hasarının olduğu görülmüştür. Sonuç olarak implantların özellikle mekanik gerilmelerinin azalması gerektiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the failure analysis of the distal femur plates obtained from six causes of patient information used for internal fixation and repair of femur fractures in orthopedic surgery were investigated. These plates used in orthopedic surgery for fracture treatment may be damaged during use due to their conditions in the body and the loading circumstances they are exposed to. There are many factors that reason orthopedic plates to fracture such as selection of materials, mechanical design, manufacturing applications, patient's misuse, postoperative complications, corrosion, wear and fatigue. Considering these reasons, examining of the distal femur plates causes of failure analysis will help to resolve immortal event that will occur later. Failure analysis of the distal femur plate made of titanium based was involved in fractography investigation. The investigations of failed plate consisted of visual inspection, macroscopic and microscopic characterization, chemical analysis, hardness and SEM analysis. The results indicated that fracture caused by a stress-corrosion fatigue mechanism, extreme strain, high stress concentration, crack initiation due to tensile and compression forces, manufacturing defect and fatigue crack. As a result, it has been determined that the mechanical stresses of the implants should be improved.