Düz tabanlık tedavisinde lateral kolon uzatma için tasarlanmış yeni bir implantın sonlu elemanlar analizi ile biyomekanik değerlendirilmesi
Biomechanical evaluation of a new titanium spacer, designed for calcaneal lengthening by using finite element method
Yazar: ÖZKAN ÖZCAN
Danışman: DOÇ. DR. HALUK KÜÇÜK
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Anatomi = Anatomy ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Kalkaneus = Calcaneus ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis

Özet:
Çocuklarda bulgu veren düz tabanlılık ile birlikte beyin felci rahatsızlığı, dış kolonun uzatılması ile tedavi edilmektedir. Plaka, K-tel son yıllarda sıkça baş vurulan cerrahi tedavilerden bazılarını oluşturmaktadır. Fakat bu yöntemler deformasyonun tekrarına ve kötü yumuşak doku oluşumuna sebep olmaktadır. Bu çalışmada, uzatma bölgesindeki kemik çökmesinin önlenmesi ve kemik kesmenin stabilize edilmesi amacıyla, titanyum malzemeden bir ayrıcı geliştirilmiştir. Bu çalışmada, plaka ve titanyum tutucuların stabilitesinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile mukayesesini amaçlamaktadır. Burada Sonlu Elemanlar Analizi yapılarak dış kolon uzatma işlemlerinde dinamik kompresyon plakası (DCP) ve titanyum ayırıcı kullanıldığında, kemik stabilitesi ve gerilme dağılımı mukayese edilmiştir. Yükleme durumları deneysel sonuçlarla uygun olacak şekilde seçilmiştir. DCP kullanıldığında, asimetrik deformasyondan dolayı arka maksimum deformasyonun plakanın arka tarafında gerçekleştiği gözlemlenmiştir. DCP yerine titanyum ayırıcı kullanılması, daha azdeformasyon olmasını sağlamıştır. Gerilmeler mukayese edildiğinde titanyum ayırıcının daha homojen Von-Mises dağılımı verdiği görülmüştür. DCP kemikler arasında rijit bir bağlantı sağlamamakla beraber, hareket ederek muhtemelen etraftaki yumuşak dokuya girebilecektir. Titanyum ayırıcı kullanımı, dış kolon uzatma işleminde kesilen kemikleri stabilize etmede daha etkili olacak ve ayak üzerindeki yumuşak dokuya daha az zarar verecektir.

Abstract:
Symptomatic planovalgus deformity in children with cerebral palsy is commonly treated by lengthening of calcaneous. Plate, K-wire constitute some of the surgical techniques used recently for the treatment. However those methods result in recurrence of deformity and poor soft tissue coverage. In this work, we developed a titanium spacer to prevent bone collapse in the lengthening site and to stabilize the osteotomy. The aim of study is to compare stability of plate and titanium spacer by Finite Element Analysis. This study performed a Finite Element analysis to compare the stability and the stress distribution on the bone when dynamic compression plate and titanium spacer are used during calcaneal lengthening. Loading conditions were chosen to be compatible with the experimentally measured values. When DCP is used, the most significant amount of movement was observed at the posterior portionof the plate due to asymmetric deformation. Titanium spacer when used for calcaneal lengthening, results in less amount of displacement when compared to that of DCP. When stress values are considered, titanium spacer exhibits a more homogeneous Von-Mises distribution. DCP is not a rigid connection and it could easily move between the bones that could possibly cause penetration into the soft tissues surrounding the region. The titanium spacer would be more efficient for stabilizing the bones cut for calcaneous lengthening and hence the procedure is expected to result less penetration into the soft tissues of the foot.