Création et analyse par éléments finis de la conception de structure multi-lattice dans un implant de tige de hanche pour réduire l’effet de protection contre les contraintes

Mustafa Guven Gok

Résumé

Le terme “protection contre les contraintes” est fréquemment utilisé pour désigner la réduction du stimulus mécanique dans l’os environnant en raison de la présence d’un implant biomatériel inerte dont les propriétés mécaniques sont supérieures à celles de l’os. Comme conséquence naturelle de cela, une perte minérale se produit dans l’os au fil du temps, créant ainsi une faiblesse subséquente. L’une des méthodes pour réduire le problème de la protection contre les contraintes est de développer des conceptions d’implants de tige de hanche qui transféreront davantage la charge vers l’os. Ainsi, dans cette étude, des conceptions à multi-lattice ont été développées pour réduire l’effet de protection contre les contraintes dans les applications d’implants de hanche. Pour cela, la partie proximale des tiges d’implant de hanche a été divisée en trois parties. Des structures de lattice cubique simple, cubique centrée sur le corps et cubique centrée sur la face ont été créées sur les parties supérieures. Des poutres verticales internes et des poutres verticales internes + horizontales internes ont été ajoutées à la structure de lattice de la partie supérieure pour les parties moyenne et inférieure, respectivement. Grâce aux conceptions multi-lattice, les valeurs maximales de contrainte de von Mises sur la tige de l’implant de hanche ont été réduites de 289 à 189 MPa, avec une réduction de poids allant jusqu’à 25,89 %. Des signaux de protection contre les contraintes ont été obtenus en déterminant le changement d’énergie de déformation par unité de masse osseuse causé par la présence de la tige d’implant de hanche fémorale et son rapport à l’os intact. Dans le cas de l’utilisation de tiges de hanche ayant des conceptions multi-lattice, il y a une augmentation significative (jusqu’à 150,47 %) des signaux de protection contre les contraintes provenant de différentes zones du fémur.

Lien de l’article : https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/14644207211046200