برای جستجو در بین هزاران پایان نامه در موضوعات مختلف     

      و دانلود متن کامل آنها با فرمت ورد اینجا کلیک کنید     

 
دانلود پایان نامه
پیشگفتار
تجربه از دست دادن یک عضو بسیار درنا‌ک و تلخ می‌باشد. درک کامل این حس تنها زمانی میسّر خواهد شد که فرد یک عضو خود را از دست بدهد. پروتز وسیله‌ای است که به منظور جایگزینی عضو از دست داده فرد معلو‌‌ل، طراحی و به کار گرفته می‌شود. چاقی و بیشتر شدن عمر متوسط، تعداد کاشت‌های پروتز جایگزین زانو را افزایش داده است. نکته مهم در طراحی و ساخت پروتز، تأ‌مین احساس راحتی برای فرد، قابلیت اطمینان و دوام پروتز می‌باشد. علت برتری پروتز‌ها نسبت به یکدیگر را می‌توان در چگونگی برآوردن همین عوامل جستجو نمود چرا که طراحی نا‌منا‌سب پروتز می‌تواند به عضو باقیمانده و یا اندام‌های دیگر آسیب برساند. به دلیل بالا رفتن امید به زندگی و همچنین پایین رفتن سن افراد پذیرنده این گونه پروتزها، عمر قابل انتظار این‌گونه پروتزها می‌بایستی افزایش یابد. از این رو برای بهبود کیفیت آن‌ها تحقیقات بسیاری در حال انجام می‌باشد تا بتواند عمر مفید آن‌ها را به قدری افزایش دهد که فرد بیمار نیازمند جراحی‌های مکرر بعدی برای تعویض و ترمیم پروتز آسیب دیده نباشد.
با توجه به اهمیت افزایش عمر پروتزهای جایگزین زانو، در این پایان‌نامه بررسی تنش‌های وارد بر یک نمونه واقعی پروتز‌ جایگزین زانو که از پای یک پیرزن خارج شده، مد نظر می‌باشد تا بتوان از این طریق میزان کارایی پروتز زانوی مورد نظر را در موقعیت‌های گوناگون فعالیت‌های روزمره مورد مطالعه قرار داد. در این راستا، مدل سه بعدی پروتز مورد نظر با استفاده از نرم‌افزارهای مدل‌سازی (CAD) تهیه و سپس به روش المان محدود و با نرم‌افزار انسیس ورک‌بنچ شبیه‌سازی و مورد تحلیل استاتیکی غیر خطی (با توجه به غیر خطی بودن رفتار مواد سازنده پروتز) قرار خواهد گرفت. در این شبیه‌سازی، عملکرد مکانیکی پروتز در موقعیت‌های گوناگون بارگذاری و در بحرانی‌ترین حالت از فعالیت‌های روزمره مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
آناتومی مفصل زانو
مفصل زانو بزرگترین و در عین حال پیچیده‌ترین مفصل بدن می‌باشد. این مفصل از چهار استخوان تشکیل شده است که عبارتند از:
ران
ساق
کاسه زانو
استخوان پشتی استخوان ساق فیبولا ( استخوان نازک پشتی پا)
دو مفصل‌بندی اصلی در زانو شامل مفصل‌های ساق- ران و کاسه زانو– ران می‌باشد. در شکل ‏11 قسمت‌های ذکر شده نشان داده شده است.
شکل ‏11: ساختمان زانو [1].
مفصل ساق– ران
در زانو قسمت انتهایی استخوان ران یک قسمت کروی شکل دارد که شبیه پای اسب است و انتهای برآمده آن در جلوی استخوان ران می‌باشد. دو انتهای استخوان ران به سمت عقب کشیده شده و مهره استخوان میانی و جانبی نامیده می‌شوند. این سطوح با مهره‌های ساق مفصل‌بندی شده و موجب انعطاف و کشیده شدن زانو می‌شوند. دو دیسک غضروفی نرم (مینیسک) نیز در بین مهره‌های استخوان ساق و ران قرار گرفته‌اند.
مفصل کاسه زانو- ران
کاسه زانو (کشکک) در جلوی سطح استخوان به بالا و پایین می‌لغزد و موجب خم شدن و کشیده شدن زانو می‌شود. اتصال کاسه زانو و مفصل ران یک مفصل را تشکیل می‌دهد. کاسه زانو در مکان خود در جلوی مفصل زانو به وسیله‌ی موارد زیر نگه داشته شده که در شکل ‏12 آمده است. ماهیچه چهارسر در جلو ران قرار گرفته است و برای دراز کردن (کش دادن پا) استفاده می‌شود. زردپی یا تاندون (رشته الیافی برای اتصال ماهیچه به قسمت‌های دیگر) چهارسر، ماهیچه چهار سر در بالای زانو را به زانو متصل می‌کند. رباط (برای اتصال استخوان به قسمت‌های دیگر) کاسه زانو، که گوشه انتهایی کاسه را به استخوان ساق تیبیا (استخوان بزرگ قسمت ساق پا) وصل می‌کند.
شکل ‏12: ساختمان زانو [1].
پایداری مفصل زانو به کمک سیستم هوشمند رباط‌ها، ماهیچه‌های قدرتمند و یک محفظه اتصال قوی و الاستیک، قابل دستیابی است. چهار رباط استخوان ساق و ران را به یکدیگر متصل می‌کنند. در کناره‌های مفصل، رباط‌های مجاور هم (پهلو به پهلو) میانی و جانبی قرار دارند که به اختصار به نام‌های Mcl و Lcl نامیده می‌شوند که همانند یک تثبیت‌کننده برای حرکت‌های پهلو به پهلو مفصل عمل می‌کنند. در شکل ‏13 رباط‌های زانو نشان داده شده‌اند. در جلوی قسمت مرکزی مفصل، رباط صلیبی جلویی (به اختصار به نام Acl) قرار دارد. این رباط یک عضو بسیار مهم برای تثبیت استخوان ران بر روی استخوان ساق می‌باشد و هم‌چنین نگه دارنده استخوان ساق از حرکت‌های چرخشی و لغزشی در طول فرایند راه رفتن، پریدن و فعالیت‌های با جنبش و حرکت سریع است. دقیقاً پشت سر Acl، رباط صلیبی پشتی (Pcl) قرار دارد که از لغزیدن استخوان ساق به عقب ممانعت می‌کند. ماهیچه‌های چهارسر در جلو ران به وسیله تاندون چهار سر به کاسه زانو متصل هستند و ادامه آن از روی کاسه زانو گذشته و به جلو استخوان ساق متصل می‌شود.
شکل ‏13: رباط‌های زانو [1].
دردها و آسیب‌های معمول زانو
دردها و آسیب‌های معمول زانو که در اکثر مراکز درمانی مشاهده می‌شود شامل آرتروز زانو (جدایش مفاصل)، رماتیسم و جراهات وارده و التهاب مفاصل می‌باشد. رماتیسم اغلب در سنین بعد از 50 سالگی رخ می‌دهد و اغلب ارثی می‌باشد. در این بیماری غضروفی که به صورت یک ضربه‌گیر و قسمت نرم بر روی استخوان زانو عمل می‌کند، فرسوده می‌شود و در نتیجه موجب می‌گردد استخوان‌ها بر روی یک‌دیگر ساییده شده و موجب درد و سخت شدن حرکت زانو گردد. درد رماتیسم یک بیماری می‌باشد که در آن غشا مایع بین زانو کلفت‌تر و متراکم‌تر شده و موجب تولید مایع بیش از اندازه در فضای مفصل می‌گردد و می‌تواند موجب صدمه زدن به غضروف، درد و خرابی آن شود. شکست یا پاره شدن شدید رباط زانو نیز ممکن است موجب خرابی غضروف‌ها و درد و التهاب آن شود. در این بیماری‌ها اگر درمان، تغییر در شیوه انجام فعالیت‌ها و استفاده از ابزار کمکی خاص نتواند به طور طولانی مفید واقع شود، آنگاه عمل جایگزینی پروتز زانو مورد توجه قرار می‌گیرد.
پروتز زانو
استفاده از پروتز زانو یکی از راه‌حل‌هایی است که به منظور کاهش یا رفع دردها و آسیب‌های معمول زانو می‌تواند مدنظر قرار گیرد. معمولاً سه عضو اساسی در پروتزهای زانوی مورد نظر وجود دارند که شامل عضوهای ران، ساق و کاسه زانو می‌شود. این اعضا در شکل ‏14 نشان داده شده‌اند.
جنس مواد پروتز زانو
عضو مربوط به استخوان ران از فلزی با نام آلیاژ کبالت– کروم (CoCr) تشکیل می‌شود. این آلیاژ یک فلز کاملاً سخت و با دوام است که به آن اجازه می‌دهد در برابر بارهای سنگین و هارمونیک زانو در طول روز پایداری کند. برتری دیگر این فلز توانایی ایجاد یک سطح کاملاً صاف است. آلیاژهای دیگر
دسته بندی : علمی