حل اجزاء محدود و بهینه سازی طرح هندسی پروتز جانشین زانوی انسان

تجربه از دست دادن یک عضو بسیار دردناک و تلخ می باشد. درک کامل این حس تنها زمانی میسر خواهد شد که فرد یک عضو خود را از دست بدهد. چاقی و بیشتر شدن عمر متوسط تعداد کاشت های پروتز جایگزین زانو را افزایش داده است . به دلیل بالا رفتن امید به زندگی و همچنین پایین رفتن سن افراد پذیرنده این گونه پروتزها، عمر قابل انتظار این گونه پروتزها می بایستی افزایش یابد. از این رو برای بهبود کیفیت آنها تحقیقت بسیاری در حال انجام می باشد تا بتواند عمر مفید آنها را به قدری افزایش دهد که فرد بیمار نیازمند جراحی های مکرر بعدی برای تعویض و ترمیم پروتز آسیب دیده نباشد. در این تحقیق یک نمونه واقعی از پروتز جایگزین زانو (TKR) ، قبل از جراحی مورد بررسی قرار گرفته است. پروتز مورد نر به دلیل پیچیدگی هندسی، توسط دستگاه اندازه گیری مختصات که نمونه ای از اسکنرهای سه بعدی تماسی هستند با ایجاد ابر نقطه ای با دقت بالا مدل سازی شده است. مدل موردنظر به روش المان محدود و با نرم افزار انسیس ورک بنچ شبیه سازی و مورد تحلیل استاتیکی غیرخطی قرار گرفته است. در این شبیه سازی، عملکرد مکانیکی پروتز در موقعیت های گوناگون بارگذاری و در بحرانی ترین حالت از موقعیت های مختلف پیاده روی، بالا رفتن از پله، بلند شدن از صندلی، دو زانو ایستاده و چمپاتمه زدن، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با اراده مدل جدید تیبیال و تیبیال ترای موفق به طراحی هندسی بهینه جهت کاهش تنش، شده است.