Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi (Aug 2016)
Pedikül vidasının yerleşim konumuna göre yorulma davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Abstract
İnsan vücudunda en sık ağrı genellikle sırt bölgesinde yaşanır. Yapılan istatistikler birçok insanların yaşamının bir noktasında sırt ağrısı yaşadıklarını göstermektedir. Şiddetli bel ve sırt ağrısı tedavisinde yaşanan ağrıyı azaltmak ve omurganın doğal hareket aralığın geri yüklemek için cerrahi tedavi gerekebilir. Pedikül vidalar yaygın olarak omurgada çeşitli fiziksel bozuklukların tedavisinde kullanılmaktadır. Ancak, vidanın omurganın karmaşıklığı nedeniyle yanlış açılarda konumlandırılması vidaya daha fazla yük gelmesine sebep olmakta ve malzeme yorulması nedeniyle vidalarda hasar meydana gelmektedir. Bu çalışmada, sonlu eleman analizi ile pedikül vidasının omurga cerrahisi sırasında optimal konum ve açıda takılması için vidalarda meydana gelen yorulma olaylarını belirlemek amaçlanmıştır. Bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerinden elde edilen ham datalar işlenerek üç boyutlu vertebra modeli elde edilmiştir. Vertebra modelinde sagittal eksene göre 27° ve 40° açılarda pedikül vidaları yerleştirilmiştir. Pedikül vidası üç boyutlu katı modelleri, üretici firma kataloglarından elde edilen parametrik değerler kullanılarak Solidworks programında çizilmiş ve üç boyutlu pedikül vidası ve vertebra modelleri, 2 farklı açı ile Solidworks programında montajı yapılmıştır. Elde edilen model, sonlu elemanlar tabanlı ANSYS programına aktarılarak, normal duruş pozisyonunda vertebra yüzeyine gelen yükler uygulanmıştır. İmplant malzemesi olarak literatürden elde edilen Ti-6AL-4V titanyum özellikleri ve S-N grafiği ANSYS programına girilmiştir. Pedikül vidasının vertebra içindeki konumlarına göre ortalama gerilme ve yorulma davranışı karşılaştırılmıştır. Sonlu elemanlar analizleri sonucunda pedikül vidasının konumu vertebranın orta eksenine yakın kortical rim bölgede ortalama gerilme sırasıyla 554 ve 518 MPa olarak hesaplanmıştır. En az ömür çıkan bölgenin, en fazla gerilme değerinin hesaplandığı vidanın baş kısmına yakın bölge olduğu bulunmuş ve ömür değerlerinin konuma göre değiştiği tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular literatürde bahsedilen vida kırılması olan konumla örtüşmektedir. Bu çalışma da cerrahların vida yerleştirilmesi ile ilgili ameliyat sonrası yaşayabilecek sıkıntıları önlemek amacıyla ön çalışma yapılmıştır. Bu nedenle sagittal eksene yakın yerleştirilen vidanın daha çok işlev yapıp daha uzun ömür olduğu dolayısıyla da hasar riskinin en az olduğu görülmüştür. Bu nedenle Cerrahların vidaları konum ve açı durumlarını gözeterek yerleştirmeleri ameliyat başarısını etkileyecek bir etken olabileceği düşünülmektedir.
Keywords
