Original title: Deformačně napěťová analýza proximálního konce femuru se skluzovým hřebem
Translated title: Strain stress analysis of proximal femur with dynamic hip plate
Authors: Kohoutek, Jan ; Valášek, Jiří (referee) ; Florian, Zdeněk (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2012
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Předkládaná diplomová práce se zabývá stanovením deformačně napěťových stavů v proximálním femuru s aplikovanými systémy DHS a PCCP. Systém DHS je dlouhodobě a úspěšně používán k léčbě intertrochanterických zlomenin, v některých případech však dochází ke komplikacím spojeným s prořezáváním závitů skluzného hřebu a ztrátě stability implantátu. Tyto nedostatky má minimalizovat novější systém PCCP. V práci je popsána tvorba výpočtového modelu a porovnáno rozložení napětí a přetvoření v implantátech a v kostní tkáni získané řešením pomocí metody konečných prvků. Trojrozměrné modely geometrie implantátů byly vytvořeny na základě reálných objektů, model geometrie proximálního femuru, rozdělený stabilní a nestabilní zlomeninou podle AO klasifikace, byl vytvořen ze série CT snímků. Zatížení bylo určeno na základě podmínek statické rovnováhy uvolněné dolní končetiny. Výpočet proběhl v programovém prostředí ANSYS Workbench v13. Ve skluzných hřebech systému PCCP jsou patrné nižší hodnoty redukovaného napětí, než je tomu u systému DHS. Hodnoty redukovaného přetvoření v proximálním fragmentu femuru však v kombinaci se systémem PCCP dosahují až trojnásobných hodnot, což je patrně důsledek samořezného tvaru závitů skluzných hřebů tohoto implantátu. Použitím systému PCCP je redukováno riziko vzniku mezního stavu pružnosti v implantátu, v proximálním fragmentu v okolí závitů však dochází k výraznému přetěžování kostní tkáně než při použití systému DHS. The presented Master’s Thesis aims at determining stress and strain distribution in proximal femur with applied PCCP and DHS systems. The DHS system has been widely and successfully used for treating intertrochanteric fractures of proximal femur; in some cases, however, complications concerning implant cut-out and excessive fracture collapse occur. To minimize the risk of stabilization failure, the PCCP system was designed. In the Thesis, the process of creating the numerical model is described and the results obtained by employing Finite Element Method are presented. The 3D models of implants’ geometry were created based on the real objects. The model of proximal femur geometry was built by utilizing a series of CT scans and divided into two bodies with respect to the AO classification afterwards. The loading was obtained by solving the static equilibrium equations for the loose lower extremity. The computation was run in Ansys Workbench v13 software. In the hip screws of the PCCP system, lower values of equivalent stress can be found when compared to the DHS system. However, the equivalent strain generated in the proximal fragment is 3-times higher when the PCCP system is employed than in case of DHS system which may be due to the self-cutting design of PCCP screws. By employing PCCP system, the risk of implant failure is decreased. On the other hand, the bone tissue of the proximal fragment in close vicinity of the implant screws seems to be overloaded and prone to collapse.
Keywords: proximal femur intertrochanteric fracture Dynamic Hip Screw Percutaneous Compression Plate Finite Element Method; proximální femur intertrochanterická zlomenina Dynamic Hip Screw Percutaneous Compression Plate metoda konečných prvků

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/12027

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-230383


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses