|
|
Stress-strain analysis of skull implant with fixators
Machala, Karel ; Votava, Tomáš (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
A skull implant with fixators is used for the reconstruction of a damaged area of the skull, where a defect has occurred due to traumatic injury or disease. Nowadays, the production of a skull implant is preoperatively planned and employs modern technologies to achieve a patient-specific, customized approach. However, the manufacturing process of accurately fitting skull implants is associated with the challenge of achieving geometric precision and potential complications. The mechanical behaviour of the skull implant within the defect is a crucial factor that influences its functionality. This bachelor's thesis presents a comparison of distinct models of skull implant geometry at the interface between the implant and bone tissue, based on stress-strain analysis. Stress-strain states are determined using computational modelling utilizing the finite element method. Three variations of skull geometry models with the skull implant, considering different interfaces between the implant and bone tissue, were analysed. Additionally, for result comparison, a reference model of a skull without a defect was solved and analysed. The values of implant displacement were higher in cases where a gap was created at the interface between the implant and bone tissue. The stress values on the fixators were higher for the model variations with a gap created at the interface between the implant and bone tissue.
|
|
|
Stress-strain analysis of skull implant using analytical and numerical solution methods
Sehnal, Dominik ; Borák, Libor (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
This thesis focuses on stress-strain analysis of cranial implant. The research of literature available dealing with the problems of cranium implants and the solution of the stress analysis is incorporated. Furthermore, the basic information about an approach to the design and fabrication of medical implants is included. Subsequently, two ways of possible solution to the method of stress-strain analysis on an computational model of cranium (partially spherical shell) are introduced. These are analytical and numerical solution by using the finite element method in the Ansys programme. The calculated solutions of a particular type of task about deformation and stress are compared and evaluated with the solution acquired from the high level computational model of cranium with shaped irregular implant applied.
|
|
|
Biomechanical research study of skull plates and implants
Vystrk, Tomáš ; Valášek, Jiří (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
Cranial implants along with fixators are used to restore the function of the damaged area of the human skull, where due to disease or injury the defect was created. When assessing the suitability of the implant and fixators the mechanical properties are significant. With this the material and shape of implant and fixators are related. The implant must be suitable with human bone tissue and also be able to withstand long-term loading. This paper summarizes the present knowledge regarding the design, manufacture and application of cranial implants. Next the stress-strain analysis of the loaded scull with irregular shaped defect, placed implant and fixation system is provided.
|
|
|
Biomechanical Study of Cranial Implants
Chamrad, Jakub ; Henyš,, Petr (referee) ; Fuis, Vladimír (referee) ; Florian, Zdeněk (advisor)
Tato práce s názvem Biomechanická studie lebečních implantátů se zabývá především výpočtovým modelováním jak nepoškozené lebky, tak i lebky s defektem a lebečním implantátem. Přístup řešení pro vyhodnocování deformačně-napěťových stavů systému lebka-implantát-fixační prvky byl prováděn pomocí výpočtového modelování metodou konečných prvků. Pro validní analýzy a interpretaci výsledků je třeba zvolit vhodnou úroveň výpočtových modelů. Výběr úrovně výpočtového modelu je z tohoto důvodu zásadním problémem, kterému jsou věnována značná část této práce. Bylo prokázáno, že volba úrovně má přímý vliv na hodnoty zkoumaných biomechanicky významných parametrů. Dalším faktorem, který ovlivňuje chování lebečního implantátu a jeho funkčnost, je rozměrová přesnost vyrobené kostní náhrady. Bylo pozorováno, že i malá rozměrová odchylka může způsobit změnu deformačně-napěťových stavů na lebce se zavedeným implantátem a způsobit tak rizikovou situaci z pohledu selhání implantátu nebo jeho fixace. Především způsob fixace implantátu bývá rizikový a snižuje spolehlivost implantátu. Je proto vhodné se na tuto oblast zaměřit a navrhnout možné způsoby zlepšení stávajících postupů nebo navrhnout nové způsoby fixace. Jedním ze zlepšení metody fixace implantátu k lebce může být použití hydroxyapatitového potahu na kontaktním rozhraní kost-implantát. To by mělo vést k oseointegraci, což je požadovaný efekt, který byl v této práci výpočtově modelován a vyhodnocován.
|
|
|
Stress-strain analysis of skull implant
Hřičiště, Michal ; Borák, Libor (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
Lebeční implantáty se používají jako náhrady částí lebečních kosti, které v důsledku zranění nebo nemoci ztratili svou funkci. Důležitým faktorem, který ovlivňuje funkci celé soustavy implantátu, jsou jeho mechanické projevy. Tato práce stručně shrnuje současné znalosti v oblasti rekonstrukce lebečních defektů a popisuje srovnání různých tvarů stěn implantátu vytvořených z různých materiálů, na základě deformační napěťové analýzy modelu neurocrania s umístěným implantátem, zatíženým nitrolebečním tlakem a vnějším zatížením.
|
|
|
Stress and strain analysis of skull implant
Chamrad, Jakub ; Valášek, Jiří (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
To, jak se bude implantát chovat v lebce, je velmi důležitým faktorem, který ovlivňuje jeho funkci. K ovlivnění dochází především vnějšími silami a nitrolebečním tlakem. Tato zatížení mohou způsobit pohyb implantátu a poškození živých tkání. Tato práce shrnuje poznatky a analýzy, týkající se rekonstrukce poranění lebky. Srovnání implantátů z různých materiálů a fixátorů je založené na napěťově-deformační analýze implantátu, zatíženého vnějšími silami a nitrolebečním tlakem.
|
|
|
Stress-strain analysis of skull implant with fixators
Machala, Karel ; Votava, Tomáš (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
A skull implant with fixators is used for the reconstruction of a damaged area of the skull, where a defect has occurred due to traumatic injury or disease. Nowadays, the production of a skull implant is preoperatively planned and employs modern technologies to achieve a patient-specific, customized approach. However, the manufacturing process of accurately fitting skull implants is associated with the challenge of achieving geometric precision and potential complications. The mechanical behaviour of the skull implant within the defect is a crucial factor that influences its functionality. This bachelor's thesis presents a comparison of distinct models of skull implant geometry at the interface between the implant and bone tissue, based on stress-strain analysis. Stress-strain states are determined using computational modelling utilizing the finite element method. Three variations of skull geometry models with the skull implant, considering different interfaces between the implant and bone tissue, were analysed. Additionally, for result comparison, a reference model of a skull without a defect was solved and analysed. The values of implant displacement were higher in cases where a gap was created at the interface between the implant and bone tissue. The stress values on the fixators were higher for the model variations with a gap created at the interface between the implant and bone tissue.
|
|
|
Stress-strain analysis of skull implant using analytical and numerical solution methods
Sehnal, Dominik ; Borák, Libor (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
This thesis focuses on stress-strain analysis of cranial implant. The research of literature available dealing with the problems of cranium implants and the solution of the stress analysis is incorporated. Furthermore, the basic information about an approach to the design and fabrication of medical implants is included. Subsequently, two ways of possible solution to the method of stress-strain analysis on an computational model of cranium (partially spherical shell) are introduced. These are analytical and numerical solution by using the finite element method in the Ansys programme. The calculated solutions of a particular type of task about deformation and stress are compared and evaluated with the solution acquired from the high level computational model of cranium with shaped irregular implant applied.
|
|
|
Stress and strain analysis of skull implant
Chamrad, Jakub ; Valášek, Jiří (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
To, jak se bude implantát chovat v lebce, je velmi důležitým faktorem, který ovlivňuje jeho funkci. K ovlivnění dochází především vnějšími silami a nitrolebečním tlakem. Tato zatížení mohou způsobit pohyb implantátu a poškození živých tkání. Tato práce shrnuje poznatky a analýzy, týkající se rekonstrukce poranění lebky. Srovnání implantátů z různých materiálů a fixátorů je založené na napěťově-deformační analýze implantátu, zatíženého vnějšími silami a nitrolebečním tlakem.
|
|
|
Biomechanical research study of skull plates and implants
Vystrk, Tomáš ; Valášek, Jiří (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
Cranial implants along with fixators are used to restore the function of the damaged area of the human skull, where due to disease or injury the defect was created. When assessing the suitability of the implant and fixators the mechanical properties are significant. With this the material and shape of implant and fixators are related. The implant must be suitable with human bone tissue and also be able to withstand long-term loading. This paper summarizes the present knowledge regarding the design, manufacture and application of cranial implants. Next the stress-strain analysis of the loaded scull with irregular shaped defect, placed implant and fixation system is provided.
|
guest ::
