بررسی وضعیت فشار ناشی از بارهای زیاد در دیسک بین مهره ای کمر گوسفند
چکیده
فتق دیسک، یکی از دلایل اصلی کمر درد است و یک شرایط بیماری زا است که اغلب موارد، نیاز به جراحی نخاع دارد. بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی و عددی برای بررسی شکست مکانیکی دیسک بین مهره ای (IVD) انجام شده اند؛ با این وجود، در متون، مطالعه ای وجود ندارد که یک معیار مکانیکی را برای خرابی دیسک تعیین کرده باشد. هدف این مطالعه، بررسی وضعیت فشار ناشی از کاربرد بارهای بالا و تعیین اینکه کدام حالت فشار، مسئول بیشترین میزان فتق است، می باشد. مدل المان (عنصر) محدود از IVD کمر گوسفند ایجاد شد. سناریوهای بارگذاری استفاده شده در یک مطالعه ی آزمایشگاهی، برگرفته از متون مورداستفاده بودند و به منظور تعیین شرایط شکست، نتایج، با یکدیگر موردمقایسه قرار گرفتند. سپس اثر چرخش های ترکیبی و ساده نیز مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شده است که احتمال زیادی وجود دارد که یک فشار محوری بالاتر از 10 مگا پاسکال در ناحیه ی خلفی آنولوس، موجب آسیب به دیسک شود و این خمش (فلکشن)، نقش اصلی را در آسیب رساندن به بافت آنولوس دارد.
مقدمه
فتق دیسک، یکی از دلایل اصلی کمر درد است و یک شرایط بیماری زا است که اغلب موارد، نیاز به جراحی نخاع دارد. بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی و عددی برای بررسی شکست مکانیکی دیسک بین مهره ای (IVD) انجام شده اند (هنسون و همکارانش، 1987؛ دولان و همکارانش، 2013؛ اشمی و همکارانش، 2017)، اما طبق اطلاعات محققان، هیچ مطالعه ای در بین مقالات وجود ندارد که یک معیار مکانیکی را برای شکست دیسک تعیین کرده باشد. مطالعات آزمایشگاهی، از گونه های حیوانی و شرایط بارگذاری متفاونی استفاده کرده اند (کالاغان و مک گیل 2001؛ فازالاری و همکارانش، 2001؛ وادی و همکارانش، 2014)؛ در عین حال، بیشتر مدل های عددی، نماینده ی دیسک انسان هستند و به دلیل ماهیت کامپوزیت آنولوس فیبروز (AF)، جنبه های پیچیدگی زیادی دارند (ابرلین و همکارانش، 2001؛ گالبوسرا و همکارانش، 2011؛ لانگ و همکارانش، 2016). ما معتقدیم که یک ماده ی هیپرالاستیک غیر ایزوتروپیک (ناهمسانگرد) یک جایگزین مناسب برای نشان دادن فیبرها و ماده ی زمینه ای، برای ساده سازی مدل سازی دیسک است.
Abstract
Disc herniation is one of the main causes of low back pain, and it is the pathologic condition for which spinal surgery is most often required. Many experimental and numerical studies have been conducted to investigate the mechanical failure of the intervertebral disc (IVD); however, there is not in the literature a study that defines a mechanical criterion for the disc failure. The aim of this study was to investigate the state of stress generated by the application of high loads and to define which state of stress was the most responsible for herniation. A finite element model of the ovine lumbar IVD was developed. The loading scenarios applied in an experimental study taken from the literature were applied, and the results compared to define the failure conditions. Then the effect of combined and simple rotations was investigated as well. It was found that an axial stress higher than 10 MPa in the posterior region of the annulus has a high probability of damaging the disc, and that flexion had a main role in damaging annulus tissue.
Introduction
Disc herniation is one of the main causes of low back pain, and it is the pathologic condition for which spinal surgery is most often required (Boos and Aebi 2008). In the past years, many experimental and numerical studies have been conducted to investigate the mechanical failure of the intervertebral disc (IVD) (Hansson et al. 1987; Dolan et al. 2013; Schmidt et al. 2007), but to the authors’ knowledge, there is not in the literature a study that defines a mechanical criterion for the disc failure. The experimental studies used different animal species and loading conditions (Callaghan and McGill 2001; Fazzalari et al. 2001; Wade et al. 2014); at the same time, the most of the numerical models represented the human disc and have many aspects of complexity due to the composite nature of the annulus fibrosus (AF) (Eberlein et al. 2001; Galbusera et al. 2011; Long et al. 2016). We believe that an anisotropic hyperelastic material is a good alternative for the representation of both the fibers and the ground substance to simplify the disc modeling.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
مقدمه
مواد و روش ها
نتایج
بحث
Abstract
Introduction
Materials and Methods
Results
Discussion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه