tsta

فارسی

Home / سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران

Topology Optimization for Optimal Design of Human Tibial Fixation Plates toward Improving Biomechanical Compatibility

Authors :

Aida Ahmadi¹ Taha Goudarzi²

1- Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic) 2- Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic)

Keywords :

Stress Shielding،Fixation Plates،Tibia،Topology Optimization،Design of Experiments

Abstract :

Stress shielding is one of the main challenges of using bone fixation plates, caused by the stiffness mismatch between the metallic plates and the natural bone. The goal of this study is to reduce the overall stiffness of tibial fixtures through topology optimization and design of experiments. Effects of four parameters, the number of holes, the hole diameters, the loading condition, and the volume reduction, on the overall stiffness of a tibial fixation plate are investigated using finite element analysis combined with Plackett–Burman and Taguchi design methods. The results show that the loading condition and volume reduction are the most influential factors, while the number and diameter of the holes are less critical. The optimized design, with eight holes, hole diameters of 11 and 13.5 mm, under compressive screw-hole loading, and a 45% volume reduction, achieved an equivalent elastic modulus of 5975 MPa, with a maximum stress well below the titanium yield stress. These results suggest that topology optimization can be used effectively for reducing the stress shielding and improving the biomechanical compatibility of fixation plates.

List of archived papers

خودشیفتگی و تصمیم گیری مدیران: بررسی بیست سال ادبیات حسابداری

رعنا شهدآور - فاطمه ذوالفقاری - فاطمه افروزیان

تاثیر اختلاف قیمت خرید و فروش سهام و اهرم مالی بر مدیریت سود واقعی با تاکید بر نقش تعدیلی حاکمیت شرکتی

هادی اله قلیان - مهدی زینالی

بررسی تأثیر مالکیت کنترل کننده بر رقابت در بازار محصول شرکت‌های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران

اسماعیل محبی کندسری

Finite Element Analysis of Ankle-Foot Orthosis (AFO): Influence of Shell and Insole Thickness Across Material Variants

Maryam Sheikhi - َAisan Rafiei - Nima Jamshidi

عوامل موثر بر یکپارچه سازی سیستم مالی شرکت ها: مرور و تحلیل مبانی نظری و ادبیات علمی

محمدرضا مهربان پور - سپیده رهبر

تاثیر هوش مصنوعی بر توسعه اقتصاد حسابداری

نیما قاسم زاده شهرک - سعید انورخطیبی - سلمان عبدی

مدل یادگیری ماشین برای امنیت سایبری شهر هوشمند

علیرضا فولاد - محمد امین مقدادی - علی عبدلی - شایان مسگر

Development of a spiral microfluidic platform for predicting reduced mechanical damage in oocyte denudation

Ehsan Nabati - Maryam Saadatmand

بررسی ارتباط بین توانایی مدیریت و محدودیت مالی با تاکید بر نقش دانش مالی هیئت مدیره در شرکت‌های دانش بنیان پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران

آروین نیک نام - قادر بابائی

ترکیب سیگنال‌های EEG و ردیابی چشم برای توانبخشی به بیماران ضایعه نخاعی

امیررضا احمدی

more

Samin Hamayesh - Version 42.5.2