0% Complete
English
صفحه اصلی
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Functionally Graded Material Vertebroplasty Screws: A Finite Element Biomechanical Study
نویسندگان :
Maryam Rahimi
1
Mohammad Hosein Zadeh-Posti
2
َAisan Rafiei
3
Nima Jamshidi
4
1- University of Isfahan
2- University of Guilan
3- Iran University Of Science & Technology
4- University of Isfahan
کلمات کلیدی :
vertebroplasty،functionally graded materials،finite element analysis،hydroxyapatite،biomechanical compatibility
چکیده :
Vertebroplasty is a minimally invasive treatment for osteoporotic vertebral compression fractures (VCFs), yet conventional titanium screws often induce stress shielding and poor load transfer. This study evaluates the biomechanical performance of a novel functionally graded material (FGM) vertebroplasty screw—comprising a Ti-6Al-4V core and hydroxyapatite (HAP) outer layer—using finite element analysis (FEA. A 3D model of the L2 vertebra was reconstructed from CT data and meshed with over 250,000 elements. Two screw types (homogeneous titanium vs. FGM) were simulated under a 300 N axial load. The FGM screw’s radial stiffness gradient was defined by a power-law distribution and implemented via a UMAT subroutine in ABAQUS. Results showed a 14% reduction in peak von Mises stress (12.19 MPa vs. 10.45 MPa) and a 32% decrease in maximum elastic micro-strain (179.9 vs. 121.5) in the FGM screw. Cortical bone stress remained constant (52.20 MPa), while cancellous bone displacement decreased by 36% in the anteroposterior direction (0.02671 mm vs. 0.01702 mm), indicating improved primary stability. Displacement differences between screw types were negligible (<0.00008 mm across all axes), confirming construct integrity. Validation against prior studies showed <10% deviation in stress metrics. The FGM design redistributed internal loads, reduced stress concentrations, and enhanced biomechanical compatibility without compromising cortical integrity. These findings support the potential of graded screws to improve vertebroplasty outcomes by minimizing implant loosening and promoting osseointegration.
لیست مقالات
لیست مقالات بایگانی شده
Modeling Customer Behavior in Online Stores Based on the RFM Model and Random Forest and SVM Algorithms
Somayeh Ebrahimi Emamchai - Nayere Zaghari
بررسی تطبیقی چالش های قراردادهای هوشمند مبتنی بر بلاکچین در نظام حقوقی ایران با کشورهای آلمان و آمریکا
رضا بیرانوند - شیما ملامحمدی
پیشنهاد درمان شخصیسازیشده برای بیماران OCD با یادگیری تقویتی
سمیه حسینی زنوزی
بررسی عملکرد یادگیری عمیق و تاثیر آن بر پزشکی هوشمند
فاطمه علی فرسنگی - سوده شادروان - مهدی نجفی فرد
مدلسازی پیشبینی سکته مغزی با الگوریتمهای تقویتی و شبکههای عصبی در دادههای نامتعادل
ملیحه نیک سیرت - سیده فاطمه جوادی
Mapping Epileptic Networks: IED-Triggered Hemodynamic Changes Identified via Simultaneous EEG-fMRI Recordings
Elias Ebrahimzadeh - Mostafa Asgarinejad - Melika Akbarimehr - Hamid Soltanian-Zadeh
DDQN-Learning of Hill-Type Musculoskeletal Arm Model for Elbow Motor Control
Mohammad-Reza Sayyed Noorani - Abbas Jafarpour Mahalleh - Kimiya Khojand
فناوری اطلاعات و ارتباطات و آموزش حسابداری
عبدالحسین علی پور - رسول ناصرحجتی رودسری - نسیم دانش
MRI to SPECT Image Translation for Parkinson's Disease Diagnosis
Pegah Zandian PourEsfahani - Abolfazl Adib Almojahedi - Seyyede Zohreh Seyyed Salehi
شبیه سازی عددی انقباض بطن راست قلب جنین انسان به روش تعامل سیال و جامد
سیده کیمیا مرتضوی فارسانی - هانیه نیرومند اسکوئی - بهروز جعفرزاده - محمد حسن فردوسی
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 42.4.1