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
تاثیر قدرت مدیر عامل بر کیفیت گزارشگری مالی
یعقوب پور کریم - میلاد حبیب اللهی - ابوالفضل بخشی قیسناب
Analyzing Blood Glucose Levels with Near Infra-Red Spectroscopy and Chemometric Multivariate Methods
Hadi Barati - Arian Mousavi Madani - Soheil Moradi - Mohammad Mohsen Ebrahimi Seyghalan - Mehdi Fardmanesh
Multifunctional Coatings for Biomedical Alloys: Biocompatibility and Antibacterial Activity of Hydroxyapatite with YSZ and Silver on Nitinol
Mehdi HOSSEINI - Mehdi MOZAMMEL - Milad HOSSEINI - Jafar HKALIL-ALLAFI
کلیات قوانین و مقررات مرتبط با هوش مصنوعی
مجید حسن نژاد - مهدی خلفی
پیش بینی ریسک بیماری های قلبی- عروقی با استفاده از تکنیک یادگیری گروهی stacking
مهسان یقطینی - حسین اقبالی - محمدعلی اقبالی
بررسی چالشهای مربوط به حریم خصوصی دادهها و استفاده از هوش مصنوعی در تجارت بین المللی
رضا فریدیحیائی - حسین بوداقی خواجه نوبر - بهارک یادگار جمشیدی
ارزیابی تأثیر اندازه موجودیها و کیفیت سود بر توان واریز بدهی ها در بین شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران
سمانه یاقوتی آذری - مهسا ریخته گری نظامی - نادر رضایی
تاثیر هوش مصنوعی بر مدیریت منابع انسانی در صنعت
بهارک یادگار جمشیدی - آرزو صدری - عطا سید بادامی
Parkinson’s Disease Classification Using EEG and a Hybrid EEGNet–LSTM Architecture
Pouya Taghipour Langrodi - Amirsadra Khodadadi - Ali Sadat Modaresi - Mohammad Ahadzadeh - Mostafa Rostami - Sadegh Madadi
CRAFT-Flow: Cross-Attentional Refinement for Robust Optical Flow Estimation in Cardiac MRI via Deep Learning
Hamed Aghapanah Roudsari - Reza Ashiri Gudarzi - Morteza Choubin
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 42.5.2