Vnitřní fixátory pro léčbu pacientů v traumatologii a ortopedii

Günther Theisz

Disertační práce

Internal Fixators for Treatment of Patients in Traumatology and Ortoorthopaedics

Anotace:

Předkládaná disertační práce se zabývá konstrukcí a optimalizací vnitřních fixátorů pomocí numerických výpočtů a experimentů. U numerických výpočtů jsou implantáty modelovány v přímé interakci s kostní tkání, která je získána z CT snímků. Materiálové vlastnosti kostní tkáně jsou popsány nehomogenním po částech izotropním materiálem, předepsáním modulu pružnosti pro jednotlivé elementy. To má za následek přesnější rozložení působící síly na jednotlivé části implantátů. Modely kostní tkáně byly vytvořeny dle získaných CT snímků v softwaru Materialise Mimics. Pomocí statických a únavových experimentů byla zkoumána kritická místa fixátorů. Tyto výsledky dále sloužili k optimalizaci implantátů. Tím se zvýšila jejich spolehlivost a pevnost, což přispívá k rychlejší a snadnější léčbě pacientů.

Abstract:

The dissertation thesis deals with the design and optimization of internal fixators using numerical calculations and experiments. In numerical calculations, implants are solved in direct interaction with bone tissue that is obtained from CT images. The material properties of bone tissue are described by non-homogeneous, in parts isotropic material, namely by assigning the modulus of elasticity to the individual elements. This results in a more precise distribution of the force acting on the individual parts of the implants. Bone tissue models are created according to the acquired CT images in software Materialise Mimics. Static and fatigue experiments investigate critical locations of fixators with respect to static and fatigue measurements. These results also serve to optimize implants. This improves their reliability and strength, contributing to faster and easier patient care.

Klíčová slova

zlomeniny, vnitřní fixátory, implantát, úhlově stabilní dlahy, LCP, MKP, simulace kostní tkáně, biomechanika, únavové poškození, ESPI metoda, tibia, fibula, femur, radius, ulna, humerus, statické a dynamické experimenty

Keywords

Fractures, Internal Fixators, Implant, Locking Compression Plate, LCP, FEM simulation of bone, biomechanics, fatigue analysis, ESPI method, tibia, fibula, femur, radius, ulna, humerus, static and dynamic experiments

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 5. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 31. 8. 2017
• Vedoucí: Karel Frydrýšek
• Oponent: Leo Václavek, Leopold Pleva, Lukáš Čapek

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Doktorský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Aplikovaná mechanika