Akademik Veri Yönetim Sistemi
3. INTERNATIONAL PALANDOKEN SCIENTIFIC STUDIES CONGRESS, Erzurum, Türkiye, 11 - 12 Aralık 2021, ss.115-116
İnsan vücudunda bulunan doku ve organlar
kaza, hastalık gibi çeşitli sebeplerle geri kazandırılamayacak şekilde hasar
görmektedir. Kaybedilen doku ve organların yerine aynı işlevi görebilecek
yenilikçi ve dikkate değer implant teknolojileri geliştirilmektedir. Fakat
implant teknolojisi henüz istenilen düzeyde doku ve organların yerini
alabilecek, kaybedilen doku ile aynı biyomekanik davranışı sergileyebilecek
düzeyde ulaşmamıştır. Halıhazırda implant üretiminde kullanılan malzemelerin
biyomekanik özellikleri incelendiğinde, elastisite modüllerinin implantı
çevreleyen kortikal ve trabeküler kemiklerin elasatisite modüllerinden çok daha
büyük olduğu görülmektedir. Son yıllarda doku ve implant arasındaki bu farkın
azaltılabilmesi adına gözenekli (poroz) yapıların kullanımı yaygınlaşmaktadır.
Gözenekli yapıların oluşturulması ile birlikte malzemenin efektif elastisite modülünün
azaltılabileceği ve porozite oranı kontrol edilerek insan kemiğine en uyumlu
yapının elde edilebileceği mümkün olmuştur. Tasarlanan gözenekli yapıların
homojen olması adına farklı tipteki hücreler oluşturulmuş ve kullanılmaktadır.
Bu birim hücre yapıları içerisinden sıklıkla kullanılmakta olan yapılardan biri
kiriş tabanlı yapılardır. Bu bilgiler ışığında yapılan çalışmada kiriş tabanlı
yapıya sahip modeller oluşturulmuştur. Modellerin oluşturulmasında kolon
kalınlığı sabit tutulup, hücre boyutunu arttırarak %50-55-60-65-70-75-80-85
poroziteye sahip hücreler tasarlanmıştır. Toplamda 4 farklı (0,12, 0,24, 0,36
ve 0,48 mm) kolon kalınlığına uygulanarak 32 adet gözenekli kafes yapıya sahip
hücreler oluşturulmuştur. Analizler sonucunda elde edilen şekil değişimler
dikkate alınarak efektif elastisite modülleri ilgili formül kullanılarak
hesaplanmıştır. Analiz sonucunda, kolon kalınlığın artmasıyla birlikte elde
edilen effektik elastisite modüllerinde büyük farklılıkların oluşmadığı
görülmüştür. Bunun yanı sıra, porozite değerlerinin değişmesiyle birlikte elde
dilen effektik elastitiste modüllerinin büyük oranda değiştiği tespit
edilmiştir. %50 porozitedeki modelden elde edilen effektik elastisite modülünün
~ 27 GPa iken %85 porozitedeki modellerde bu değerin ~ 4,3 GPa olduğu tespit
edilmiştir. Bu sonuçlar ışığında kolon kalınlığını, kullanılacak olan implant
yük taşıma durumuna göre ayarlanması gerektiği görülmektedir. Porozite oranı
ise implantın kemik dokusuna en yakın elastisite modülü değerine sahip olması
açısından büyük etkisi olacaktır.
The tissues
in the human body are damaged irreversibly due to various reasons such as
accidents and diseases. Innovative and remarkable implant technologies are
being developed that can perform the same function in place of lost tissues.
However, implant technology has not yet reached the level that can replace
tissues at the desired level and exhibit the same biomechanical behavior as the
lost tissue. When the biomechanical properties of the materials currently used
in implant manufacturing are examined, the modulus of elasticity appears to be
much larger than the cortical and trabecular bones modulus of elasticity
surrounding the implant. In recent years, the use of porous structures is
enhancing widespread in order to reduce this difference between tissue and
implant. With the creation of porous structures, it has been possible to reduce
the effective modulus of elasticity of the material and to obtain the most
compatible structure with human bone by controlling the porosity ratio.
Different types of cells are designed and used in order to make the designed
porous structures homogeneous. Among these unit cell structures, one of the
most frequently used structures is beam-based structures. In this study
according to this information, beam-based structured models were created. In
the creation of the models, cells with a porosity of 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80
and 85 %were designed by keeping the column thickness constant and increasing
the cell size. In total, 32 cells with a porous lattice structure were formed
by applying 4 different (0.12, 0.24, 0.36 and 0.48 mm) column thicknesses.
Effective modulus of elasticity were calculated by using the relevant formula
and taking into consideration the directional deformation obtained in the
results of the analyses. As a result of the analysis, it was seen that there
was no big difference in the effective modulus of elasticity that are obtained
with the increase of the column thickness. In addition, it has been determined
that the effective modulus of elasticity obtained with the change of porosity
values varied to a great extent. While the effective modulus of elasticity
obtained from the 50% porosity model was ~ 27 GPa, this value was found to be ~
4.3 GPa in the 85% porosity models. In accordance with these results, it has
been observed that the column thickness should be adjusted according to the
load-bearing condition of the implant to be used. On the other hand, the
porosity ratio will have a great effect in terms of the implant having the
elasticity modulus value closest to the bone tissue.