Kemik Rejenerasyonu için Farklı Gözenek Oranlarındaki Kafes Tabanlı Gözenekli Yapının Geçirgenlik Performansının Değerlendirilmesi

Abstract

ÖzGünümüzde, travmalar, kemik tümörleri veya osteonekroz gibi çeşitli nedenler ve artan yaşlı nüfusa da bağlı olarak kemik kayıplarına sıkça rastlanılmaktadır. Kemik kayıplarının giderilmesi ile hastanın kemik fonksiyonlarını devam ettirmesi, estetik görünümün korunması gibi hasta yaşam kalitesi korunmaya çalışılmaktadır. Gelişen teknolojiyle birlikte, kemik kayıplarının yerini alması için gözenekli yapıya sahip protezlerin tasarlanması ve üretilmesi oldukça yaygındır. Protezler, hasta için kullanıma sunulmadan önce birçok sayısal ve deneysel analizlere tabi tutularak biyomekanik olarak uygunluğu araştırılmaktadır. Bu çalışmada kiriş tabanlı kafes yapılardan bir mimari belirlenerek bu geometriye sahip farklı gözeneklilik oranlarındaki iskelelerin kemik rejenerasyonu için uygunluğunun araştırılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, iskele modellerinin kemik benzeri davranışlarını belirlemek için akış analizleri sayısal olarak gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği yöntemi ile yapılan akış analizleri sonucunda geçirgenlik değerleri hesaplanmış olup, yapı içerisinden geçen akış çizgileri ve yüzeylerde oluşan duvar kayma gerilmeleri kaydedilmiştir. Tasarlanan modellerin geçirgenlik performanslarına bakıldığında, tüm modeller trabeküler kemik geçirgenliğinin alt sınırının üstünde olduğu görülmektedir. Ayrıca, duvar kayma gerilmesi bakımından %50 ve %60 gözeneklilikteki iskelelerde kemik hücre gelişimi için olumsuz olabilecek gerilme değerleri meydana geldiği görülmektedir.