Experimentální stanovení vlivu orientace polyetylénového acetabula na vývoj plastických deformací v počáteční fázi opotřebení
Loading...
Date
Authors
Zeman, Jakub
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Diplomová práce je zaměřena na počáteční fázi opotřebení celkové náhrady kyčelního kloubu s polyethylenovým acetabulem. V této fázi dochází k přizpůsobování artikulačních povrchů náhrady a k nezanedbatelným plastickým deformacím acetabula, které jsou způsobené tečením (creepem). Experimentálně je zkoumán rozsah deformací acetabula v závislosti na jeho orientaci v lidském těle, která je učena při implantaci náhrady. Zároveň je monitorován stav artikulačních povrchů náhrady a vývoj koeficientu tření. V rámci práce je realizován nový modul kloubního simulátoru, který umožňuje fyziologickou orientaci acetabula vůči simulovanému zatížení a kinematice kloubního páru při jeho zaplavení kloubní kapalinou a výhřevu na teplotu lidského těla. Deformace a stav artikulačních povrchů jsou sledovány optickými metodami a elektronovou mikroskopií. Získaná data o dějích v počáteční fázi opotřebení jsou konfrontována s existujícími MKP analýzami této fáze pro ověření správnosti zjednodušení těchto analýz. Popis deformací acetabula také může pomoci zpřesnit diagnostiku opotřebení náhrady v klinické praxi.
The diploma thesis is focused on the run-in phase of total hip replacement. Mutual adjustment of contact surfaces takes place in this phase and polyethylene acetabular cup shows notable creep behaviour. The magnitude of creep deformations is assessed experimentally in relation to acetabular cups orientation in human body after its implantation. The condition of articulating surfaces is also assessed as well as resulting coefficient of friction in run-in phase. Physiological load and kinematics of the artificial joint as well as physiological conditioning is achieved by new module of existing joint simulator, which is created as part of this thesis. Deformations and condition of articulating surfaces are assessed via optical methods and SEM. Findings about the run-in phase are compared with existing FEM analyses to evaluate simplifications used in these analyses. Measurement of creep deformations has also potential to improve the accuracy of acetabular wear diagnosis in clinical practice.
The diploma thesis is focused on the run-in phase of total hip replacement. Mutual adjustment of contact surfaces takes place in this phase and polyethylene acetabular cup shows notable creep behaviour. The magnitude of creep deformations is assessed experimentally in relation to acetabular cups orientation in human body after its implantation. The condition of articulating surfaces is also assessed as well as resulting coefficient of friction in run-in phase. Physiological load and kinematics of the artificial joint as well as physiological conditioning is achieved by new module of existing joint simulator, which is created as part of this thesis. Deformations and condition of articulating surfaces are assessed via optical methods and SEM. Findings about the run-in phase are compared with existing FEM analyses to evaluate simplifications used in these analyses. Measurement of creep deformations has also potential to improve the accuracy of acetabular wear diagnosis in clinical practice.
Description
Citation
ZEMAN, J. Experimentální stanovení vlivu orientace polyetylénového acetabula na vývoj plastických deformací v počáteční fázi opotřebení [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční inženýrství
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. David Paloušek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Čermák, Ph.D., MBA (člen)
Ing. Dětřich Robenek (člen)
Ing. Petr Čížek, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen)
Ing. Bronislav Růžička, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2018-06-12
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení