Magnetostriktiolla ohjattavan implantoitavan venytysluudutuslaitteen biomekaaninen suunnittelu
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Electrical Engineering |
Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2010
Major/Subject
Elektroniikan valmistustekniikka
Mcode
S-113
Degree programme
Language
fi
Pages
ix + 126 s. + liitt. 6
Series
Abstract
Alaraajojen pitkien putkiluiden venytyshoidossa käytettävien ulkoisten laitteiden ongelmia on pyritty vähentämään täysin implantoitavien venytysluudutuslaitteiden avulla. Pidennettävien luuydinnaulojen luotettavuus ei toistaiseksi ole hyväksyttävällä tasolla. Diplomityötä edeltäneessä tutkimuksessa näitä ongelmia on pyritty vähentämään kehittämällä magnetostriktiiviseen voimanlähteeseen perustuva venytysluudutuslaite. Työn tavoitteena on selvittää pidennettävän luuydinnaulan biomekaaniset vaatimukset ja etsiä sellaiset tekniset ratkaisut, joiden avulla aiemmassa tutkimuksessa kehitettyä pidennysmekanismia hyödyntäen vaatimukset täytetään. Biomekaanisen suorituskyvyn kannalta tärkeän naulan rakenteellisen jäykkyyden arvosta ei vallitse yksimielisyyttä. Riittävä suorituskyky arvioitiin saavutettavan arvolla 100 - 200 Nm<sup>2</sup>. Naulan rakenteellinen jäykkyys sekä väsymis- ja myötölujuudet ovat yhteydessä toisiinsa jäyhyysmomentin ja materiaalin mekaanisten ominaisuuksien kautta. Venytysluudutuksessa tehtävä murtuma on biomekaanisesti erittäin haastava ja luutumisaika huomattavasti traumaperäistä murtumaa pidempi. Tämä asettaa naulan lujuudelle suuret vaatimukset. Siksi mekaanista lujuutta tulee maksimoida rakenteellisen jäykkyyden ja anatomian sallimissa rajoissa. Naulan myötöön vaadittavan momentin tulee olla vähintään 100 Nm. Naulan tulee tarjota pidennysmekanismille bioyhteensopiva ja - stabiili sekä mekaanisesti suojaava kotelointi: Naula suunniteltiin nykyisiä luuydinnauloja jäykemmäksi ja mekaanisesti kestävämmäksi suorituskyvyn parantamiseksi. Naula edellyttää osittaisvarausta luutumiseen saakka. Naula suunniteltiin sallimaan pidennysmekanismin mahdo1lisin-man luotettava toiminta ja korrodoivan kudosympäristön vaikutus huomioitiin suunnittelussa ja materiaalivalinnoissa. Teleskooppirakenne ei aiheuttanut merkittävää korroosioriskiä. Nykyisen pidennysmekanismin kanssa naula muodostuu kuitenkin liian pitkäksi. Kliinisen käyttökelpoisuuden saavuttaminen edellyttää mekanismin dimensioiden pienentämisen lisäksi luotettavan tiivistyksen kehittämistä sekä turvallisuuden parantamista implantin hajoamistilanteessa.Description
Supervisor
Paulasto-Kröckel, MerviKeywords
distraction ostegenesis, venytysluudutus, intramedullary nailing, luuydinnaulaus, biomechanics, biomekaniikka, biomatherials for surgical devices, kirurgian biomateriaalit, magnetostriction, magnetostriktio