Nghiên cứu thiết kế sản phẩm lồng xương sử dụng trong cấy ghép cột sống bằng phần mềm NX = Design of expandable cage using in spinal surgeries with NX

Abstract

Sản phẩm lồng xương có khả năng điều chỉnh cao (Expandable Cage) được sử dụng nhiều trong các phẫu thuật cấy ghép cột sống với mục đích thay thế hoàn toàn đốt sống bị tổn thương do tai nạn, lao cột sống, thoái hóa đốt sống, hoặc ung thư. Việc chế tạo và thử nghiệm các thiết bị cấy ghép y tế sẽ được tiến hành nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn nếu áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn và các công cụ mô phỏng để đánh giá và dự đoán trước độ bền của thiết bị khi cấy vào cơ thể. Nghiên cứu này tập trung vào việc trình bày phương pháp thiết lập và đánh giá kết quả mô phỏng trạng thái chịu lực của lồng xương khi được đặt trong phần cột sống thắt lưng (đốt sống L1 tới L5) với phần mềm Siemens NX. Tiến hành mô phỏng lực tĩnh ở các trạng thái khi lồng xương ở vị trí nguy hiểm nhất, sau đó dùng các kết quả mô phỏng tĩnh để thực hiện mô phỏng độ bền mỏi. Từ các kết quả mô phỏng, các đánh giá ban đầu được thực hiện để xác định các vị trí chịu lực cũng như cũng như dạng hư hỏng có thể xảy ra đối với lồng xương khi cấy ghép và thực hiện các chỉnh sửa thiết kế nếu cần thiết. Sau đó, mẫu lồng xương sẽ được chế tạo với vật liệu Ti-6AI-4V ELI để thử nghiệm cơ tính, từ đó đánh giá được độ bền thực tế của sản phẩm cũng như tính chính xác của việc mô phỏng.