Diz protezi aşınma simülatörü tasarım ve imalatı

Günümüzde bireylerin diz ekleminde meydana gelen başta kıkırdak yapısı olmak üzere, trafik kazları ve spor yaralanmaları sonucunda cerrahi operasyonlarda diz eklem protezleri yoğun olarak kullanılmaktadır. Ancak kullanılan diz protezlerinin ömürleri tam olarak bilinememektedir. Bu nedenle de diz simülatörlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada kullanım esnasında diz eklem protez bileşenlerinden biri olan UHMWPE (yüksek moleküler yoğunluklu ultra hafif polietilen) bileşeninde meydana gelen hata durumlarının gözlemlenebilmesi için diz hareketlerini taklit edebilen diz simülatörünün tasarım ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Tasarım ISO 14243 standartında belirtilen hareket varyasyonlarını uygulayabilecek şekilde yapılmıştır. Çalışmada CAD ortamında modellenen parçaların talaşlı imalat tezgâhlarında üretimi yapıldı. Daha sonra üretilen parçaların montaj edilme aşaması tamamlandıktan sonra kullanılan motorlar için PLC ve motor sürücü kartları ile kontrol çalışmaları gerçekleştirildi. Çalışmanın son aşamasında ise 100x103, 200x103 ve 300x103 olmak üzere üç farklı çevrim sayısında testler gerçekleştirildi ve testler sonucunda numuneden mikroskop görüntüleri ve yüzey pürüzlülük ölçümleri alındı. Çalışma sonucunda servo motorların esas alınan değerden maksimum %1'lik bir sapma payı ile konumlarını sağladıkları görüldü. Kullanılan lineer aktüatörlerin DC motor olmasından dolayı standart değerlerinin yerine limit switchler ile belirlenen mesafeler ile cihaz çalıştırıldı. Eksenel kuvvet için kullanılan motor 800 N yük ve öne/arkaya hareketi için kullanılan motor ise max 5.2 mm strok mesafesinde çalıştırıldı. Ayrıca alınan mikroskop görüntülerinde çevrim sayısının artması ile yüzeyde oluşan kusurlarda ve yüzey pürüzlülüğünde artış meydana geldiği görülmüştür.