Sonlu elemanlar yöntemi ile optimum genişleyebilir servikal peek cage tasarımı

Tez çalışmasında dejenerasyona uğrayarak özelliğini kaybeden servikal diskin yüksekliğini ve neural foremenin açıklığını yeniden yapılandırmak için Servikal PEEK Cage tasarımı yapılmıştır.Yaşanan benzer problemlerde iki farklı uygulama gerçekleştirildiği görülmüştür. Bunlardan ilki Servikal disk protezidir. Bu protez hareketliliğin korunması amacı ile kullanılır ve fleksiyon, ekstansiyon ve rotasyonel yöndeki tüm hareketlere izin verir. Diğeri ise tez konusu da olan PEEK Cage uygulamasıdır. Disk protezinin aksine füzyon sistemdir. Uygulandığı bölgede omurların birbiri ile kitlenmesini sağlayarak tek bir omur gibi hareket etmesi amaçlanmıştır. PEEK Cage uygulamalarını da genişleyebilir ve genişleyemez olarak iki kısımda incelemek mümkündür. Genişleyebilir PEEK Cage uygulamaları daha konservatif bir yaklaşım sunmasına karşın uygulamalar sadece üst yüzeyden tek tarafta genişlemeye izin vermektedir. Tez konusu olan çalışmada bu dezavantajın üstesinden gelebilmek amaçlanmıştır. Çalışma kinematiği ve end-plate' ye uygunluk dikkate alınarak CAD ortamında ilk tasarım gerçekleştirilmiş ve daha sonra bu kinematik sırasında PEEK cage parçalarının plastik deformasyona uğrayıp uğramadığı bir sonlu elememanlar analizi yazılımı olan ANSYS Workbench' in statik analiz modülü kullanılarak saptanmaya çalışılmıştır. Kullanılacak malzemeler insan vücudu ile uyumlu olan PEEK (Poly ether ether ketone) ve titanyum alaşımı (Ti4Al6V) seçilmiştir. Sonlu elemanlar analizi sırasında çözülmek istenen problem lineer olmayan bir çözüm olduğu için yakınsama problemleri ile karşılaşılmış ve bazı yaklaşım yöntemleri uygulanarak bu problem aşılmaya çalışılmıştır. Çalışma kinematiğindeki iki farklı konfigürasyon için farklı iterasyonlar uygulanarak optimum tasarıma ulaşılmaya çalışılmıştır. İterasyon çalışmalarının ardından, maruz kalınan kuvvetler altında deformasyona uğramadan işlevini sürdürebilen tam açılabilir PEEK Cage tasarımı geliştirilmiştir. Daha sonra tasarım imal edilebilir şekilde revize edilmiştir. Optimum PEEK cage' in implantasyonu sırasında yardımcı el aletlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bunlardan ilki genişlemeyi sağlamak için yükselecek olan titanyum alaşımı parçanın kinematiğini sağlayacak olan kam, diğeri ise PEEK cane' nin endplate' ye yerleştirilmesinde kullanılacak olan çakma el aleti. Bu parçalarda optimum PEEK cage tasarımında kullanılan metodoloji ile benzer şekilde tasarlanmıştır. Böylelikle tüm yüzeyde genişleme sağlanarak maruz kalınan yük için yüzey alanı artırıldığından hem meydana gelen gerilimler azaltılmış hem de omurlara daha fazla tutunum sağlanmıştır. Bu çıktılar sistemin daha güvenilir olmasını sağlamıştır.