Uzun kemik kırıklarında kullanılan farklı kompozit plakların iyileşme sürecinde gerilme analizlerinin incelenmesi

Uzun kemik kırıklarında ortopedik plakların kullanımı büyük önem taşımaktadır. Bu plakların uygun dizaynı için kemik-plak sistemlerinin sonlu elemanlar yöntem ile gerilme analizleri yapılır. Bu nümerik çalışmada sonlu elemanlar metodu kullanılarak, ANSYS programında sayısal çözüm yapılarak, delikli kemik plak sistemi üç boyutlu olarak tasarlanmıştır. 18 tabakalı örgülü cam takviyeli, örgülü karbon takviyeli ve hibrit cam/karbon takviyeli kompozit plakalarının 0°, 15°, 30°, 45° oryantasyonları yapılarak; saf titanyum ve paslanmaz çelikten oluşturulan kemik plakaları, kırık bölgesindeki gerilme ve deformasyonlar açısından incelenerek karşılaştırılmıştır. Tek yönlü takviye edilmiş kompozitler fiber yönünde yüksek dayanımlı ve daha rijit fibere dik yönde ise mukavemeti oldukça düşük ve esnek olduklarından dolayı örgülü takviye edilmiş tabakalı kompozitler bu çalışmamızda seçilmiştir. Karbon takviyesi, cam takviyesine göre dayanımı oldukça yüksek ve aynı hacimde daha hafif bir malzeme olduğundan, hibrit kompozit plakalar üzerinde yoğunlaşılarak başlangıcındaki ve 8 hafta sonundaki gerilme ve deformasyon değerleriyle karşılaştırma yapılarak, optimal iyileşmeye katkı sağlayacak kompozit plak malzemesi ve oryantasyonları bulunmaya çalışılmıştır. Ayrıca, yeni geliştirilen kemik plak sisteminde farklı mekanik özelliklere sahip hibrid kompozit materyallerin kırık ara yüzey gerilme dağılımına etkisi incelenerek; stabilite, hafiflik, dayanım, maliyet ve kırık bölgesinde en uygun gerilme ve deformasyon değerlerine sahip olan malzeme seçilmeye çalışılmıştır.