NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ SẢN PHẨM LỒNG XƯƠNG SỬ DỤNG TRONG CẤY GHÉP CỘT SỐNG BẰNG PHẦN MỀM NX

Tóm tắt

Sản phẩm Lồng xương có khả năng điều chỉnh chiều 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- 6Al-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.

Title

DESIGN OF EXPANDABLE CAGE USING IN SPINAL SURGERIES WITH NX

Abstract

The Expandable Cage is an implantable device that can be adjusted the height, widely used in spinal surgeries to completely replace vertebraes damaged by accidents, spinal tuberculosis, spondylolisthesis, or cancer. The fabrication and testing of implantable medical devices will be conducted faster and more cost-effective if finite element methods and simulation tools are applied to assess and predict the durability of medical implant devices when implanted in the body. This study focuses on presenting a method to set up and evaluate the bearing state of the expandable cage when placed in the lumbar spine (vertebra L1 to L5) with Siemens NX software. Conduct static structural simulation in the states when the skeleton is in the most dangerous position, then use the static simulation results to perform the fatigue simulation. From the simulation results, initial assessments were made to determine the load-bearing sites and possible damage to the cage during implantation and to make design corrections if necessary before fabricating and testing.