Finite element analysis of human and artificial articular cartilage
Joint Authors
Abbas, Sadiq Jafar
Abd al-Latif, Farah Muhammad Rida
Source
Issue
Vol. 18, Issue 4 (30 Apr. 2012), pp.443-458, 16 p.
Publisher
University of Baghdad College of Engineering
Publication Date
2012-04-30
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
16
Main Subjects
Engineering & Technology Sciences (Multidisciplinary)
Topics
Abstract AR
أمراض المفاصل، كـ (التهاب المفاصل الضموري), تسبب الألم و عدم القدرة على الحركة لملايين الناس في العالم.
طرق التشخيص الحالية للمرضى تستخدم الاشعة السينية، و جهاز الرنين المغناطيسي، و الناظور المفصلي، هذه الطرق لا تكون حساسة لاكتشاف العلامات الأولى لحدوث هذا المرض.
لذلك هذه الدراسة بحثت طريقة جديدة طُورت حسابياً لتستخدم في تقييم كفاءة الغضروف عن طريق تصميم نموذج للغضروف المفصلي في الانسان بإستخدام العناصر المحددة لإلقاء الضوء على ميكانيكية الجرح و تأثيرات المعالجة و دور العوامل الميكانيكية في حدوث الأضرار و يعتبر نموذج العناصر المحددة ثلاثي الابعاد للغضروف المفصلي هذا طريقة مفيدة في فهم توزيع الاجهاد ضمن الغضروف المفصلي ضد الاجهادات الخارجية و بحث كل من منع حدوث الأضرار و الأمراض التي تحدث في المفاصل.
في هذه الدراسة تم تحليل واحد و عشرون نموذجاً بإستخدام برنامج (ANSYS workbench v 12.1) يتضمن أربع نماذج للغضروف المفصلي الطبيعي (غضروف عظم الفخذ السفلي، و غضروف الرضفة، و غضروفي عظم القصبة الداخلي و الخارجي), و بعدها تم إزالة جزء من الغضروف المفصلي لعظم الفخذ ليصبح كأنه مصاب بمرض (التهاب المفاصل الضموري) البسيط و العميق و ذلك عن طريق عمل قطع جزئي بدون التأثير على العظم الذي تحت الغضروف، و من ثم عمل قطع كامل لجزء من الغضروف مع جزء من العظم الذي تحته، و بأبعاد مختلفة بكلتا الحالتين، ثم معالجة الجزء المقطوع بإستبداله بغضروف مفصلي صناعي بإستخدام عدة طرق للعلاج ثم دراسة التحليل بإستخدام العناصر المحددة بالاعتماد على معايير (Von Misses) و التشوه الكلي في نشاطات مختلفة.
Abstract EN
Joint diseases, such as osteoarthritis, induce pain and loss of mobility to millions of people around the world.
Current clinical methods for the diagnosis of osteoarthritis include X-ray, magnetic resonance imaging, and arthroscopy.
These methods may be insensitive to the earliest signs of osteoarthritis.
This study investigates a new procedure that was developed and validated numerically for use in the evaluation of cartilage quality.
This finite element model of the human articular cartilage could be helpful in providing insight into mechanisms of injury, effects of treatment, and the role of mechanical factors in degenerative conditions ; this three-dimensional finite element model is a useful tool for understanding of the stress distributions within articular cartilage in response to external loads and investigating both the prevention of injury and the pathological degeneration of the joints.
In this study, 21 models were analyzed by using ANSYS workbench v12.1: four normal articular cartilage models (distal femur, patella, medial and lateral tibia).
A redesign to the distal femur model was done to get osteoarthritis articular cartilage (simple and deep) seven models by making partial cut without affecting the subchondral bone, and full cut with part of the subchondral bone in different diameters.
Finally a treatment done by replacing the defective parts with artificial articular cartilages with different types of treatment.
The finite element analysis studied depending on a Von Mises criteria and total deformation in different activities.
The results shows that Autologous Chondrocyte Implementation is the best treatment way and it is close by 87.50 % to normal cartilage.
This procedure can be used as a diagnostic procedure for osteoarthritic patients and to choose the best treatment options.
American Psychological Association (APA)
Abbas, Sadiq Jafar& Abd al-Latif, Farah Muhammad Rida. 2012. Finite element analysis of human and artificial articular cartilage. Journal of Engineering،Vol. 18, no. 4, pp.443-458.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-297013
Modern Language Association (MLA)
Abbas, Sadiq Jafar& Abd al-Latif, Farah Muhammad Rida. Finite element analysis of human and artificial articular cartilage. Journal of Engineering Vol. 18, no. 4 (Apr. 2012), pp.443-458.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-297013
American Medical Association (AMA)
Abbas, Sadiq Jafar& Abd al-Latif, Farah Muhammad Rida. Finite element analysis of human and artificial articular cartilage. Journal of Engineering. 2012. Vol. 18, no. 4, pp.443-458.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-297013
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 457-458
Record ID
BIM-297013