دانلود مقاله تحلیل بیومکانیکی مهره های گردنی در زیر آرتروپلاستی دیسک کلی: یک تحقیق تجربی و بررسی جزء محدود
تعداد کلمات فایل انگلیسی : 19544 کلمه 124 صفحه pdf
تعداد صفحات فایل ترجمه : 48 صفحه word فونت 14 B Nazanin
نوشته آنوپ آنیل گاندی
چکیده
خرابی یا دژنراسیون دیسک یک فرایند طبیعی و بسیار شایع است. شدت دژنراسیون و نوع درمان از فردی به فرد دیگر متفاوت است. فیوژن یکی از گزینه های درمانی شایع است. با این حال، مطالعات بالینی و بیومکانیکی نشان داده اند که دیسک های بین مهره ای و مجاور به یک تجربه فیوژن، باعث افزایش حرکت و تنش بالاتر شده که این مسئله نیز منجر به بیماری بند مجاور می شود. آرتروپلاستی دیسک گردن نیز به مشابه این مسئله در عوامل عصبی دسترسی دارد، اما حرکت را در سطح عملی حفظ می کند و ممکن است احتمال رخ دادن دژنراسیون بند مجاور را کاهش دهد. از نظر محاسباتی، یک مدل جزء محدود، کامل، معتبر و سه بعدی از مهره های گردنی (C2-T1) برای شبیه سازی دژنراسیون مهره تکی (C5-C6) و مهره دوتایی (C5-C7) اصلاح شد. مدل خرابی تک سطحی برای شبیه سازی فیوژن تک سطحی و آرتروپلاستی با برایان و دیسک های مصنوعی پرستیژ ال پی ساخته شد. مدل دژنرتیو دو سطحی نیز برای شبیه سازی فیوژن دو سطحی، آرتروپلاستی دو سطحی با برایان و دیسک های پرستیژ ال پی و یک جایگذاری دیسک مجاور به فیوژن اصلاح شد. یک مطالعه بیومکانیکی آزمایشگاهی برای اجرای اثرات آرتروپلاستی و فیوژن روی میزان حرکت و جنبش مهره های گردنی انجام شد. کل 11 نمونه C2-T12 به دو گروه تقسیم شدند (برایان و پرستیژ LP). نمونه ها طبق مراحل زیر آزمایش شدند، سالم، TDR تک سطحی در C5-C6، TDR دو سطحی C7-C6-C7، فیوژن در C5-C6 و TDR در C6-C7 (ساختار ترکیبی) و در نهایت یک فیوژن دو سطحی. حالت کامل در یک حرکت 2Nm بررسی شد. بعد از مداخله جراحی، نمونه ها بارگذاری شدند، تا زمانی که حرکت اصلی C2-T1 با حرکت حالت کامل (کنترل ترکیبی) هماهنگ شد. در تمام موارد محاسباتی و آزمایشگاهی، یک آرتروپلاست از حرکت موجود در سطح جای داده شده محافظت کرد و حرکت عادی را در سطوح غیر عملیاتی نگهداری کرد. از طرف دیگر، یک فیوژن منجر به کاهش قابل توجهی در حرکت در سطوح غیر ترکیبی می شود. در ساختار ترکیبی، TDR مجاور به فیوژن، حرکت را در این سطح حفظ می کند. بنابراین تقاضا در سطوح دیگر کمتر می شود. مدل های محاسباتی برای تحلیل تنش های دیسک در سطوح مجاور، نیروهای جلویی در سطوح شاخص و مجاور استفاده میشود. تنش های دیسک از روندی مشابه ها با حرکت پیروی می کند. نیروهای مفصلی در سطوح ظاهری و مجاور حضور دارند. تنش های دیسک از روندهایی مشابه با حرکت پیروی می کند. نیروهای مفصلی به شدت در سطح رویی و طبق TDR افزایش می یابند. با این حال در سطح مجاور، نیروهای مفصلی کاهش می یابند. نیروهای مفصلی سطح مجاور به طور قابل توجهی با یک فیوژن افزایش می یابند. متغیر ترکیبی بین مدل های فیوژن دو سطحی و دو سطحی TDR، نیروهای مفصلی سطح مجاور دارد. بنابراین، این مطالعه این موضوع را برجسته می کند که جایگزینی دیسک گردن با دیسک های پرستیژ ال پی و برایان، نه تنها در سطح عملی حرکت را حفظ می کند، بلکه در سطوح مجاور نیز، حرکت عادی را نگه می دارد. در شرایط بارگذاری ترکیبی، الگوی حرکت مهره ها با یک TDR در مقایسه با دژنراتیو یا مدل های فیوژن، به الگوی حرکت کامل نزدیک تر است. به علاوه، در حضور فیوژنی که از قبل وجود دارد، این مطالعه نشان می دهد که جایگذاری دیسک بخش مجاور به فیوژن دوم ترجیح داده می شود.
BIOMECHANICAL ANALYSIS OF THE CERVICAL SPINE FOLLOWING TOTAL DISC ARTHROPLASTY: AN EXPERIMENTAL AND FINITE ELEMENT INVESTIGATION
ABSTRACT
Disc degeneration is a natural process and is widely prevalent. The severity of disc degeneration and the type of treatment varies from person to person. Fusion is a commonly chosen treatment option. However, clinical and biomechanical studies have shown that intervertebral discs adjacent to a fusion experience increased motion and higher stress which may lead to adjacent-segment disease. Cervical disc arthroplasty achieves similar decompression of the neural elements, but preserves the motion at the operated level and may potentially decrease the occurrence of adjacent segment degeneration.
Computationally, a validated intact 3D finite element model of the cervical spine (C2-T1) was modified to simulate single (C5-C6) and bi-level (C5-C7) degeneration. The single level degenerative model was modified to simulate single level fusion and arthroplasty with the Bryan and Prestige LP artificial discs. The bi-level degenerative model was modified to simulate a bi-level fusion, bi-level arthroplasty with Bryan and Prestige LP discs and a disc replacement adjacent to fusion.
An in-vitro biomechanical study was also conducted to address the effects of arthroplasty and fusion on the kinematics of the cervical spine. A total of 11 specimens (C2-T1) were divided into two groups (Bryan and Prestige LP). The specimens were tested in the following order; intact, single level TDR at C5-C6, bi-level TDR C5-C6-C7, fusion at C5-C6 and TDR at C6-C7 (Hybrid construct) and finally a bi-level fusion. The intact state was tested up to a moment of 2Nm. After surgical intervention, the specimens were loaded until the primary motion (C2-T1) matched the motion of intact state (hybrid control).
In all cases; computational and experimental, an arthroplasty preserved motion at the implanted level and maintained normal motion at the nonoperative levels. A fusion,
on the other hand, resulted in a significant decrease in motion at the fused level and an increase in motion at the un-fused levels. In the hybrid construct, the TDR adjacent to fusion preserved motion at that level, thus reducing the demand on the other levels.
The computational models were used to analyze disc stresses at the adjacent levels and facet forces at the index and adjacent levels. The disc stresses followed the same trends as motion. Facet forces though, increased considerably at the index level following a TDR. There was a decrease in facet forces however at the adjacent levels. The adjacent level facet forces increased considerably with a fusion. The hybrid construct had adjacent level facet forces between the bi-level TDR and bi-level fusion models.
To conclude, this study highlighted that cervical disc replacement with both the Bryan and Prestige LP discs not only preserved the motion at the operated level, but also maintained the normal motion at the adjacent levels. Under hybrid loading, the motion pattern of the spine with a TDR was closer to the intact motion pattern, as compared to the degenerative or fusion models. Also, in the presence of a pre-existing fusion, this study shows that an adjacent segment disc replacement is preferable to a second fusion.
کد: 13602
دانلود رایگان مقاله انگلیسی تحلیل بیومکانیکی مهره های گردنی
دانلود مقاله دات کام 
توضیحات محصول
دانلود مقاله تحلیل بیومکانیکی مهره های گردنی در زیر آرتروپلاستی دیسک کلی: یک تحقیق تجربی و بررسی جزء محدود
تعداد کلمات فایل انگلیسی : 19544 کلمه 124 صفحه pdf
تعداد صفحات فایل ترجمه : 48 صفحه word فونت 14 B Nazanin
نوشته آنوپ آنیل گاندی
چکیده
خرابی یا دژنراسیون دیسک یک فرایند طبیعی و بسیار شایع است. شدت دژنراسیون و نوع درمان از فردی به فرد دیگر متفاوت است. فیوژن یکی از گزینه های درمانی شایع است. با این حال، مطالعات بالینی و بیومکانیکی نشان داده اند که دیسک های بین مهره ای و مجاور به یک تجربه فیوژن، باعث افزایش حرکت و تنش بالاتر شده که این مسئله نیز منجر به بیماری بند مجاور می شود. آرتروپلاستی دیسک گردن نیز به مشابه این مسئله در عوامل عصبی دسترسی دارد، اما حرکت را در سطح عملی حفظ می کند و ممکن است احتمال رخ دادن دژنراسیون بند مجاور را کاهش دهد. از نظر محاسباتی، یک مدل جزء محدود، کامل، معتبر و سه بعدی از مهره های گردنی (C2-T1) برای شبیه سازی دژنراسیون مهره تکی (C5-C6) و مهره دوتایی (C5-C7) اصلاح شد. مدل خرابی تک سطحی برای شبیه سازی فیوژن تک سطحی و آرتروپلاستی با برایان و دیسک های مصنوعی پرستیژ ال پی ساخته شد. مدل دژنرتیو دو سطحی نیز برای شبیه سازی فیوژن دو سطحی، آرتروپلاستی دو سطحی با برایان و دیسک های پرستیژ ال پی و یک جایگذاری دیسک مجاور به فیوژن اصلاح شد. یک مطالعه بیومکانیکی آزمایشگاهی برای اجرای اثرات آرتروپلاستی و فیوژن روی میزان حرکت و جنبش مهره های گردنی انجام شد. کل 11 نمونه C2-T12 به دو گروه تقسیم شدند (برایان و پرستیژ LP). نمونه ها طبق مراحل زیر آزمایش شدند، سالم، TDR تک سطحی در C5-C6، TDR دو سطحی C7-C6-C7، فیوژن در C5-C6 و TDR در C6-C7 (ساختار ترکیبی) و در نهایت یک فیوژن دو سطحی. حالت کامل در یک حرکت 2Nm بررسی شد. بعد از مداخله جراحی، نمونه ها بارگذاری شدند، تا زمانی که حرکت اصلی C2-T1 با حرکت حالت کامل (کنترل ترکیبی) هماهنگ شد. در تمام موارد محاسباتی و آزمایشگاهی، یک آرتروپلاست از حرکت موجود در سطح جای داده شده محافظت کرد و حرکت عادی را در سطوح غیر عملیاتی نگهداری کرد. از طرف دیگر، یک فیوژن منجر به کاهش قابل توجهی در حرکت در سطوح غیر ترکیبی می شود. در ساختار ترکیبی، TDR مجاور به فیوژن، حرکت را در این سطح حفظ می کند. بنابراین تقاضا در سطوح دیگر کمتر می شود. مدل های محاسباتی برای تحلیل تنش های دیسک در سطوح مجاور، نیروهای جلویی در سطوح شاخص و مجاور استفاده میشود. تنش های دیسک از روندی مشابه ها با حرکت پیروی می کند. نیروهای مفصلی در سطوح ظاهری و مجاور حضور دارند. تنش های دیسک از روندهایی مشابه با حرکت پیروی می کند. نیروهای مفصلی به شدت در سطح رویی و طبق TDR افزایش می یابند. با این حال در سطح مجاور، نیروهای مفصلی کاهش می یابند. نیروهای مفصلی سطح مجاور به طور قابل توجهی با یک فیوژن افزایش می یابند. متغیر ترکیبی بین مدل های فیوژن دو سطحی و دو سطحی TDR، نیروهای مفصلی سطح مجاور دارد. بنابراین، این مطالعه این موضوع را برجسته می کند که جایگزینی دیسک گردن با دیسک های پرستیژ ال پی و برایان، نه تنها در سطح عملی حرکت را حفظ می کند، بلکه در سطوح مجاور نیز، حرکت عادی را نگه می دارد. در شرایط بارگذاری ترکیبی، الگوی حرکت مهره ها با یک TDR در مقایسه با دژنراتیو یا مدل های فیوژن، به الگوی حرکت کامل نزدیک تر است. به علاوه، در حضور فیوژنی که از قبل وجود دارد، این مطالعه نشان می دهد که جایگذاری دیسک بخش مجاور به فیوژن دوم ترجیح داده می شود.
BIOMECHANICAL ANALYSIS OF THE CERVICAL SPINE FOLLOWING TOTAL DISC ARTHROPLASTY: AN EXPERIMENTAL AND FINITE ELEMENT INVESTIGATION
ABSTRACT
Disc degeneration is a natural process and is widely prevalent. The severity of disc degeneration and the type of treatment varies from person to person. Fusion is a commonly chosen treatment option. However, clinical and biomechanical studies have shown that intervertebral discs adjacent to a fusion experience increased motion and higher stress which may lead to adjacent-segment disease. Cervical disc arthroplasty achieves similar decompression of the neural elements, but preserves the motion at the operated level and may potentially decrease the occurrence of adjacent segment degeneration.
Computationally, a validated intact 3D finite element model of the cervical spine (C2-T1) was modified to simulate single (C5-C6) and bi-level (C5-C7) degeneration. The single level degenerative model was modified to simulate single level fusion and arthroplasty with the Bryan and Prestige LP artificial discs. The bi-level degenerative model was modified to simulate a bi-level fusion, bi-level arthroplasty with Bryan and Prestige LP discs and a disc replacement adjacent to fusion.
An in-vitro biomechanical study was also conducted to address the effects of arthroplasty and fusion on the kinematics of the cervical spine. A total of 11 specimens (C2-T1) were divided into two groups (Bryan and Prestige LP). The specimens were tested in the following order; intact, single level TDR at C5-C6, bi-level TDR C5-C6-C7, fusion at C5-C6 and TDR at C6-C7 (Hybrid construct) and finally a bi-level fusion. The intact state was tested up to a moment of 2Nm. After surgical intervention, the specimens were loaded until the primary motion (C2-T1) matched the motion of intact state (hybrid control).
In all cases; computational and experimental, an arthroplasty preserved motion at the implanted level and maintained normal motion at the nonoperative levels. A fusion,
on the other hand, resulted in a significant decrease in motion at the fused level and an increase in motion at the un-fused levels. In the hybrid construct, the TDR adjacent to fusion preserved motion at that level, thus reducing the demand on the other levels.
The computational models were used to analyze disc stresses at the adjacent levels and facet forces at the index and adjacent levels. The disc stresses followed the same trends as motion. Facet forces though, increased considerably at the index level following a TDR. There was a decrease in facet forces however at the adjacent levels. The adjacent level facet forces increased considerably with a fusion. The hybrid construct had adjacent level facet forces between the bi-level TDR and bi-level fusion models.
To conclude, this study highlighted that cervical disc replacement with both the Bryan and Prestige LP discs not only preserved the motion at the operated level, but also maintained the normal motion at the adjacent levels. Under hybrid loading, the motion pattern of the spine with a TDR was closer to the intact motion pattern, as compared to the degenerative or fusion models. Also, in the presence of a pre-existing fusion, this study shows that an adjacent segment disc replacement is preferable to a second fusion.
کد: 13602
دانلود رایگان مقاله انگلیسی تحلیل بیومکانیکی مهره های گردنی