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Sintesi di una frattura di sinfisi pubica: analisi FEM = Synthesis of a fracture of the pubic symphysis: FEM analysis

Marta Fiammetta

Sintesi di una frattura di sinfisi pubica: analisi FEM = Synthesis of a fracture of the pubic symphysis: FEM analysis.

Rel. Cristina Bignardi, Alberto Audenino. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica, 2020

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Abstract:

Lo scopo di questo lavoro è la ricerca di un nuovo strumento di sintesi in seguito alla rottura della sinfisi pubica. Viene simulata la frattura open-book, che corrisponde ad una frattura di tipo B1 secondo la classificazione di Tile o APC-I secondo la classificazione di Young-Burgess, dove l’anello pelvico risulta intatto tranne che per la sinfisi pubica. L’attuale metodo di sintesi per questo tipo di frattura consiste nell’utilizzo di una placca di titanio, che viene fissata tramite 4 o 6 viti in seguito ad un avvicinamento manuale dei due emibacini. Il problema di questa sintesi è l’elevata rigidità che comporta tra le facce sinfisarie causando una percentuale di fallimento molto variabile (10% - 90%). Il nuovo strumento di sintesi proposto è l’endobutton attualmente in uso in ambito ortopedico nelle sostituzioni dei legamenti del ginocchio e della spalla. Si tratta di legamenti artificiali alla cui estremità è posto un dispositivo di fissaggio. Per testare questo nuovo strumento di sintesi sono stati costruiti cinque modelli, ognuno rappresentante una situazione sinfisaria differente (riferimento, rottura, placca, ponte, incrociato). Per la costruzione di questi modelli è stato usato lo stesso CAD modificato in base alle necessità attraverso il software SolidWorks. Le condizioni di vincolo e carico utilizzate nel modello riferimento sono quelle presenti nell’articolo «Finite element modelling of the pelvis: Inclusion of muscular and ligamentous boundary conditions», sotto il nome di Fixed Boundary Condition. Tali condizioni simulano la condizione fisiologica di un soggetto in stazione eretta in appoggio monopodalico sinistro. I valori degli spostamenti così ottenuti diventeranno i valori ottimali che si vorrebbero raggiungere con gli altri modelli. In questo modo il discostamento da questo modello diventa un indice di quanto lo strumento utilizzato in quel modello si avvicini o meno alla condizione fisiologica e quindi auspicata, essendo tale strumento di sintesi l’unica variante presente tra i modelli. A tal fine si è eseguita un’analisi FEM, attraverso il software Ansys, dalla quale si sono ottenuti gli spostamenti lungo le direzioni principali, il modulo del vettore spostamento, lo stress massimo principale e lo stress minimo principale. Per una ottimizzazione della mesh, per ogni modello, si è ricorso alla semplificazione della geometria attraverso l’utilizzo dello strumento Virtual Topology. Da questi confronti, per queste condizioni di carico, il modello relativo alla placca stravolge le dinamiche del bacino andando ad alterare gli spostamenti e si classifica come peggior modello tra quelli esaminati. Il modello che più si avvicina al modello riferimento è il modello costituito dagli endobutton con la configurazione a ponte. Questo modello oltre a presentare degli spostamenti quasi del tutto identici al modello riferimento presenta degli stress con valori comparabili a quelli del modello con la placca. Il modello costituito sempre da endobutton ma con una configurazione ad “X” si presenta più simile al modello con la placca che non a quello di riferimento, però rispetto al modello con la placca presenta un range di movimento maggiore quindi è anch’esso un miglioramento rispetto alla placca, ma molto inferiore al modello con la configurazione a ponte. Presenta dei picchi molto elevati in entrambi gli stress principali, si consigliano ulteriori analisi nelle zone di attacco della sintesi.

Relators: Cristina Bignardi, Alberto Audenino
Academic year: 2019/20
Publication type: Electronic
Number of Pages: 89
Subjects:
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica
Classe di laurea: New organization > Master science > LM-21 - BIOMEDICAL ENGINEERING
Aziende collaboratrici: UNSPECIFIED
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/14951
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