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자가 확장형 전방십자인대 고정장치의 고정 특성에 대한 연구
A Study on the Fixation Characteristics of a Self-expansion Type ACL Fixation Device 원문보기

한국공작기계학회지 = Journal of the Korean society of machine tool engineers, v.18 no.3, 2009년, pp.321 - 327  

김종대 (전주대학교 기계자동차공학과) ,  김홍건 (전주대학교 기계자동차공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper studied the influences of the main design parameter-the expansion angle and the material properties of the self-expansion anterior cruciate ligament fixation device on the contact condition with the bone and the initial stability of the device. Using finite element analysis, the stress di...

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문제 정의

  • 첫 번째 모의시험은 고정장치 웨지가 대퇴골 터널 벽에 닿지 않을 정도로 고정장치를 움켜쥐어 고정장치의 링 부위에 걸리는 응력을 해석하기 위한 것이다. 두 번째 모의시험은 고정장치를 움켜쥐었던 힘을 제거하였을 때 고정장치 웨지가 본 터널 벽에 접촉하는 양상을 살펴보기 위한 것이다. 세 번째 모의시험은 접촉이 완료된 고정징치에 pull-out force 를 적용하여 초기 고정안정성을 살펴보기 위한 것이다.
  • 재료로 이용하는 것이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 티타늄 합금 외에 임플란트용 금속으로 널리 이용되는 316L 스테인리스강과 CoCr 합금을 자가 확장형 인대 고정장치에 적용하여 고정장치의 뼈 터널에의 접촉 특성 및 초기 고정 안정성을 평가하고자 한다.
  • 본 논문에서는 고정장치 웨지와 접촉하는 대퇴 터널의 응력이 1MPa 이하인 지점에서 고정장치와 대퇴 터널 벽과의 접촉을 잃는 것으로 간주하였다.
  • 본 논문에서는 자가확장형 전방십자인대 고정장치의 링 부위 두께가 1.0mm 인 경우에 대해, 벌어진 각도가 6°와 10° 인 경우 그리고 재료가 CoCr 합금, 316L 스테인리스강인 경우 고정장치의 대퇴 터널과의 접촉 양상 및 초기 고정 안정성에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통해 살펴보았다. 이를 위해 고정장치와 대퇴골 터널의 3차원 유한요소 모델을 개발하였다.
  • 본 연구의 목적은 고정장치의 링부위 두계 #이 1.0mm 인 경우에 대해 초기 벌어진 각도와 재료의 기계적 특성이 고정장치의 대퇴골 터널과의 접촉 및 초기 고정안정성에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통해 살펴보는 것이다.

가설 설정

  • 고정장치는 각각 CoCr 합금과 316L 스테인리스강으로 제작된다고 가정하였다.
  • 1의 고정장치의 링 부위 A 와 웨지 부위 B는 기하학적으로 각각 세로 평면 (sagittal plane) 과 가로 평면 (coronal plane) 에 대해 대칭이다. 또한 고정장치는 대퇴골 모델의 내부 밍상골(cancellous bone) 에 터널을 형성하여 삽입하는 것으로 가정하였다. 그러므로 고정장치에 의해 역학적으로 영향을 받는 부위만을 고려하면 고정장치가 삽입된 대퇴골 터널 부위는 축 대칭으로 생각할 수 있다.
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참고문헌 (15)

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