تحلیل مکانیکی کاشتنی های بین مهره ای ستون فقرات از جنس نیکل تیتانیوم متخلخل

نیکل تیتانیوم تنها آلیاژ حافظه داری است که به لطف سازگاری بسیار مناسبی که با بدن دارد در شاخه های مختلف پزشکی و بیومکانیک اعم از ساخت ابزار و تجهیزات و کاشتنی های درون بدنی کاربر های خود را پیدا کرده و روز به روز هم بر دامنه کاربرد های خود در این شاخه افزوده می شود. در دهه اخیر این آلیاژ با فرم متخلخل توانسته کارکرد های جدیدی به خصوص در مباحث ارتوپدی پیدا کند. با این که اولین نمونه استفاده از این آلیاژ به شکل متخلخل به بیش از ده سال پیش باز می گردد، اما شناخت رفتار مکانیکی نمونه های متخلخل به دلیل پیچیده گی های موجود در رفتار مادی و مباحث ساخت این آلیاژ هنوز ناقص است. به منظور شناخت رفتار مکانیکی این آلیاژ در تخلخل های بالا پایان نامه حاضر تعریف گردیده است تا علاوه بر اثبات توانایی های این آلیاژ در کاربردهای ارتوپدی، پارامتر های کلیدی بیومکانیکی در رفتار کاشتنی هایی از این جنس و پارامتر های کلیدی رفتاری آلیاژ نیکل تیتانیوم با تخلخل بالا استخراج شود. در این راستا ابتدا به بررسی بیومکانیک ستون فقرات به عنوان منطقه هدف برای کارگذاری این نوع کاشتنی پرداخته شده و پارامتر های با اهمیت پزشکی در مبحث کاشتنی های بین مهره ای با تعبیر مکانیکی استخراج گردیده است. سپس انواع مدل های ماده متخلخل بررسی گردیده و یک نمونه مدل هندسی ماده متخلخل با سلول های چهارده وجهی که مناسب برای مدل سازی مواد با درصد تخلخل بالا مشاهده شده انتخاب گردیده است. در نهایت مدل سازی المان محدود نایتینول متخلخل به منظور استخراج رفتار این آلیاژ با درصد تخلخل بالا انجام و رفتارهای مورد نظر تنش کرنشی آن استخراج گردیده است. در راستای مدل سازی المان محدود نایتینول متخلخل با درصد تخلخل بالا، با توجه به رفتارهای به شدت غیر خطی نایتینول کدهای المان محدود غیر خطی برای مدل سازی المان تیر سه بعدی از این جنس ایجاد و تایید گردیده اند. پس از مدل سازی رفتار مکانیکی نیکل تیتانیوم متخلخل با درصد تخلخل بالا، رفتار کاشتنی های بین مهره ای از این جنس تبیین و با نمونه های رایج مقایسه گردیده است.