Design and analysis of a prosthetic below-knee socket using composite materials supported by nanomaterials
Nanomalzemelerle desteklenen kompozit malzemeler kullanılan protez diz altı soket tasarımı ve analizi
- Tez No: 796193
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. YASER ALAIWI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Eko-kompozitler, doğal elyaf (NF) ile güçlendirilmiş bir kompozittir. Mevcut makale, hem doğal hem de sentetik elyaf kullanan kompozitlerle prostetik soketlerin üretimini inceledi. Burada kullanılan kompozit malzemeler hibrit malzemelerdir, yani matris olarak kullanılan ve doğal ve sentetik liflerle güçlendirilmiş lamine edici poliüretan reçinedir (80:20). Kullanılan doğal lifler bambu ve kenaf, sentetik olanlar ise karbon lifi ve perlondur. Bu kompozit, protez yuvalarının imalatı için kullanıldı. Mevcut çalışma, çeşitli elyaf türlerinin hibrit eko-kompozitlerin mekanik özellikleri üzerindeki etkilerini araştırdı. Materyaller her biri on katmandan oluşan üç grupta oluşturuldu. Birinci grup dört Perlon, iki Karbon Fiber ve dört Perlon katmanından oluşur. İkincisi: perlon, kenaf, karbon fiber ve perlondan oluşan iki katman. Üçüncüsü, iki Perlon tabakasına ve her biri bambu elyafı, karbon elyafı ve perlondan iki tabakaya sahiptir. Araştırma ayrıca soket ve uzuv arasında üç farklı arayüz basıncı ölçümü seviyesi içerir. Kalan uzvun dört farklı kısmına sensörler takılarak, v basınç ölçüldü (Anterior, Posterior, Lateral ve Medial). Hasta 26 yaşında erkek, 73 kg ağırlığında, 175 cm boyunda, sağ bacağı ampute edilmişti. Arayüz basıncı ölçülür, sokete uygulanır ve hareket sırasında oluşan gerilimleri, deformasyonu ve güvenlik faktörlerini değerlendirmek için ANSYS yazılımı kullanılarak matematiksel olarak analiz edilir. Sonuçlar, diğer iki grupla karşılaştırıldığında, üçüncü grubun akma gerilmesi, nihai gerilme, esneklik modülleri ve yorulma değerlerinin en iyi olduğunu göstermiştir. Hastanın protezi kullanırken ve kuvvet plakası üzerinde yürürken yürüme döngüsü, incelenen verileri oluşturdu. Birinci vakadaki hastaya konvansiyonel bir protez takılırken, ikinci vakadaki hastaya kompozit bir protez soketi takıldı. İki vakanın sonuçları, özellikle üretilen kompozit prostetik soket için, sol ve sağ uzuvlar arasındaki farkların daha az belirgin ve daha kabul edilebilir olduğu için parametrelerde bir fark olmadığını ortaya koydu.
Özet (Çeviri)
Eco-composites are a natural fiber (NF) reinforced composite. The present paper studied manufacturing prosthetic sockets with composites that use both natural and synthetic fibers. The composite materials utilized herein are hybrid ones, i.e., laminating polyurethane resin (80:20), used as a matrix, and reinforced with natural and synthetic fibers. The natural fibers used were bamboo and kenaf, and the synthetic ones were carbon fiber and perlon. This composite was used for fabricating prosthetic sockets. The current study investigated the effects of various fiber types on the mechanical characteristics of hybrid eco-composites were. The materials were created in three groups, each with ten layers. The first group consists of four Perlon, two Carbon Fiber, and four Perlon layers. The second one: two layers each of perlon, kenaf, carbon fiber, and perlon. The third one has two Perlon layers as well as two layers each of bamboo fiber, carbon fiber, and perlon. The research also includes three different levels of interface pressure measurement between the socket and the limb. By attaching sensors to four different parts of the residual limb, the v pressure was measured (Anterior, Posterior, Lateral, and Medial). The patient was a male who was 26 years old, weighed 73 kg, was 175 cm in length, and had his right leg amputated. The interface pressure is measured, applied to the socket, and mathematically analysed using the ANSYS software to assess the stresses, deformation, and safety factors generated during the movement. The results showed that, when compared to the other two groups, the third group's yield stress, ultimate stress, elasticity modules, and fatigue are the best. The patient's gait cycle while using the prosthesis and walking on the force plate generated data that was examined. The patient in the first case was worn a conventional prosthetic, while the patient in the second case was worn a composite prosthetic socket. The results of the two cases revealed that there was no difference in parameters, especially for the manufactured composite prosthetic socket the differences between the left and right limbs are less obvious and more acceptable.
Benzer Tezler
- Elektronik kontrollü diz üstü protez bacağın tasarlanması ve üretilmesi
Design and manufacturing of electrical controlled above knee prosthetic leg
MÜCAHİT EGE
Doktora
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKocaeli ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR KÜÇÜK
- Diz altı protez bacak ve kompozit ayak tasarımı ve imalatı
Design and manufacturing of below-knee prosthetic leg and composite foot
ŞEYDA ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELMAS SALAMCİ
- Geometrik parametreler ve malzeme seçiminin total diz implantının stresi ve deformasyonu üzerindeki etkisininsonlu elemanlar analizi
Finite elements analysis of the effect of geometric parameters and material selection on stress and deformation of total knee implant
YUSUF ALİ AKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DAVER ALİ
- Design process, manufacturing and material characterization of a prosthetic polymer aortic heart valve
Protez polimer aort kalp kapağının tasarım süreci, üretimi ve malzeme karakterizasyonu
MÜGE YAREN YAŞARTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ
- Atrofik posterior mandibular kretlerde farklı boy çap açı ve dizaynlarda yerleştirilen implantlarda ve çevre kemikte meydana gelen streslerin sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi
Finite element analysis of implants placed in different length diameter angle design and peripheral bone in atrophic posterior mandibula
ORHAN ZEKİ RASTGELDİ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2018
Diş HekimliğiOrdu ÜniversitesiAğız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK CEZAİRLİ