Model skończonych elementów do oceny poprzecznych protezowych nasadek z elastomerowymi wkładkami

Osoby z amputacją transtibialną często doświadczają uszkodzenia skóry z powodu presji i naprężeń ścinających, które występują w interfejsie kończyn. Celem tych badań było stworzenie modelu mostka skończonego (MES) współczesnej protezy, która obejmowałaby kompletną geometrię gniazda, dwa oddziaływania tarciowe (wkładka kończynowa i wkładka liniowa) oraz elastomerową wkładkę. Przeprowadzono badania obrazowania rezonansu magnetycznego od trzech osób o charakterystycznych przejściowych kształtach kończyn (tj. O krótkich stożkowych, długich stożkowych i cylindrycznych) i wykorzystano do opracowania modeli. Każdy model został oceniony z dwoma profilami ładowania, aby zidentyfikować lokalizacje naprężeń zogniskowanych w fazie postawy. Modele zidentyfikowały pięć lokalizacji na kończynach pozostałych uczestników, gdzie naprężenia szczytowe pasowały do ​​lokalizacji mechanicznie wywołanych problemów skórnych, które wystąpiły w ciągu 9 miesięcy przed zeskanowaniem. Maksymalne ciśnienie kontaktu we wszystkich symulacjach wynosiło 98 kPa, a maksymalne wypadkowe naprężenie ścinające wynosiło 50 kPa, wykazując rozsądną zgodność z pomiarami naprężenia interfejsu opisanymi w literaturze. Przyszłe badania mogą wykorzystać opracowaną MES do oceny wpływu zmian objętości kończyn lub właściwości materiału wkładki na rozkłady naprężeń interfejsu.

Graficzne streszczenie

Pozostały model elementu skończonej kończyny. Po lewej: komponenty modelu. Po prawej: ciśnienie interfejsu w fazie postawy