Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78811
| Title: | การออกแบบก้านสะโพกเทียมสำหรับคนไทย |
| Other Titles: | Design of femoral hip stem for thai people |
| Authors: | ปริญเอก ร่มไตรรัตน์ |
| Advisors: | ชัญญาพันธ์ วิรุฬห์ศรี ไพรัช ตั้งพรประเสริฐ |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Subjects: | สะโพก กายอุปกรณ์ อวัยวะเทียม Hip Prosthesis Artificial organs |
| Issue Date: | 2552 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | ก้านสะโพกเทียมที่ใช้รักษาผู้ป่วยไทยในปัจจุบันต้องนำเข้ามาจากต่างประเทศ ส่งผลให้เกิดปัญหาหลายประการ เช่น ค่าใช้จ่ายที่ใช้ในการรักษาที่ค่อนข้างสูง ขนาดของก้านสะโพกเทียมไม่เหมาะสมกับกายวิภาคของคนไทย ทำให้เกิดการหลุดหลวมจนเกิดความเสียหายกับข้อต่อสะโพกเทียมในที่สุด เพื่อที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้จึงได้มีงานวิจัยนี้เกิดขึ้น โดยมีจุดมุ่งหมายที่จะออกแบบก้านสะโพกเทียมชนิดใช้ซีเมนต์กระดูกในการยึด ที่มีขนาดเหมาะสมกับกายวิภาคของคนไทย สามารถรับภาระจากการเคลื่อนไหวต่างๆของสภาวะใช้งานปกติในชีวิตประจำวันของข้อต่อสะโพกได้ และมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ออกแบบโดยใช้โปรแกรมการหาคำตอบที่เหมาะสมที่สุดแบบหลายจุดประสงค์ร่วมกับโปรแกรมไฟไนต์เอลิเมนต์ วัตถุประสงค์ของการออกแบบคือ ทำให้ซีเมนต์กระดูกและก้านสะโพกเทียมมีความแข็งแรงมากที่สุด โดยใช้ขนาดกระดูกของคนไทยซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่มประชากรที่มีกระดูกต้นขาขนาดเล็กเป็นขนาดอ้างอิงในการออกแบบ ผลการคำนวณทางไฟไนต์เอลิเมนต์ภายใต้ภาระสูงสุดที่เกิดขึ้นขณะเดินแสดงให้เห็นว่าก้านสะโพกแบบที่เหมาะสมที่สุดทำให้ค่าสัมประสิทธิ์ความปลอดภัยทั้งของซีเมนต์กระดูกและก้านสะโพกมีค่ามากกว่าหนึ่ง และเมื่อนำก้านสะโพกนี้ไปกัดขึ้นรูปและทดสอบความแข็งแรงด้วยเครื่องทดสอบความล้า โดยการใส่ภาระซ้ำในรูปคลื่นไซน์ที่มีความถี่เท่ากับ 16 เฮิร์ท ค่าแรงสูงสุดประมาณ 2300 นิวตัน ค่าแรงต่ำสุดประมาณ 300 นิวตัน ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าก้านสะโพกเทียมที่ได้จากการออกแบบด้วยวิธีการนี้สามารถทนทานต่อแรงกระทำดังกล่าวได้มากกว่า 5 ล้านครั้ง ซึ่งเป็นเงื่อนไขที่ใช้ในการทดสอบความทนทานต่อความล้าของก้านสะโพกเทียมตามมาตรฐานสากล ISO 7206-4 และ ISO 7206-8 |
| Other Abstract: | Importing hip prosthesis causes several problems such as high cost and the size of prostheses which are not fit with Thais, leading to aseptic loosening of prosthesis and failure of hip surgery. To solve the problems, this research aims to design cemented femoral hip stems for Thais which are able to bear hip load from regular activities and have a long working lives. A multi-objectives optimization program and finite element program are used to find out the most appropriate shape of femoral hip stem which gives high strength of both bone cement and hip stem with small-sized femur of Thais as a reference size. Objectives of optimization are to maximize factors of safety of bone cement and femoral hip stem. Finite element results under peak force conditions for walking show that the most appropriate stem has the value of safety factors of both bone cement and stem greater than 1. The design was machined and subjected to endurance test under sinusoidal cyclic forces with frequency of 16 Hz, maximum force of 2300 N, and minimum force of 300 N. Test results show that the design was able to resist more than 5 millions cycles of the load conditions which are used in international endurance testing standards, ISO 7206-4 and ISO 7206-8. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2552 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมเครื่องกล |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/78811 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5070340221_2552.pdf | วิทยานิพนธ์ฉบับเต็ม (Fulltext) | 3.66 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.