การออกแบบก้านสะโพกเทียมสำหรับคนไทย

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