การออกแบบทางชีวภาพของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าสำหรับหมอนรองกระดูกเทียมเทียม ตอนที่ 1

เชิงนามธรรม:เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพทางชีวกลศาสตร์ของอวัยวะเทียมหมอนรองปากมดลูก (ACD) มีการศึกษาจำนวนมากที่ได้ดำเนินการ ทั้งกับส่วนของศพที่ปากมดลูกภายใต้ภาระทางสรีรวิทยา หรือด้วยอุปกรณ์ทดสอบที่มีลักษณะคล้ายบล็อกซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM F2346 น่าเสียดายที่ทั้งสองวิธีแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะใช้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำของการทดลองต้านความเมื่อยล้าตลอดอายุการใช้งานเป็นเวลาอย่างน้อย 10 ล้านรอบ เนื่องจากความยากลำบากในการเก็บรักษาศพและการเบี่ยงเบนอย่างมากของร่างปากมดลูกตามธรรมชาติ ตามลำดับ จากลักษณะโครงสร้างปากมดลูกตามปกติของมนุษย์ ฟิกซ์เจอร์ตัวอย่างใหม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อทดสอบพฤติกรรมความล้าของขาเทียม ACD ภายใต้สภาวะการงอ การยืด และการโค้งงอด้านข้าง โดยมีแง่มุมของไบโอนิคทั้งด้านโครงสร้างและการทำงาน ความเท่าเทียมกันระหว่างฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบชีวเลียนแบบและส่วนปากมดลูกตามธรรมชาติได้รับการตรวจสอบโดยการจำลองเชิงตัวเลขและการทดลองทางกลภายใต้สภาวะต่างๆ การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบเลียนแบบชีวภาพนี้สามารถแสดงถึงลักษณะทางชีวกลศาสตร์ของกระดูกสันหลังส่วนคอของมนุษย์ตามปกติได้อย่างสะดวกและมีความแม่นยำที่ยอมรับได้

Cistanche สามารถทำหน้าที่เป็นสารต่อต้านความเหนื่อยล้าและเสริมความแข็งแกร่ง และการศึกษาเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่ายาต้มของ Cistanche tubulosa สามารถปกป้องเซลล์ตับในตับและเซลล์บุผนังหลอดเลือดที่เสียหายในหนูว่ายน้ำที่มีน้ำหนักมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ ควบคุมการแสดงออกของ NOS3 และส่งเสริมไกลโคเจนในตับ การสังเคราะห์จึงออกฤทธิ์ต้านความเมื่อยล้า สารสกัด Cistanche tubulosa ที่อุดมไปด้วยฟีนิลทานอยด์ไกลโคไซด์สามารถลดระดับครีเอทีนไคเนสในซีรั่ม, แลคเตตดีไฮโดรจีเนส และระดับแลคเตตได้อย่างมีนัยสำคัญ และเพิ่มระดับฮีโมโกลบิน (HB) และระดับกลูโคสในหนู ICR และอาจมีบทบาทในการต่อต้านความเหนื่อยล้าโดยการลดความเสียหายของกล้ามเนื้อ และชะลอการเสริมกรดแลคติคเพื่อกักเก็บพลังงานในหนู เม็ด Cistanche Tubulosa แบบผสมช่วยยืดเวลาการว่ายน้ำแบบรับน้ำหนักได้อย่างมีนัยสำคัญ เพิ่มการสำรองไกลโคเจนในตับ และลดระดับยูเรียในซีรั่มหลังการออกกำลังกายในหนู ซึ่งแสดงฤทธิ์ต้านความเมื่อยล้า ยาต้มของ Cistanchis สามารถปรับปรุงความอดทนและเร่งการกำจัดความเหนื่อยล้าในหนูที่ออกกำลังกายและยังสามารถลดระดับความสูงของครีเอทีนไคเนสในซีรั่มหลังการออกกำลังกายอย่างหนักและรักษาโครงสร้างพื้นฐานของกล้ามเนื้อโครงร่างของหนูให้เป็นปกติหลังการออกกำลังกายซึ่งบ่งชี้ว่ามีผลกระทบ เสริมสร้างความแข็งแรงทางร่างกายและต้านความเมื่อยล้า นอกจากนี้ Cistanchis ยังช่วยยืดอายุการรอดชีวิตของหนูที่ได้รับพิษไนไตรท์ได้อย่างมาก และเพิ่มความทนทานต่อภาวะขาดออกซิเจนและความเหนื่อยล้า

คลิกที่ความเมื่อยล้าของกล้ามเนื้อ

【สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】

คำสำคัญ:แผ่นดิสก์ปากมดลูกเทียม (ACD); การติดตั้งตัวอย่าง; พฤติกรรมเมื่อยล้า การเลียนแบบทางชีวภาพ

1. บทนำ

Disc Arthroplasty คือการผ่าตัดรักษาแบบใหม่สำหรับการเสื่อมและความไม่มั่นคงของกระดูกสันหลัง เมื่อเปรียบเทียบกับการผ่าตัดฟิวชั่นปากมดลูกแบบดั้งเดิม ข้อดีของมันคือช่วยคืนระยะการเคลื่อนไหวของกระดูกสันหลังส่วนคอ และลดอุบัติการณ์ของการเสื่อมของส่วนที่อยู่ติดกันในระยะยาว [1–4] ขาเทียม ACD มีจุดประสงค์เพื่อรับน้ำหนักสลับกันภายในขอบเขตของสรีรวิทยา และในทางทฤษฎีควรจะคงอยู่ในร่างกายได้นานหลายสิบปีโดยไม่มีความล้มเหลว อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของขาเทียม ACD และอายุทางคลินิกขั้นต่ำที่ยอมรับได้นั้นยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ โลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการซ่อมแซมเนื้อเยื่อแข็งเกี่ยวกับกระดูกและการผลิตหมอนรองกระดูกสันหลังส่วนคอเทียม เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและไม่เป็นพิษ [5,6] โดยทั่วไปแล้วช่วงชีวิตที่เหมาะสมจะแสดงไว้ที่ 80 ล้านการเคลื่อนไหว ในขณะที่ 10 ล้านการเคลื่อนไหวถือเป็นรอบการทดสอบขั้นต่ำในอุดมคติ [7,8]

การทดลองปลูกถ่ายแบบดั้งเดิมมักจะเลือกชุดตัวอย่างกระดูกสันหลังส่วนคอจากผู้บริจาคศพที่ชุบน้ำเกลือ ตัวอย่างกระดูกสันหลังส่วนคอจะถูกผ่าโดยปราศจากเนื้อเยื่ออ่อน กล้ามเนื้อ และหมอนรองกระดูกสันหลังส่วนคอแบบปล้องเดียว ในขณะที่เส้นเอ็นและความสมบูรณ์ของข้อต่อหลังโหนกแก้มจะคงอยู่อย่างระมัดระวัง จากนั้นจึงใส่ขาเทียม ACD เพื่อทำการทดสอบ [9–12] การทดสอบสิ่งส่งตรวจเหล่านี้จะต้องเสร็จสิ้นภายในระยะเวลาอันสั้นเพื่อหลีกเลี่ยงผลข้างเคียงในกระบวนการสลายตัวทางชีวภาพของศพ [13–17] น่าเสียดายที่แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำการทดลองต่อต้านความเหนื่อยล้าตลอดชีวิตเป็นเวลาอย่างน้อย 10 ล้านรอบกับศพที่เพิ่งแช่แข็ง เนื่องจากข้อจำกัดด้านเวลาและต้นทุนในการเก็บรักษาศพ

ในการจัดการกับปัญหาดังกล่าว การทดสอบที่ดำเนินการโดย ASTM F2346 ช่วยให้สามารถวิเคราะห์อุปกรณ์เปลี่ยนหมอนรองกระดูกแต่ละชิ้นและเปรียบเทียบประสิทธิภาพทางกลของหมอนรองกระดูกสันหลังเทียมหลายชิ้นในรุ่นมาตรฐาน [18–23] ฟิกซ์เจอร์ทดสอบเฉพาะทางได้รับการพัฒนาโดยผู้ผลิตเครื่องจักรชั้นนำเพื่อทำการทดสอบ ACD ทั้งแบบคงที่และแบบวงจรตามมาตรฐาน ASTM F2346 ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างอุปกรณ์ทดสอบเหล่านี้กับกระดูกสันหลังส่วนคอตามธรรมชาติ ข้อมูลที่ได้รับเกี่ยวกับพฤติกรรมคงที่และไดนามิกของขาเทียม ACD จึงมีความแม่นยำน้อยกว่า ดังนั้นผลลัพธ์จากการทดสอบเหล่านี้อาจไม่สามารถทำนายประสิทธิภาพของร่างกายได้โดยตรง อย่างไรก็ตามสามารถใช้เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพทางกลของขาเทียม ACD ต่างๆ ได้ [19,20]

ในการจัดการกับค่าใช้จ่ายที่สูงเป็นพิเศษและความเบี่ยงเบนของข้อมูลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของวิธีการทดสอบที่กล่าวมาข้างต้น วิธีการทดสอบทางชีวภาพอาจเป็นทางออกที่ดีสำหรับการทดสอบขาเทียม ACD ด้วยความแม่นยำและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบชีวเลียนแบบโดยใช้วัสดุสังเคราะห์ที่คล้ายกับกระดูกสันหลังส่วนคอของมนุษย์ เพื่อการทดสอบ ACD แบบคงที่และไดนามิกที่คุ้มค่าและแม่นยำ เพื่อประเมินความเท่าเทียมกันของความเค้นและการเสียรูป (เช่น ช่วงของการเคลื่อนไหว ) ของ ACD ภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าที่ออกแบบไว้ และภายในส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5–C6 การจำลองความล้าของ ACD ภายในส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5 – C6 และภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าและการทดลองความล้าของ ACD ภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าก็ดำเนินการเช่นกัน จากการเปรียบเทียบผลลัพธ์ จึงสามารถพูดคุยถึงความเป็นไปได้ของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบชีวเลียนแบบที่ออกแบบมาได้อย่างละเอียด

2. วัสดุและวิธีการ

2.1. การออกแบบทางชีวภาพของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้า

2.1.1. ไบโอนิคเชิงโครงสร้างของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้า

การออกแบบฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบชีวเลียนแบบแสดงไว้ในรูปที่ 1 ตามลักษณะโครงสร้างปากมดลูกของมนุษย์ตามปกติ บล็อกอีพ็อกซี่สี่บล็อกที่เติมผงไฮดรอกซีอะพาไทต์ 70% โดยน้ำหนักซึ่งมีปริมาณเท่ากับกระดูกธรรมชาติ ถูกนำมาใช้เพื่อจำลองกระดูกสันหลังส่วนคอของมนุษย์ เนื่องจาก โมดูลัสยืดหยุ่นของบล็อกอีพอกซีอยู่ใกล้กับกระดูกสันหลังส่วนคอของมนุษย์ แผ่นรูปตัว U ที่ยืดหยุ่นได้ของโลหะของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าจำกัดการเคลื่อนที่ของบล็อกเพื่อจำลองการทำงานของเอ็นยึดปากมดลูกและข้อต่อด้านข้างของมนุษย์ตามปกติ

ในแง่ของการวัดขนาดและคุณสมบัติการเปลี่ยนรูปของส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5–C6 ดังแสดงในรูปที่ 1 อุปกรณ์ฟิกซ์เจอร์มีความคุ้มค่าและสมเหตุสมผล ประกอบด้วยบล็อกทรงลูกบาศก์ (01) บล็อกทรงกระบอกสามบล็อก (02–04) และจานรูปตัวยู (05) ในบรรดาบล็อก 01–04 บล็อกทรงกระบอก 02–04 จะมีศูนย์กลาง ในขณะที่ตำแหน่งของบล็อกทรงลูกบาศก์ 01 ซึ่งเป็นตำแหน่งสำหรับแรงอัดที่จะนำไปใช้ สามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อสร้างสภาวะการโหลดที่แตกต่างกัน ตามการประมาณการเบื้องต้น ความหนาและความกว้างของเพลตตัว U (05) อยู่ที่ 1~2 มม. และ 30~45 มม. ความยาว ความกว้าง และความสูงของบล็อกทรงลูกบาศก์ (01) อยู่ที่ 25~35 มม., 8~15 มม. และ 8~15 มม. รัศมีและความสูงของบล็อกทรงกระบอก (02–04) อยู่ที่ 10~15 มม. และ 8~15 มม. ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของบล็อกทรงกระบอก (02–04) และปลายด้านหลังของเพลตตัว U (05) คือ 45~65 มม. การออกแบบฟิกซ์เจอร์ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมยิ่งขึ้นโดยใช้การวิเคราะห์การจำลองเชิงตัวเลข นอกจากนี้ พื้นผิวด้านล่างของบล็อกทรงกระบอก (02) และพื้นผิวด้านบนของบล็อกทรงกระบอก (03) ได้รับการขัดเงาเพื่อให้สอดคล้องกับความโค้งทางสรีรวิทยาตามปกติของร่างกายของ lordosis ปากมดลูก

อุปกรณ์จับยึดสามารถทำงานร่วมกับขาเทียมแบบบูรณาการและขาเทียม ACD อื่นๆ ส่วนใหญ่ เช่น Dynamic Cervical Implant (DCI), Z-braze Dynamic Fusion และ Prestige LP ดังแสดงในรูปที่ 1 ในบรรดา ACD ต่างๆ DCI คือ การปลูกถ่ายอวัยวะรูปตัวยูองค์ประกอบเดียวช่วยรักษาจลนศาสตร์ของกระดูกสันหลัง ซึ่งส่งผลกระทบน้อยที่สุดต่อเนื้อเยื่ออ่อนที่อยู่ติดกัน เมื่อเทียบกับอวัยวะเทียมประเภทอื่น ๆ [24] โครงสร้างเปิดรูปตัว U ของ DCI เอื้ออำนวยต่อการสังเกตพฤติกรรมคงที่และไดนามิกโดยตรงมากกว่าในระหว่างการจำลองเชิงตัวเลขของรากฟันเทียม ดังนั้น DCI (ยาว 14 มม. กว้าง 16 มม. และหนา 0.8 มม.) จึงถูกเลือกเป็นชิ้นงาน ACD สำหรับการศึกษาประสิทธิผลของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบชีวเลียนแบบที่ออกแบบมาเพื่อใช้แทนกระดูกสันหลังส่วนคอตามธรรมชาติ ในการทดลองแบบคงที่และไดนามิก

2.1.2. ไบโอนิคเชิงฟังก์ชันของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้า

แบบจำลองทางเรขาคณิตของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าด้วย DCI และส่วนปากมดลูกด้วย DCI ถูกสร้างขึ้น ซึ่งได้รับการป้อนข้อมูลลงในซอฟต์แวร์การวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ ANSYS Workbench 16.0 (Ansys, Canonsburg, PA, USA) และได้รับมอบหมายให้ คุณสมบัติของวัสดุที่สอดคล้องกัน ดังแสดงในตารางที่ 1 [25,26]

ในการคำนวณเชิงตัวเลขของความเครียดที่เท่ากันและการเสียรูปของ DCI ภายในส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5 – C6 ในระหว่างการทดสอบแบบคงที่ จะมีการติดตามพารามิเตอร์การโหลดตามปกติสูงสุดในการทดสอบทางชีวกลศาสตร์กับกระดูกสันหลังส่วนคอจากผู้บริจาคศพ กล่าวคือ มีการใช้พรีโหลด 73.6 Nm กับพื้นผิวด้านบนของ C5 โดยมีโมเมนต์งอเพิ่มเติม 1.8 Nm สำหรับการเคลื่อนที่แบบงอ และโมเมนต์ส่วนขยาย 1.8 Nm สำหรับการยืด หรือโมเมนต์การดัดด้านข้าง 1.0 Nm สำหรับการดัดงอ ตามลำดับ ในขณะที่พื้นผิวด้านล่างของ C6 ได้รับการแก้ไขอย่างอิสระ 6 องศาในแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ [26–28]

สำหรับการจำลองการทดสอบแบบสถิตด้วยฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบไบโอมิเมติกส์นั้น โหลด 200 N ซึ่งเป็นแรงในการโหลดตามปกติในการทดสอบแบบสถิตและไดนามิกตาม ASTM F2346 ถูกนำไปใช้กับพื้นผิวด้านบนของบล็อกทรงลูกบาศก์ 01 ในขณะที่พื้นผิวด้านล่างของทรงกระบอก 04 ได้รับการแก้ไขในหกองศาอิสระ [19,29,30] นอกจากนี้ ด้วยการปรับระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของ DCI และบล็อกทรงลูกบาศก์ 01 อย่างละเอียด จะทำให้ได้โมเมนต์ที่เทียบเท่าเป็นพิเศษโดยการคูณแรงบนพื้นผิวด้านบนของบล็อกทรงลูกบาศก์ 01 และระยะห่างเยื้องศูนย์ สุดท้าย ความเค้นและการเสียรูปที่เท่ากันของ DCI ภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าได้รับการคำนวณโดยใช้ซอฟต์แวร์จำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ ANSYS Workbench 16.0 (Ansys, Canonsburg, PA, USA) ความเค้นและการเสียรูปที่เท่ากันของ DCI ภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าสามารถทำได้คล้ายกับความเครียดภายในส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5–C6 ของมนุษย์ โดยการปรับพารามิเตอร์ของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบชีวเลียนแบบให้เหมาะสมยิ่งขึ้น

2.2. กระบวนการจำลองความล้าและการทดสอบความล้า

ผลการวิเคราะห์ก่อนหน้าของ DCI ภายในส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5–C6 และภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมถูกป้อนลงในซอฟต์แวร์ FE-SAFE6.5 (Dassault Systèmes Simulia Corp., พรอวิเดนซ์, RI, สหรัฐอเมริกา) ตามวิธีการประมาณค่าข้อมูลวัสดุของ Seegers ในซอฟต์แวร์ FE-SAFE6.5 เส้นโค้ง SN ถูกสร้างขึ้นโดยการป้อนค่าความต้านทานแรงดึงและโมดูลัสยืดหยุ่น ซึ่งได้รับการแก้ไขในภายหลัง [31,32] ใช้ความถี่ 10 Hz กับไฟล์ช่องโหลดคลื่นสามเหลี่ยม วิธี Goodman ใช้สำหรับการแก้ไขความเครียดเฉลี่ย และการวิเคราะห์ความเหนื่อยล้าตลอดทั้งชีวิตได้ดำเนินการตามเส้นโค้ง SN หลังจากการคำนวณความล้า ผลการวิเคราะห์จะถูกป้อนอีกครั้งใน ANSYS Workbench 16.0 (Ansys, Canonsburg, PA, USA) สำหรับการประมวลผลภายหลัง

ในการทดลองความล้าในปัจจุบัน DCI ได้รับการแก้ไขระหว่างบล็อกอีพ็อกซีเติมไฮดรอกซีอะพาไทต์ทรงกระบอก 02 และ 03 ด้วยกาวอีพอกซี AB ในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบชีวเลียนแบบของพารามิเตอร์ที่ปรับให้เหมาะสมที่สุด ใช้เพื่อจำลองการหลอมรวมของกระดูกระหว่างพื้นผิวด้านบนและด้านล่างของอวัยวะเทียม DCI และกระดูกสันหลังที่สอดคล้องกันหลังการปลูกถ่าย พารามิเตอร์การโหลดของการทดสอบทางชีวกลศาสตร์ส่วนของปากมดลูกสอดคล้องกับการทดสอบแบบคงที่และไดนามิกตามมาตรฐาน ASTMF2346 โดยการปรับระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของบล็อกและจุดศูนย์กลางการหมุนของหมอนรองปากมดลูกเทียม จากนั้น ฟิกซ์เจอร์ร่วมกับ DCI จะถูกจับยึดระหว่างปากกาจับและแอคชูเอเตอร์ของเครื่องทดสอบความล้าของ Instron-8874 (Instron Corporation, Canton, MA, USA) ดังแสดงในรูปที่ 1 ในระหว่างการทดลองความล้า ฟิกซ์เจอร์ถูกโหลดด้วยการโหลดที่สอดคล้องกันที่ตำแหน่งเยื้องศูนย์ที่คำนวณไว้เพื่อให้ช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ในที่สุด ได้ทำการทดสอบความล้าจนกระทั่งเกิดความล้าล้มเหลว หากไม่เป็นเช่นนั้น การทดสอบจะดำเนินต่อไปจนกว่าจะถึง 80 ล้านรอบบนฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบการเลียนแบบทางชีวภาพ

3. ผลลัพธ์

3.1. การเพิ่มประสิทธิภาพของฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบไบโอมิเมติก

การเสียรูปสูงสุดของ Ti DCI บริสุทธิ์ภายในส่วนปากมดลูก C5–C6 ของมนุษย์ภายใต้เงื่อนไขการงอนั้นคำนวณเป็นตัวเลขเป็น 0.57 มม. ดังแสดงในรูปที่ 2 บนรากฐานที่ความเครียดของ DCI ภายในความเมื่อยล้า- ฟิกซ์เจอร์ทดสอบนั้นคล้ายคลึงกับภายในส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5 – C6 ความผิดปกติของ Ti DCI บริสุทธิ์ภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าที่ออกแบบของพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันได้รับการคำนวณเป็นตัวเลขและแสดงในรูปที่ 3 และ 4 ด้วยปัจจัยอื่น ๆ ที่เท่ากันค่าสูงสุด การเสียรูปลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุเพิ่มขึ้นและความหนาและความกว้างของแผ่น U 05 ตามลำดับ ดังแสดงในรูปที่ 3 ในขณะที่ความยาว ความกว้าง และความสูงของบล็อกทรงลูกบาศก์ 01 รวมถึง รัศมีและความสูงของบล็อกทรงกระบอก 02–04 ขาดอิทธิพลที่ชัดเจนต่อการเสียรูปสูงสุดของ DCI ดังแสดงในรูปที่ 4a–e นอกจากนี้ การเสียรูปสูงสุดของ DCI เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของบล็อกทรงกระบอก 02–04 และปลายด้านหลังของแผ่น U 05 เพิ่มขึ้น ดังแสดงในรูปที่ 4f ในทำนองเดียวกัน แนวโน้มที่มีอิทธิพลของปัจจัยที่กล่าวมาข้างต้นต่อการเสียรูปของ DCI ภายใต้เงื่อนไขการงอนั้นเกิดขึ้นพร้อมกับแนวโน้มของ DCI ภายใต้เงื่อนไขการยืดหรือการดัดด้านข้าง สุดท้ายนี้ การปรับปรุงปัจจัยการออกแบบต่างๆ ให้เหมาะสมที่สุดได้ดำเนินการโดยการรักษาความบังเอิญของความเค้นและการเสียรูปของ DCI ภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าแบบชีวเลียนแบบที่ได้รับการออกแบบ และภายในส่วนปากมดลูก C5–C6 ของมนุษย์

3.2. การจำลอง DCI ภายในฟิกซ์เจอร์ที่ปรับให้เหมาะสมที่สุดภายใต้โหมดคงที่

รูปทรงของความเค้นเทียบเท่าของ Ti DCI บริสุทธิ์ภายในส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5–C6 และภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้าที่ได้รับการปรับปรุงอย่างเหมาะสมภายใต้เงื่อนไขการงอจะแสดงในรูปที่ 5 ความเค้นเทียบเท่าสูงสุดของ Ti DCI บริสุทธิ์ภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้า คือ 396.5 MPa ซึ่งตกลงได้ดีกับ 394.6 MPa ซึ่งเป็นผลลัพธ์ของ DCI ภายในส่วนปากมดลูก C5 – C6 ที่สำคัญกว่านั้น ความเค้นเทียบเท่าสูงสุดทั้งสองปรากฏในตำแหน่งเดียวกันของ DCI นอกจากนี้ รูปทรงของความเค้นที่เท่ากันของ DCI ของ Ti และ Ti6Al4V บริสุทธิ์ถูกจำลองภายใต้สภาวะการโหลดต่างๆ ภายในฟิกซ์เจอร์ทดสอบความล้า ซึ่งคล้ายกับของ DCI ภายในส่วนกระดูกสันหลังส่วนคอ C5 – C6 ดังที่ลงจุดในรูป 6.

【สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】