0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
The Influence of Insertion-Induced Prestress and Viscoelastic Properties in Fixational Stability of Pedicle Screws in UHWMPE block: A Finite Element Study
Authors :
Ahmad Babazadeh Gh
1
Mohammadjavad (Matin) Einafshar
2
Ata Hashemi
3
1- Amirkabir University of Technology
2- Aalborg University, Denmark
3- Amirkabir University of Technology
Keywords :
Finite element analysis،Natural frequency،Modal analysis،Pedicle screw،UHMWPE،Viscoelasticity،Prestress،Prony series
Abstract :
Pedicle screws are critical components in spinal fixation systems, and the stiffness of the screw-bone interaction plays a crucial role in implant success. There are various ways to investigate screw-bone bonding strength, one of which is vibration-based diagnosis of screw-bone structure. While finite element modeling can reduce the time and give the ability to model different geometries and other conditions, properly modeling the vibration behavior of the screw inside bone comes with difficulties. This study investigates the influence of insertion-induced prestress and the viscoelastic properties of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) bone-analog material on the natural frequency of a pedicle screw–block assembly using finite element analysis (FEA). Three models were developed: Model I (linear elastic without prestress), Model II (linear elastic with prestress), and Model III (viscoelastic without prestress). A 3D geometry of the screw and UHMWPE block was constructed, and frequency analysis was performed at three insertion depths (10 mm, 20 mm, and 30 mm). Simulation results were compared with previously published experimental data. Model I underestimated the natural frequency at all depths around 14-30%, while Model II, accounting for screw insertion-induced radial prestress, improved prediction accuracy, reducing errors down to under 18%. Model III, which captured UHMWPE's viscoelastic behavior using a Prony series, showed the closest agreement with experimental data, with errors under 7%. The results highlight the importance of modeling both viscoelasticity and insertion-related prestress to accurately predict dynamic behavior. These findings are useful for improving finite element modeling of modal analysis methods to investigate screw stability in spinal implants.
Papers List
List of archived papers
تشخیص بیماری MS با استفاده از EfficientNet-B0 و CycleGAN بر پایه نقشههای ضخامت شبکیه
محبوبه سبزه یان - مریم سبزه یان - ماندانا سادات غفوریان - امین نوری
سنجش میزان رضایت مشتریان بانک ملی شهرستان تنکابن با استفاده از مدل MCPDA
محمد اخشابی
بررسی نقش هوش مصنوعی در بهینهسازی تجربه کارکنان و تقویت برند کارفرمایی در صنعت برق ایران
حسن آذری - وحیدرضا میرابی - داریوش غلامزاده
بهبود امنیت داده در رایانش ابری عمومی با استفاده از یک معماری ترکیبی مبتنی بر AES و ECC
فاطمه رمضانی - علیرضا چمکوری
ساخت ومشخصه یابی هیدروژل بر پایه ژلاتین/صمغ عربی حاوی مقادیر مختلف آگارز به منظور کاربرد در ترمیم زخم
زهرا قاسمی - مهشید خرازیها
تهیه نانوحامل ژلاتین گالاکتوزیله شده با هدف کاربرد در دارورسانی هدفمند به بافت کبد سرطانی
مائده بخشی پور رشته رودی - امیرحسین شریفی - مریم رجب زاده - علی برادر خوش فطرت
پژوهشی در حسابداری و هوش مصنوعی با استفاده از مدلسازی موضوعی
زین العابدین پاشایی باروجی - حسین راستکار رضائی - علیرضا عظیمی ثانی
Advanced Computational Intelligence for Financial Market Forecasting and Decision-Making: A Synthesis of Deep Learning and Machine Learning Approaches
Mahdi Rastkar Mirzaei - Ramin Saman Azari
Effective Connectivity Alterations within the Cortico–Basal Ganglia Circuit Associated with Motor Skill Learning
Mohammad Rezaei - Alireza Talesh Jafadideh - Fariba Bahrami - Shahzad Tahmasebi Boroujeni
بررسی تاثیر سرمایه فکری بر رشد و ارزش شرکت با تاکید بر عملکرد مالی
یعقوب اقدم مزرعه - فائزه هاشم زاده اصل
more
Samin Hamayesh - Version 43.6.0