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
تاثیر قابلیت های فناوری اطلاعات بر کیفیت حسابرسی با نقش میانجی پذیرش هوش مصنوعی
حسین نیک آسا - حیدر محمدزاده سالطه
بررسی ارتباط بین توانایی مدیریت و محدودیت مالی با تاکید بر نقش دانش مالی هیئت مدیره در شرکتهای دانش بنیان پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران
آروین نیک نام - قادر بابائی
مقابله با عوامل ایجادکننده تقلب در صورتهای مالی (مرور سیستماتیک از ادبیات و تحلیل بیبلیومتریک)
شبنم بالازاده قره باغی - یونس حیدری - مریم یادگاری دیزناب - پرهام شاکری بهادر
پیاده سازی iot در زنجیره تامین، چالشها و فرصتها با در نظر گرفتن industry 4
مهدی رضایی - سلمان ولی محمدی
پیش بینی قصد فرار مالیاتی بر اساس تئوری رفتار برنامهریزی شده، روحیه مودیان مالیاتی و تیپهای شخصیتی با استفاده از شبکه عصبی
سحر بخشی - مهدی ذوالفقاری - کیهان آزادی هیر
Novel SMA-Integrated Bileaflet Mechanical Heart Valve: Two-Way FSI Simulation with Dynamic Mesh and Hemodynamic Validation
Ashraf Zareei
ارزیابی ریسک ملی و فراملی ( ریسک غیر مالی) (مطالعه موردی درکرواسی)
شبنم بالازاده قره باغی - فرهاد خداکرمی - امیرحسین باقری - مهتاب رنجبران
چارچوب سلسلهمراتبی مبتنی بر مدل انتشار شرطی و شبکه پیشبینیکننده برای تولید و بازشناسی توامان حالات چهره
علی محمدپزنده - عمادالدین فاطمیزاده
حسابداری توسعه پایدار با رویکرد اقتصاد هوشمند
مهدی زینالی - علیرضا صابر - رامین فتح الله زاده دیزجی - احمد حسن پور
بررسی عملکرد یادگیری عمیق و تاثیر آن بر پزشکی هوشمند
فاطمه علی فرسنگی - سوده شادروان - مهدی نجفی فرد
more
Samin Hamayesh - Version 44.5.0