0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Finite Element Analysis of Lumbar Spine Biomechanics Following Cement Augmentation with Different PMMA Volumes: A Comparison with Intact Spine
Authors :
Reihane Yazdani
1
Mohammdjavad (Matin) EinaAfshar
2
Azadeh Ghoochani
3
Nima Jamshidi
4
1- University of Isfahan
2- Aalborg University, Denmark
3- University of Isfahan
4- University of Isfahan
Keywords :
Bone cement augmentation،Vertebral compression fracture
Abstract :
This study presents a finite element analysis (FEA) of lumbar spine biomechanics following cement augmentation with varying volumes of polymethylmethacrylate (PMMA), aiming to identify the optimal volume for vertebral stability while minimizing stress on adjacent segments. A three-dimensional model of the L2–L3 motion segment was constructed from CT scans of a 50-year-old female patient using MIMICS and 3-Matic software. The cortical shell thickness was set to 1 mm, endplates to 0.8 mm, and the intervertebral disc was modeled based on patient anatomy and literature. Cement was idealized as a cylinder coaxial with a pedicle screw and embedded within the trabecular bone. Three cement volumes—1.0 mL, 1.5 mL, and 2.5 mL—were analyzed alongside an intact control model. Boundary conditions included full constraint of L3 and application of compressive and bending loads to L2. Simulations were performed using Abaqus CAE 2022 under dynamic explicit conditions. Results showed that 1.5 mL cement reduced compressive stress by 29.9%, while 2.5 mL yielded the greatest reductions in flexion (56.2%), lateral bending (2.5%), and axial rotation (3.3%). The intact vertebra exhibited maximum von Mises stress of 86.35 MPa under compression, compared to 60.5 MPa and 70.54 MPa for 1.5 mL and 2.5 mL cement, respectively. These findings suggest that moderate cement volumes offer superior biomechanical performance across multiple loading scenarios. Despite modeling simplifications, the study supports the use of simulation-based planning to optimize cement volume and enhance procedural safety in vertebral augmentation.
Papers List
List of archived papers
Evaluation of Mechanical and Biological Properties of PCL-coated Magnesium Scaffolds
Fatemeh Sharifabadi - Sayed Khatiboleslam Sadrnezhaad
کاربرد هوش مصنوعی در بازاریابی دیجیتال: تحلیل انگیزههای کاربران برای تقویت برندسازی در رسانههای اجتماعی
پریسا جعفری - سیروس فخیمی آذر - سلیمان ایرانزاده - حسین بوداقی خواجه نوبر
Effects of laminectomy on active-passive spine loads: a musculoskeletal finite element modeling investigation
Aida Ahmadi - Navid Arjmand - Parisa Azimi
تاثیر ویژگی های هیئت مدیره بر ابهام در اطلاعات حسابداری شرکت ها
ابراهیم نویدی عباسپور - سمیه ملازاده طسمالو
An Automatic Pipeline for Simultaneous EEG-fMRI Artifact-removal (SEFA)
Farid Hosseinzadeh - Amin Mohammad Mohammadi - Mehrdad Anvarifard - ُSasan Keshavarz - Elias Ebrahimzadeh - Hamid Soltanian-Zadeh
Numerical investigation of the effectiveness of cryosurgery on a liver tumor
Taha Samiazar - Mahkame Sharbatdar
طراحی و توسعه دستیار هوشمند مشاوره پزشکان در دانشگاه علوم پزشکی همدان
حبیب اله تحسینی - جواد کشوری کامران
بررسی استقرار مدیریت دانش در شرکت آب و فاضلاب استان خراسان جنوبی
محدثه مشفقی - محسن صفاریان - محمد کاظمی - مهدی کیخای مقدم - نسیبه موحدفر
کامپوزیت های پایه بیوپلیمری تقویت شده با الیاف طبیعی : مروری بر کاربردها در مهندسی بافت استخوان
شقایق شکرائی - ناهید حسن زاده نعمتی - عادله قلی پور کنعانی
استفاده از هوش مصنوعی جهت تولید یک مقاله تحقیقاتی حسابداری: بررسی پیامدها
رعنا شهدآور - حسین قشلاق سفلائی - حسین عبداله زاده خانقاه
more
Samin Hamayesh - Version 43.6.0