कूल्हे की त्रिआयामी फ्रैक्चर: डिज़ाइन और सरंध्रता से सीख

एक वैयक्तिकृत कूल्हे का कृत्रिम अंग, जो टाइटेनियम में 3D प्रिंटिंग द्वारा निर्मित किया गया था, दो साल के उपयोग के बाद विफल हो गया है। रोगी को जोड़ में फ्रैक्चर हुआ, जिसके कारण सर्जिकल पुनरीक्षण करना पड़ा। अब इस मामले का एक गहन तकनीकी अध्ययन के रूप में विश्लेषण किया जा रहा है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि विफलता का कारण सिंटर्ड सामग्री में अत्यधिक सरंध्रता थी या जनरेटिव डिज़ाइन के दौरान प्रभाव भार के अनुकरण में कमी थी।

माइक्रो-सीटी और सिमुलेशन: विफलता का निदान 🔬

फोरेंसिक टीम ने फ्रैक्चर्ड प्रोस्थेसिस की माइक्रो-सीटी छवियों को संसाधित करने के लिए VGSTUDIO MAX का उपयोग किया। विश्लेषण से फीमर गर्दन में परस्पर जुड़े सरंध्रता के क्षेत्रों का पता चला, ठीक वहीं जहां दरार शुरू हुई थी। ये गुहाएं, जो टाइटेनियम Ti6Al4V के चयनात्मक लेज़र सिंटरिंग (SLM) की विशिष्ट हैं, तनाव सांद्रक के रूप में कार्य करती थीं। समानांतर में, मूल CAD मॉडल को Ansys Mechanical में पुनः बनाया गया। सिमुलेशन ने दिखाया कि जनरेटिव डिज़ाइन, जो सामान्य चाल के चक्रीय भार के लिए अनुकूलित था, ने आकस्मिक भार परिदृश्य, जैसे ठोकर लगना या पार्श्व प्रभाव, पर विचार नहीं किया। Materialise Magics में जनरेटिव डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर ने अप्रत्याशित भार चोटियों के प्रतिरोध पर वजन घटाने को प्राथमिकता दी।

डिज़ाइन को स्थायित्व को कैसे मारने से रोकें ⚙️

यह मामला 3D प्रोस्थेसिस के क्षेत्र के लिए एक महत्वपूर्ण सबक को रेखांकित करता है: वैयक्तिकरण को न केवल शरीर रचना के अनुकूल होना चाहिए, बल्कि रोगी के बायोमैकेनिकल जोखिमों के भी अनुकूल होना चाहिए। सिमुलेशन में गिरने या अचानक गति के बराबर प्रभाव भार को शामिल करना अनिवार्य है। इसके अलावा, माइक्रो-सीटी के साथ प्रिंट के बाद गुणवत्ता नियंत्रण अनिवार्य होना चाहिए, जिसमें सरंध्रता की अधिकतम सीमा निर्धारित की जाए। KeyShot जैसे उपकरणों का उपयोग सर्जन को विफलता विश्लेषण की दृश्य रिपोर्ट प्रस्तुत करने के लिए किया जा सकता है, जिससे प्रत्यारोपण के पुन: डिज़ाइन पर निर्णय लेने में सुविधा होती है।

क्या दो साल के उपयोग के बाद थकान फ्रैक्चर से बचने के लिए टाइटेनियम 3D हिप प्रोस्थेसिस के डिज़ाइन में परिमित तत्व सिमुलेशन द्वारा महत्वपूर्ण सरंध्रता की भविष्यवाणी करना संभव है?

(पी.एस.: 3D प्रोस्थेसिस इतने वैयक्तिकृत होते हैं कि उनके पास फिंगरप्रिंट भी होता है।)