एसएलएम सूक्ष्म खुरदरापन और मैंडिबुलर टाइटेनियम प्रत्यारोपण में थकान

चयनात्मक लेज़र पिघलने (SLM) द्वारा निर्मित एक टाइटेनियम मेश फेशियल इम्प्लांट दो साल की सेवा के बाद भयावह रूप से विफल हो गया है। मामले का फोरेंसिक विश्लेषण यह निर्धारित करने पर केंद्रित है कि क्या सिंटरिंग प्रक्रिया में निहित माइक्रो-रफनेस ने तनाव सांद्रक के रूप में कार्य किया, जिससे यांत्रिक थकान दरारें शुरू हुईं। यह अध्ययन चक्रीय लोडिंग स्थितियों को दोहराने और फ्रैक्चर की उत्पत्ति का पता लगाने के लिए कंप्यूटेड टोमोग्राफी, परिमित तत्व सिमुलेशन और सतह विश्लेषण को जोड़ता है।

फोरेंसिक वर्कफ़्लो: वॉल्यूमेट्रिक स्कैनिंग से लोड सिमुलेशन तक 🔬

विश्लेषण प्रक्रिया VGSTUDIO MAX में फ्रैक्चर्ड इम्प्लांट के माइक्रो-सीटी स्कैन से शुरू होती है। यह सॉफ्टवेयर सिंटरिंग की सतही अनियमितताओं सहित लैटिस की वास्तविक ज्यामिति का पुनर्निर्माण करता है। इस पॉइंट क्लाउड से, एक परिमित तत्व मेश उत्पन्न होता है जिसे Ansys Mechanical में निर्यात किया जाता है। सिमुलेशन वातावरण में, चबाने और मांसपेशियों के संकुचन का प्रतिनिधित्व करने वाले चक्रीय भार लागू किए जाते हैं। सतह खुरदरेपन का पैरामीट्रिक अध्ययन माइक्रो-नॉच को तनाव सांद्रक के रूप में मॉडल करने की अनुमति देता है। परिणाम बताते हैं कि उच्चतम वॉन मिज़ेस तनाव वाले क्षेत्र भौतिक नमूने में देखे गए दरार की शुरुआत के बिंदु से बिल्कुल मेल खाते हैं।

SLM इम्प्लांट्स में पोस्ट-प्रोसेसिंग पर विचार ⚙️

यह मामला दर्शाता है कि SLM की सतह खुरदरापन केवल एक सौंदर्य संबंधी समस्या नहीं है, बल्कि इम्प्लांट के थकान जीवन के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है। रासायनिक या यांत्रिक पोस्ट-प्रोसेसिंग (जैसे इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग या सैंडब्लास्टिंग) की अनुपस्थिति ने सिंटरिंग के माइक्रो-नॉच को बरकरार रखा। भविष्य के डिजाइनों के लिए, सिमुलेशन में टोमोग्राफी द्वारा मापी गई वास्तविक खुरदरापन से प्राप्त तनाव एकाग्रता कारक शामिल होना चाहिए। सबक स्पष्ट है: चक्रीय भार के अधीन इम्प्लांट्स में, सतह की सूक्ष्म संरचना नैदानिक सफलता और भयावह फ्रैक्चर के बीच की सीमा को परिभाषित करती है।

क्या SLM द्वारा प्रेरित सतह खुरदरापन मापदंडों और मैंडिबुलर टाइटेनियम इम्प्लांट्स में थकान जीवन में कमी के बीच सीधा संबंध स्थापित करना संभव है, या प्रक्रिया के अवशिष्ट तनाव जैसे कारक अधिक प्रभावित करते हैं?

(पी.एस.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी थकान जैसी होती है।)