No abstract

Background Posterior pedicle screw (PS) fixation, a common treatment method for widespread low-back pain problems, has many uncertain aspects including stress concentration levels, effects on adjacent segments, and relationships with physiological motions. A better understanding of how posterior PS fixation affects the biomechanics of the lumbar spine is needed. For this purpose, a finite element (FE) model of a lumbar spine with posterior PS fixation at the L4–L5 segment level was developed by partially removing facet joints (FJs) to imitate an actual surgical procedure. This FE study aimed to investigate the influence of the posterior PS fixation system on the biomechanics of the lumbar spine before and after fusion by determining which physiological motions have the most increase in posterior instrumentation (PI) stresses and FJ loading. Results It was determined that posterior PS fixation increased FJ loading by approximately 35% and 23% at the L3–L4 adjacent level with extension and lateral bending motion, respectively. This increase in FJ loading at the adjacent level could point to the possibility that adjacent segment disease has developed or progressed after posterior lumbar interbody fusion. Furthermore, analyses of peak von Mises stresses on PI showed that the maximum PI stresses of 272.1 MPa and 263.7 MPa occurred in lateral bending and flexion motion before fusion, respectively. Conclusions The effects of a posterior PS fixation system on the biomechanics of the lumbar spine before and after fusion were investigated for all physiological motions. This model could be used as a fundamental tool for further studies, providing a better understanding of the effects of posterior PS fixation by clearing up uncertain aspects.

No abstract

Bu çalışmanın amacı, Al2014 alüminyum alaşımının kaplamasız sementit karbür takım ile delinmesi sonucunda itme kuvvetinin deneysel ve simülasyon sonuçlarını kıyaslamaktır. Deneysel çalışmada, farklı seviyelerde kesme parametreleri (kesme hızı ve ilerleme miktarı) kullanılarak delme işlemi yapılmıştır. Kesme kuvveti için nümerik analizler, sonlu elemanlar yöntemine dayalı çözümleme yapan ThirdWave Advantedge simülasyon programıyla gerçekleştirilmiştir. 0,1, 0,2 ve 0,3 mm/dev sabit ilerleme miktarlarında kesme hızının %35 artmasıyla itme kuvveti sırasıyla %9,1, %12,8 ve %18,6 düşmüştür. 170, 200 ve 230 sabit kesme hızlarında, ilerleme miktarının 0,1'den 0,3 mm/dev'e çıkarılmasıyla itme kuvveti sırasıyla %23,9, %16,1 ve %11 artmıştır. İtme kuvvetinin kesme hızının artmasıyla azaldığı, ilerleme miktarının artması arttığı belirlenmiştir. Sonlu elemanlar yöntemiyle gerçekleştirilen delme simülasyon sonuçları da deneysel sonuçlar ile benzerlik göstermiştir. Çalışma sonucunda, deneysel olarak ölçülen itme kuvveti ile simülasyon sonucunda elde edilen kuvvet değerleri arasında ortalama %7'lik bir fark olduğu belirlenmiş ve sonlu elemanlar modelinin uygulanabilirliği kanıtlanmıştır.

No abstract