بررسي شكست پروانه‌اي استخوان با كنترل ميزان بار اعمالي در نرخ‌هاي كرنشي متفاوت

Evaluation of Bone Butterfly Fracture by Controlling the Applied Load at Different Strain Rates

شكستگي استخوان بلند، يكي از شكستگي‌هاي شايع است كه در اثر ضربه يا اعمال نيروي خارج از مركز اتفاق‌ مي‌افتد. يكي از انواع اين شكستگي‌ها، شكست پروانه‌اي است. اين نوع شكست، با اعمال نيروي ناگهاني يا نيروي تركيبي به‌وجود مي‌آيد. تعداد خطوط شكستگي در اين جراحت، بيشتر از شكستگي‌هاي ديگر است؛ بنابراين بررسي شرايط وقوع اين شكستگي، به شناسايي هرچه بيشتر آن كمك مي‌كند. هدف از انجام اين مطالعه، بررسي تاثير نرخ كرنش و استفاده از بست در ايجاد اين شكست در نمونه‌هاي استخواني است. نمونه‌هاي استخوان متاكارپال گوسفند، در چهار گروه آزمايشي متفاوت از لحاظ نرخ كرنش، شرايط بارگذاري و شرايط مرزي، استفاده شده‌اند. گروه اول تحت خمش ساده با نرخ mm/s 20 و گروه‌هاي دوم و سوم، به‌ترتيب با نرخ كرنش mm/s 5 و mm/s 20 تحت نيروي تركيبي خمشي و فشاري محوري قرارگرفته‌اند. در گروه چهارم، نمونه‌هاي استخواني همراه با بست تحت نيروي تركيبي قرار گرفته‌اند. مقايسه يافته‌هاي آزمون تحليل يك‌طرفه گروه اول و سوم با اختلاف معناداري نشان‌مي‌دهد كه اعمال نيروي محوري، تعداد شكست پروانه‌اي را افزايش ‌مي‌دهد. مقايسه گروه دوم و سوم نشان‌ داده ‌است كه در نرخ كرنش بيشتر، تعداد شكست پروانه‌اي بيشتري ديده‌ مي‌شود. نتيجه‌هاي آزمون همبستگي نشان‌مي‌دهدكه با اعمال بست، اثر نيروي تركيبي و همچنين نرخ بالا در تشكيل اين نوع شكست، از بين رفته ‌است؛ به‌علاوه، آزمون همبستگي پيرسون براي نتيجه‌هاي گروه‌هاي اول و چهارم، نشان‌دهنده شباهت 947/0 اين دو گروه است.

Long bone fracture is the most prevalent traumatic fractures that accures due to the strike and attacted load exertions, which one of them is the butterfly fracture. This type of fracture may happen with sudden and combined forces. Since in this type of fracture, the number of fracture lines is more than other types of fractures, developing a prohibitive method may be usfull. The present paper is aimed to investigate the effects of strain rate and use of fastener on butterfly fracture in bone samples. To this end, invivo sheep metacarpal bone samples were examined in four groups: distinguished based on different strain rates, loading conditions and boundry conditions. The first one underwent pure bending at rate of 20 mm/s. The second group and third group experience combined bending and axial compression at rate of 5 mm/s and 20 mm/s, respectively. Bone samples in the fourth group, however, sustained combined loading of bending and axial compression while their ends had been fixed. Comparison between the first and third groups significantly stated that exerting axial compression increases the number of butterfly fractured samples. Results show that at the higher strain rates, the number of butterfly fracture increases. Constraining the ends of the bone samples, on the other hand, led to dissipate the effects of combined loading and also high strain rate. Furthermore, a considerable accordance was observed based on Pearson Correlation test by amount of 0.947.