شهادة ماجستير من جامعة نيوكاسل / المملكة المتحدة
من أجل النهوض بواقع التعليم العالي ولكي يستعيد العراق مكانته الحقيقية بين دول العالم وضمن برنامج اللجنة العليا لتطوير التعليم في العراق / مكتب دولة رئيس الوزراء . حصل المهندس علي كامل بنيه في قسم هندسة الطب الحياتي على شهادة الماجستير بدرجة جيد جدا في تخصص هندسة الطب الحياتي من جامعة نيوكاسل / المملكه المتحده عن رسالته الموسومة
Wear Test of Reverse Total Shoulder Arthroplasty (rTSA) Using a Unique Multi-Station Shoulder Joint Simulator
( اختبار التاكل لمفصل الكتف الاصطناعي العكسي باستخدام اول جهاز محاكاة لمفصل الكتف متعدد المحطات )
كان الهدف من البحث هو اختبار التاكل لمفصل الكتف الاصطناعي العكسي باستخدام اول جهاز بالعالم يحاكي مفصل الكتف الطبيعي تم تصميم الجهاز وتصنيعه في جامعة نيوكاسل البريطانيه بحيث يستطيع الجهاز بمحاكاة ثلاثيه الابعاد لمفصل الكتف الطبيعي وباستطاعته بتمثيل اي حركه لمفصل الكتف. تم تطبيق اختبار التاكل بتطبيق حركة mug to mouth motion وبسرعة 1Hz على خمس نماذج لمفصل الكتف العكسي وباستخدام bovine serum لتمثيل السائل المفصلي في مفصل الكتف الطبيعي لمدة خمس ملايين حركه. تم حساب مقدار التاكل لكل مفصل ومن ثم تم اخذ معدل التاكل للنماذج الخمسه التي تم اختبارها. ولايجاد مقدار التاكل الدقيق تم طرح مقدار التاكل للمفاصل الخمسه من مفصل سادس تم اخذه كمرجع بحيث تم تسليط حمل فقط على المفصل السادس بدون حركه. وقد اظهرت النتائج بان مقدار التاكل يزداد بشكل تدريجي مع الزمن بحيث كان معدل التاكل الكلي للاختبار 30.20±1.58 mm3/10^6 cycles
وقد بينت النتائج بان الجهاز قادرعلى المحاكاة الحقيقه لتمثيل مفصل الكتف وبينت نتائج التاكل بانه يمكن مقارنة النتائج المختبريه مع نتائج التاكل التي تم ايجادها من المفاصل المسترجعه من المرضى.
Abstract:
Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) wear debris is now recognized as one of the main reasons for the loosening and failure of total artificial joints. Formerly, all artificial shoulder prostheses were tested using a hip joint simulator to evaluate its wear performance. Despite the hip simulator being widely used to assess the wear performance of shoulder arthroplasty, it is not possible to simulate all shoulder motions. Therefore, the need to design a new machine able to emulate all shoulder motions with different loads became essential. A team from the School of Mechanical and System Engineering/ Newcastle University were the first to design a unique shoulder wear simulator. A five-station shoulder simulator was designed and built which featured simplified motion and loading. Five 44 mm diameter cobalt chrome molybdenum (CoCrMo) glenospheres were articulated against UHMWPE cups in 50 per cent bovine serum for 4.5 x 106 cycles. ‘Mug to mouth’ motion was simulated at a speed of 1 Hz. A gravimetric wear measurements method was used to assess the wear of cups, with one sample used as a control to find out the true mass loss. The test was divided into two phases; the first phase lasted 0 – 2 million cycles whereas the second phase was 2.5 – 4.5 million cycles. The mean wear rate of the first and second phases was 14.58 ± 1.9 and 49 ± 1.58 mm3 / 106 cycles, respectively, while the mean wear rate of the entire test was 30.20 ± 1.58. The wear rate of the second phase was three fold higher than the first phase, which clearly shows that the wear rate increased linearly with increasing sliding distance. The wear factor of the entire test was 2.4 x 10-6 mm3/Nm, while for the first phase it was 2.21 x 10-6 mm3/Nm. The surface roughness (Ra) of the tested cups was lower than the surface roughness of the control cup which was used as initial measurements. Cups one, two, and three that underwent 4.5 million cycles exhibited close surface roughness, which were 0.343, 0.328, and 0.381, respectively. Scratching was the predominant damage mode for all five tested cups, due to the abrasive wear mechanism.