إن الاندمال العظمي هو آلية بيولوجية معقدة تتأثر بالعديد من العوامل الهرمونية و الغذائية و الوعائية و إن مصطلح النظرية البيوميكانيكية الوظيفية للاندمال العظمي هو مفهوم مقترح للمرة الأولى من قبلنا بهدف كشف و دراسة تأثير القوانين الميكانيكية على النسيج
العظمي مما يسمح بدراسة استجابتها الميكانيكية ومحاكاتها اعتماداً على قوانين التوازن والحركة ونبيّن أن الاندمال العظمي ليس إلا تأقلماً لآلية التصنيع العظمي الذاتي في الوسط الميكانيكي المحيط، وهي مصطلح أوسع وأشمل وأدق علمياً من مصطلح الضغط الحيوي المعتمد سابقاً والذي يشكل مع المفاهيم الأخرى معايير تقييم فعالية أدوات التثبيت العظمي المستخدمة في معالجة الإصابات الرضية والتقويمية
أهمية و أهداف البحث : يهتم علم الميكانيك الحيوي بدراسة وظيفة و حركة النسج الحيوية اعتماداً على خصائصها الميكانيكية. يعد العظم من أهم النسج الحيوية حيث يعطي للجسم قوامه و كذلك يؤمن استقراره أثناء الوقوف و الحركة. على وجه الخصوص، يؤمن عظم الفخذ استقرار
الجسم أثناء الوقوف كما أنه له دوراً رئيسياً في تحقيق مشية طبيعية و في انتقال متجانس للقوى و العزوم.
يتمثل هدف هذا البحث في تصميم نموذج رقمي لعظم الفخذ البشري بدء من الصور الطبية التشريحية عالية الدقة، و ذلك بالاستفادة من البرامج الهندسية المختصة بمعالجة الصور الطبية و بالتصميم الهندسي في سعي لمحاكاة استجابته الميكانيكية. تتمثل فائدة ذلك في تقديم معلومات طبية هامة لأطباء الجراحة التقويمية حول نوع و توزع الإجهادات الأعظمية مما يساعد في توقع مسارات و تفسير أسباب الكسور و التشوهات، كما يتيح إمكانية تقييم الاستقرار الميكانيكي لطرق التثبيت و التقويم الجراحي.
مواد و طرائق البحث: تم إنتاج نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد لعظم الفخذ اعتماداً على صور طبقية محورية لمنطقة الورك و ذلك باستخدام برنامج DeVIDE v. 9.8 لمعالجة الصور الطبية. تم بعد ذلك بناء نموذج ثلاثي الأبعاد و إنجاز كل من التحليل الميكانيكي السكوني و تحليل التعب باستخدام البرنامج Ansys 14.5.
النتائج و المناقشة: تم تحديد الخطوات اللازمة لتصميم النماذج الخاصة ثلاثية الأبعاد انطلاقاً من الصور الشعاعية. أظهرت النتائج لتوزع الإجهادات و الانزياحات ضمن عظم الفخذ البشري الطبيعي عند شروط تحميل طبيعية، حيث بلغت قيمة الانزياح الأعظمي الإجمالي للنموذج 7.18 mm، في حين بلغت القيمة الأعظمية للإجهاد المكافئ للقيمة 26.21 ميغاباسكال. أظهرت نتائج التعب لقيمة حياة قدرها 1e6 و قيمة دنيا لمعامل أمان تساوي 3.28.
الاستنتاجات و التوصيات:يوصى باعتماد البرمجيات و تقنيات التحليل الرقمية في نمذجة و محاكاة الأنسجة الحيوية بشكل ثلاثي الأبعاد و ذلك بغية استخدامها في التطبيقات الطبية المختلفة بما يخص الجراحة التقويمية أو تقييم الأطراف التعويضية الصناعية.
