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Modélisation implant du rachis

Santé

La modélisation d’un implant du rachis permet de comprendre le comportement de l’implant sous différentes sollicitations mécaniques. Dans le domaine de la santé et plus particulièrement du dispositif médical. Ainsi, on peut corriger ou valider les choix de conception effectués pendant le développement de l’implant.

Objectifs de la modélisation d’implant du rachis

Lorsque le dispositif médical, de type cage, est implanté dans le rachis, il sera soumis à divers chargements mécaniques. En compression, flexion, torsion, l’implant suivra les mouvements du patient et de sa colonne vertébrale. Il devra donc résister à ces efforts répétés.

Pendant le développement d’une nouvelle cage, on s’intéresse donc à représenter ces efforts par l’intermédiaire de modélisation et simulation mécanique. Ceci permet de rapidement tester les variantes de conception dans un environnement numérique. Il y en a parfois des dizaines pour seulement quelques paramètres variables.

Comme pour des prototypes physiques que l’on comparerait sur des bancs d’essai, la simulation des divers chargements sur l’implant peut répondre à un cahier des charges standard.

Résultat de la modélisation et informations obtenues

La simulation, dans le cas présent, se fait sur la cage et un biomatériau remplissant la cavité de l’implant. Cette simulation donne des résultats sous chargement statique et dynamique, et aide à optimiser l’épaisseur de la cage pour remplir l’objectif de résistance imposé.

Les chargements en torsion, compression et flexion peuvent aussi être reproduits en même temps dans la simulation. Cela facilite les décisions de conception à mettre en place en priorité.

Modélisation implant rachis

L’image montre la cage implantable dans le rachis, dans sa configuration initiale.

Maillage de l'implant et biomatériau

L’image montre un maillage généré pour tester le comportement de l’implant et biomatériau, par simulation numérique.

Modélisation implant rachis | En flexion

Déformation de la cage, sous sollicitation en flexion. Le rouge correspond au déplacement maximal.

Modélisation implant rachis | En torsion

Déformation de la cage, sous sollicitation en torsion. 

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