Material study to prevent fatigue ruptures of rods used to heal scoliosis

Abstract

Cette étude a pour objet les tiges de croissances implantées dans les colonnes vertébrales des patients atteints de scoliose idiopathique. L'étude vise principalement à vérifier si un modèle numérique est capable de prédire les ruptures qu’apparaissent sur celles-ci sur base de quelques expériences réalisées à l’UCL et en utilisant uniquement les propriétés caractéristiques du matériau. Elle vise également à comprendre les causes de rupture par fatigue sur bases de ces modèles numériques. Pour ce faire, une modélisation LAGAMINE a été nécessaire pour simuler le pliage de la tige de croissance par le « French-Bender ». Et une seconde modélisation LAGAMINE a été faite pour simuler l’expérience de fatigue réalisée à l’Université de Louvain après le pliage. Les résultats ont montré que le modèle de pliage était proche de la réalité. Le modèle de fatigue nécessite cependant de retrouver, les réels paramètres de fatigue, en effectuant plus d’expérience afin d’avoir des comparaisons plus concluants. Quelques comparaisons entre les tiges de croissances comme le titane commercialement pur (Ti-Cp), le cobalt-chrome (Co-Cr) et les alliages en titanes (Ti-Al-6V4) auront également lieu. Ce rapport se conclue en démontrant que pré-plier une tige donne de meilleurs comportements en fatigue si les efforts appliqués par après sur la tige sont appliqués dans le même sens du pliage. Le cas le plus défavorable semble être le cas où l’effort s’appliquerait dans le sens inverse du pliage originel.