ASTM F1717 압축·인장 시험을 모사한 척추경 나사못 M3DT를 개발하고, 실험 평균 대비 오차 10% 이하로 신뢰성을 확보하였습니다. 단일 형상당 약 2,250만 원에 달하는 물리 시험 비용을 대체할 수 있습니다.
“척추경 나사못의 강도가 충분한가?”
척추관 협착증·퇴행성 디스크 수술 등에서 척추 안정성을 부여하기 위해 널리 사용됨. ASTM F1717 규격에 따라 압축·인장 시험을 수행하고 동일한 3차원 모델로 시뮬레이션하여 강성·항복 하중·항복 변위·20mm 변위 하중을 예측·비교함.
| 구성품 | 재질 | 물성 출처 |
|---|---|---|
| UHMWPE block | UHMWPE | ASTM D638 시험 |
| Spinal rod | Ti-6Al-4V ELI | ASTM E8 시험 |
| Pedicle screw | Ti-6Al-4V ELI | ASTM E8 시험 |
| Set screw | Ti-6Al-4V ELI | ASTM E8 시험 |
재료 물성은 표준 시험(ASTM D638 / E8)으로 취득한 값을 적용함.
| 지표 | 시험 평균 | 시뮬레이션 | 오차 (%) |
|---|---|---|---|
| 강성 (N/mm) | 36.76 | 38.80 | +5.55 |
| 항복 하중 (N) | 509.69 | 527.15 | +3.43 |
| 항복 변위 (mm) | 15.38 | 15.11 | -1.76 |
| 20mm 반력 (N) | 583.31 | 606.11 | +3.91 |
| 지표 | 시험 평균 | 시뮬레이션 | 오차 (%) |
|---|---|---|---|
| 강성 (N/mm) | 42.38 | 43.27 | +2.10 |
| 항복 하중 (N) | 615.00 | 624.29 | +1.51 |
| 항복 변위 (mm) | 16.03 | 15.95 | -0.50 |
| 20mm 반력 (N) | 724.82 | 719.30 | -0.76 |
※ 오차(%)는 시험 평균 대비 시뮬레이션의 상대 오차이며, 녹색은 목표 오차율(10% 이하) 충족을 의미합니다.
본 사례는 부산대학교병원의 「척추경 나사못 강도 시험 M3DT (ANSYS)」 기술 보고서를 기반으로 정리되었습니다. 원문 보고서(PDF) 및 상세 그래프는 자료실을 통해 순차적으로 공개됩니다.
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