Etude Numérique en 3D de l’Effet de Matériaux d’une Cupule sur une Prothèse de Hanche

Abstract

La simulation numérique est devenue un outil essentiel en biomécanique pour la compréhension du comportement mécanique des parties articulaires du corps humain. De nombreuses études dans le domaine de biomédical, connaît également un intérêt majeur quant à l’utilisation de la simulation numérique notamment pour le développement de prothèses totales de hanches, ses deux principaux éléments sont la tête et la cupule, qui assurent la fonctionnalité de l’articulation.Les résultats obtenus nous ont permis essentiellement d’analyser la répartition des contraintes et déformations en comparant la localisation du point chaud pour les cas analysés qui montrent clairement, que le couple de matériaux 316L/ UHMWPE pour un diamètre de cupule Ø36x50mm , a donné une meilleure répartition des contraintes-déformations au niveau de la cupule comparée à ceux donnés par les couples de matériaux 316L/PP Vierge et 316L/ PP extrudé pour les autres diamètres. L’augmentation de la durée de vie en service d’une prothèse totale de hanche, est conditionnée par l’amélioration de ses performances mécaniques, notamment la bonne optimisation de sa forme (diamètre, épaisseur,..) et son couple de matériau utilisé. L’objectif de cette mémoire est d’analyser, par simulation numérique, le comportement mécanique in-vitro d'une cupule d'une prothèse totale de hanche, en utilisant quatre diamètres différents de la cupule (Ø22,2x50mm, Ø28x50mm et Ø32x50mm et Ø36x50mm) avec trois couples de biomatériaux tête-cupule utilisés (316L/UHMWPE, 316L/PP Vierge et 316L/ PP extrudé) sous l'effet de sollicitations engendrées par le corps, en vue de choisir le couple qui offre une meilleure bio fonctionnalité, nous voulons mettre en relief les effets du diamètre interne de la cupule, et la nature des biomatériaux utilisés sur le fonctionnement et la fiabilité des prothèses étudiées.