Exam example

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Nome Cognome Matricola [5 punti] ESERCIZIO - Si consideri un disco intervertebrale lombare esemplificato come due cilindri concentrici, che descrivono l’annulus fibrosus ( modulo elastico E AF=25MPa) e il nucleo polposo, al cui interno è stata impiantato un graft osseo (G) avente modulo elastico E G(t) dipendente dal tempo di guarigione, come indicato sul grafico. Per massimizzare la fusione, il disco è stabilizzato da una placca fissata tramite viti alle vertebre adiacenti . La placca è di titanio ( ETi=110GPa), ad eccezione della porzione centrale in PEEK ( EPEEK=1GPa) posta a cavallo del disco. La geometria del sistema è del tutto nota. Assumendo che in postura eretta sul disco agisca un carico assiale F equivalente al peso di un soggetto di 100Kg, e che il sistema po ssa essere descritto come un sistema di molle in parallelo e/ o serie , si calcoli il margine di sicurezza della porzione centrale di placca, sapendo che ha snervamento σSN=40MPa. Si considerino solo i carichi assiali e si trascuri il contributo delle vertebre, delle viti e delle porzioni di placca a contatto con le vertebre. [5 punti] DOMANDA - Si elenchino le specifiche di progetto di un fissatore spinale. 1. essere facilmente impiantabile, possibilmente con approccio mini-invasivo; 2. sopportare i carichi statici applicati durante la chirurgia (vite: inserimento, avvitamento/svitamento, carichi di punta, manovre di correzione). I sistemi di ancoraggio (viti e uncini) sono spesso usati per applicare manovre intraoperatorie di correzione basati su sistemi di leve (distrazione e compressione); inoltre devono mantenere la correzione nel tempo; 3. garantire la stabilità meccanica dei dispositivi di ancoraggio sia subito dopo l’impianto (stabilità primaria) sia nel tempo (stabilità secondaria); 4.…