Este manuscrito, apresentamos um protocolo para fraturar cadavérico fêmures proximais de teste em uma queda lateral na configuração do quadril, usando luminárias instrumentadas, montadas em um frame hidráulico servo padrão. Nove sinais digitalizados, compreendendo as forças, momentos e deslocamento junto com dois fluxos de vídeo de alta velocidade são adquiridos durante o teste.
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Artigo de método
Método e fixação instrumentada para teste de fratura do fêmur em posição de queda sobre--quadril lateral
Neste artigo
Resumo
Resumo
Teste mecânico dos fêmures traz informações valiosas para a compreensão da contribuição de variáveis mensuráveis clinicamente como distribuição de densidade mineral óssea e da geometria sobre as propriedades mecânicas femorais. Atualmente, não há nenhum protocolo padrão para ensaios mecânicos de tais ossos geometricamente complexos para medida de resistência e rigidez. Para resolver esta lacuna, nós desenvolvemos um protocolo para testar fêmures cadavéricos à fratura e medir seus parâmetros biomecânicos. Este protocolo descreve um conjunto de dispositivos elétricos adaptávelas para acomodar as diversas magnitudes de carga e direções contabilidade para orientações de osso possível em uma queda na configuração do quadril, teste de velocidade, tamanho do osso e variações de perna perna direita esquerda. Os fêmures foram preparados para os testes realizados pela limpeza, corte, digitalização e envasamento a extremidade distal e trocânter maior entre em contato com superfícies em poly(methyl methacrylate) (PMMA) como apresentado em um protocolo diferente. As amostras preparadas foram colocadas no teste do dispositivo elétrico numa posição imitando uma queda lateral no quadril e carregadas para fratura. Durante os testes, duas forças verticais medidas de células de carga aplicada a cabeça do fêmur e trocanter maior, uma célula de carga de seis eixos medidas forças e momentos na diáfise femoral distal e um sensor de deslocamento medido deslocamento diferencial entre o trocanter e cabeça femoral entre em contato com o suporte. Câmeras de vídeo de alta velocidade foram utilizadas para sincronicamente, gravar a sequência de eventos de fratura durante o teste. A redução destes dados nos permitiu caracterizar a força, rigidez e fratura de energia por quase 200 osteoporóticos, osteopênicos, e pesquisa fêmures cadavéricos normais para o desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico baseados em engenharia para a osteoporose.
Introdução
Desenvolvimento de novos métodos para avaliação do risco de fratura do fêmur e fratura prevenção para uma queda no quadril requerem uma compreensão abrangente dos processos biomecânicos envolvidos durante a fratura. Teste de força cadavérico fêmur proximal tem provado para ser eficaz em determinar a relação entre a resistência femoral e fatores que afetam a capacidade estrutural do fêmur fornecendo importantes insights neste processo1,2 , 3. resistência femoral medida experimentalmente também é usada para validação de computadorizada quantitativa com base em análise por eleme....
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Protocolo
1. apego grande dispositivo elétrico
- remover dispositivos elétricos padrão da máquina.
- Mover do crosshead separados para acomodar a fixação interna.
- Coloque o bloco de alumínio (parte n º 1 na figura 1A) na máquina e firmemente na máquina usando dois parafusos; o buraco no centro acomoda a célula de carga máquina.
- Colocar a estrutura principal do dispositivo elétrico (parte n º 2 na figura 1B) no bloco de alumínio e anexá-lo com segurança para o bloco com 4 parafusos.
- Coloque um jack de quatro toneladas sob a parte do dispositivo elétrico que não descansa s....
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Resultados
Dispositivos elétricos internos são montados os dispositivos elétricos padrão são retirados da máquina de teste. Primeiro, a fixação de fundo pesado é montada e fixada (Figura 1). Isso inclui um braço estendido para manter a célula de carga de 6 canais, que também permite que a diáfise femoral ser alinhado em um ângulo de adução desejado. Em seguida, o dispositivo elétrico do crosshead, incluindo dois rolamentos de fricção corrediça é montado para acomodar a .......
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Discussão
Propusemos um protocolo para fraturar testar os fêmures cadavéricos proximais em uma queda na configuração do quadril, com o qual nós testamos com sucesso cerca de 200 amostras. O protocolo inclui vários dispositivos elétricos projetados in-house para resistência femoral testes sob condições de carregamento diferentes. O dispositivo elétrico permite testes dos fêmures esquerdos e direito em diferentes velocidades de testes e orientações para o osso. Depois de montar o dispositivo elétrico e os instrumentos de medição, um.......
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Divulgações
Os autores têm sem divulgações pertinentes.
Agradecimentos
Gostaríamos de agradecer aos materiais e facilidade do núcleo testes estruturais e divisão de engenharia da clínica Mayo para suporte técnico. Além disso, gostaríamos de agradecer a Lawrence J. Berglund, James Bronk, Brant Newman, antro de op de Jorn Buijs, pH.d., por sua ajuda durante o estudo. Este estudo foi suportado financeiramente pelo fundo de inovação Grainger da Fundação Grainger.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Scanner de tomografia computadorizada | Siemens | Somatom Scanner de definição (Siemens, Malvern, PA) | Equipamento de tomografia computadorizada |
| Quantitativo CT Phantom | Midways Inc, San Francisco, CA | Modelo 3 Calibração de TC Phantom | Usado para obter valores de BMD de unidades Hounsfield na imagem de TC |
| Resina Ortodôntica Higênica (PMMA) | Patterson Dental Supply | H02252 | Substância controlada e pode ser comprado com a devida aprovação |
| Freezer | Kenmore | N/A | Este é um armazenamento de -20oC para |
| scanner de raios X | General Electric | 46-270615P1 | equipamento de imagem de raios-X. |
| Filmes de raios-X | Kodak | N/A | Usado para exibir imagens de raios-X |
| Revelador de raios-X | Kodak X-Omatic | M35A X-OMAT | Usado para revelar imagens de raios-X |
| de raios-X | Kodak X-Omatic | N/A | Usado para segurar filmes de raios-x |
| Solução salina fisiológica (cloreto de sódio a 0,9%) | Baxter | NDC 0338-0048-04 | Usado para manter amostras hidratadas |
| Bisturis e raspadores | Bard-Parker | N/A | Usado para limpar o osso dos tecidos moles |
| Hotte Hamilton | 70532 | Usado para ventilação ao preparar PMMA para envasamento de amostras Técnicas de | |
| carga de eixo único | , Temecula, CA, EUA | LPU-3K; S/N | 219627 Capacidade 3000 LBS |
| Célula de carga de seis canais | JR3,Woodland, CA | 45E15A4 | Classificação de carga mecânica 1000N |
| Potenciômetro linear | Novotechnik, Southborough, MA, EUA | Usado para adquirir deslocamentos lineares durante o teste | |
| Rolamento de esferas deslizante | Schneeberger | Tipo NK | Parte do dispositivo de teste |
| Máquina de teste mecânico | MTS, Minneapolis, MN | 858 Mini Bionix II | Usado para compressão do fêmur Unidade de |
| iluminação | ARRI | Necessário para gravações de vídeo de alta velocidade câmera | |
| de vídeo de alta velocidade | Photron Inc., San Diego, CA, EUA | Photron Fastcam APX-RS | Usado para capturar as gravações de vídeo de alta velocidade dos eventos de fratura |
| Photron FASTCAM Viewer | Photron Inc., San Diego, CA, EUA | Ver.3392(x64) | Usado para visualizar as gravações de vídeo de alta velocidade Lente |
| câmera | Zeiss | Zeiss Planar L4/50 ZF Lente | Necessária para alta resolução de imagem |
| Placa condicionadora de sinal (DAQ) | National Instruments | Conector de sinal de entrada/saída | |
| Signal Express | National Instruments | N/A | Software de aquisição de dados |
| Laptop | Dell | N/A | Usado para monitorar e adquirir todos os sinais do procedimento de teste |
Referências
- Bouxsein, M. L., Szulc, P., Munoz, F., Thrall, E., Sornay-Rendu, E., Delmas, P. D. Contribution of trochanteric soft tissues to fall force estimates, the factor of risk, and prediction of hip fracture risk. J Bone Miner Res. 22, 825-831 (2007).
- Rezaei, A., Dragomir-Daescu, D.
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Reimpressões e permissões
