Método e fixação instrumentada para teste de fratura do fêmur em posição de queda sobre--quadril lateral

O objetivo geral deste protocolo experimental de teste de fratura de fêmur cadavérico é obter medições consistentes e reprodutíveis de resistência à fratura. Este método pode ajudar a responder a questões-chave na pesquisa da osteoporose, medindo as diferenças entre a força femoral osteoporótica e normal. A principal vantagem desta técnica é que o aparelho de teste imita uma queda baseada em local fisiológico no quadril.

Para a fixação do acessório grande, primeiro prenda firmemente o bloco de alumínio na máquina. Em seguida, use parafusos para prender a estrutura do acessório principal no bloco de alumínio e apoie o acessório com a colocação de um macaco de quatro toneladas, sob a parte do acessório que não repousa sobre o bloco de alumínio. Em seguida, use mais parafusos para prender um acessório de célula de carga de seis canais no acessório principal.

Para a fixação do dispositivo de travessa, fixe a primeira placa de base com a cruzeta da máquina ajustada para zero absoluto e as bordas curvas da placa de base, voltadas para a frente da máquina de teste. Use um parafuso giratório para prender a segunda placa de base. Em seguida, prenda o conjunto dos dois rolamentos deslizantes à segunda placa de base.

Gire a segunda placa de base de forma que o segundo conjunto de parafusos possa ser acessado a partir da parte superior da primeira placa de base. Em seguida, ajuste a cruzeta da máquina para uma posição relativa de 65 graus, para permitir a rotação manual das corrediças, ortogonal à célula de carga de seis canais. Depois que o acessório instrumentado tiver sido montado na máquina hidráulica do servidor padrão, conecte uma câmera de alta velocidade e um equipamento de iluminação aos tripés.

Posicione a câmera de frente para a máquina de teste e conecte a câmera à unidade de aquisição de dados. Depois de conectar o sistema de aquisição de dados, empurre manualmente a célula de carga e observe os traços do sinal de dados no view painel do software DAQ. Para confirmar a conexão e sincronização adequadas do sinal de disparo, célula de carga tricantérica, célula de carga principal, potenciômetro linear e célula de carga de seis canais.

Calibre o potenciômetro linear, prenda o dispositivo de potenciômetro linear à cruzeta e conecte o potenciômetro ao suporte. Aperte os parafusos para travar o corpo do potenciômetro e conecte o conector à unidade DAQ. Em seguida, mova manualmente o atuador 25 milímetros em uma estrutura de carga, para que a posição do potenciômetro se traduza da compressão máxima para a extensão máxima e registre os deslocamentos e a tensão correspondente para pelo menos três pontos de dados.

Plote o deslocamento versus a tensão e ajuste uma função linear aos dados. Em seguida, insira a inclinação da equação linear como fator de calibração na caixa de parâmetros de varredura do software DAQ. Para preparar o osso para o teste, coloque um osso descongelado limpo por 24 horas no dispositivo de varredura de acrílico e misture 60 gramas de pó de poli ou PMMA, com 30 gramas de resina líquida em um copo descartável sob uma coifa, até que o pó se dissolva.

Quando o PMMA for derramável, alinhe um copo de alumínio abaixo do tricanter e transvase o cimento de PMMA até a metade da altura do copo. Levante a plataforma de fixação para encaixar o osso no copo e deixe o PMMA polimerizar por 10 a 15 minutos. Quando o PMMA estiver claro e duro, mova o osso para o dispositivo de teste e centralize o copo de alumínio na placa, preso à célula de carga trianterica.

Ajuste os estágios lineares da célula de carga de seis canais, de modo que o copo de alumínio toque levemente a célula de carga e remova o pino do acessório para uma rotação lateral do acessório. Em seguida, centralize e abaixe a cruzeta para contato com a cabeça do fêmur e visualize o fêmur dos dois lados. Depois de verificar se a estrutura de carga servomecânica está programada adequadamente, clique em iniciar para iniciar a sequência de teste para fraturar o fêmur de teste.

Após a conclusão do teste, retraia manualmente o atuador. Remova o osso do acessório e prenda a extremidade quebrada proximal do osso ao eixo. Em seguida, embrulhe o osso Toalhas molhadas e sacos plásticos e retorne o osso para armazenamento de 20 graus Celsius.

Após a fratura, a força registrada no tricanter maior e o deslocamento registrado na cabeça do fêmur, usando a célula de carga de seis canais, podem ser plotados. As partes quebradas do osso podem então ser coladas para posterior imagem e classificação do tipo de fratura. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de verificar se todos os sistemas de aquisição de dados funcionam corretamente com fêmures de fibra de vidro antes de testar as amostras cadavéricas.

Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da biomecânica computacional, validarem previsões quantitativas de elementos finitos baseadas em tomografia computadorizada de força em fêmures osteoporóticos. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter um bom entendimento sobre como testar fêmures cadavéricos em uma configuração de queda no quadril.