Разработка новых методов оценки риска переломов бедренной кости и предотвращения разрушения для падения на бедре требуют всеобъемлющего понимания биомеханические процессы во время разрушения. Испытания прочности трупной проксимального отдела бедренной кости оказался эффективным при определении связи между бедренной силы и факторы, влияющие на структурных способность бедра, предоставляя важную информацию в этот процесс1,2 , 3. экспериментально измеренная бедренной сила используется также для проверки на основе количественных компьютерная томография анализа методом конечных элементов (QCT/FEA) который позволяет неинвазивная Оценка перелом прочности4,5, 6,7.
На сегодняшний день, существует не признанных стандартная процедура для проверки всей бедренной образцов для разрушения. Чтобы изолировать клинически измеряемом переменных (например, минеральной плотности костной ткани и геометрии) и их влияние на бедренной прочность, важно для экспериментального тестирования осуществляться образом контролируемый и повторяемости. Трупной бедрах имеют неправильной формы и диапазон размеров8 и могут быть получены от мужского или женского пола трупов разных возрастов, что делает невозможным проверить с помощью встроенных светильников стандарт испытаний машин. В сторону падения на бедра событий больше вертела подвергается сжимающей нагрузки, в то время как проксимального отдела бедренной кости могут возникнуть сложные загрузки, включая сжатие, напряженность, изгиб момент и кручения. Такие сценарии загрузки тестирования добавляет сложности к экспериментальный дизайн. Таким образом арматуре, как один из важных компонентов тестирования протокола, должны быть специально разработаны, изготовлены и установлены для размещения бедренной образцы различных форм и размеров и различные тестирования скорости. Этот прибор необходимо также провести образцы для испытаний в диапазоне желаемой ориентации для имитации возможного воздействия нагрузок от падения на бедра. Для удовлетворения такого разнообразия условий, прибор необходимо иметь несколько стационарных и перемещение компонентов подключен к минимуму играть в системе и получить ответ гладкой водоизмещение.
Получение надежных данных важно также во время тестирования. Экспериментальный дизайн должен включать необходимые тензодатчики, преобразователи перемещений, сигналов усилители и кондиционеры для точного измерения силы и моменты на всех поддерживает. Кроме того, высокая скорость видео передний и задний вид бедренной кости, полученные синхронно с приобретением сил необходимо помочь понять последовательность событий, ведущих к разрушению, характеризовать типы переломов, точно и Определите бедренной прочности4,9.
Хотя есть ценные экспериментальные исследования в литературе на тестирование всего бедра, опубликованные протоколы отсутствуют сведения о как тестирование было выполнено или очень отличаются от одного исследования, в другой, чтобы действительно сделать их воспроизводимость10, 11. Целью текущей работы было представить протокол для механических испытаний бедренной образцов, которые могут использоваться в качестве отправной точки для усилий стандартизировать костной ткани, тестирование, которое может быть повторяемости и воспроизводимости. С этой целью мы разработаны и изготовлены Испытательная арматура, который был использован для тестирования около 200 трупной бедра. Испытательная арматура для испытаний включали нижней арматуры и крейцкопфа. Внизу прибора (рис. 1A-E) проводит бедренной кости в желаемой ориентации во время тестирования и включает в себя датчик нагрузки вертела и 6-канальный тензодатчика, подключенных к валу бедренной. Он также вмещает три независимых переводы для позиционирования для тестирования перелом кости. Вращение точка добавляется для имитации коленного сустава. Основные части нижней арматуры состоят из толстые куски из нержавеющей стали и алюминия, чтобы сделать очень жесткой приборов. Тензодатчик прикреплена к нижней приборов для измерения сжимающей силы на более вертела во время тестирования. Крейцкопф приспособление (рисунок 2A-2E) включает в себя два алюминиевых опорные плиты и два очень жесткой слайд шариковых подшипников (прилагается вместе с алюминиевой пластины), для учета движения головки бедренной кости во время тестирования, а также для размещения для правого и левого бедра. Тензодатчик включены в меры приспособление крейцкопфа сжимающей силы. Кубок алюминия придает динамометр используется для применения сжимающей нагрузки к головки бедренной кости. Наш метод был использован для левого и правого бедра обоих полов, с различными размерами, шеи вал углы, минеральной плотности костной ткани и условия, подражая боком нагрузки приходятся на бедра. Тестирование скорости в наших экспериментах были установлены на 5, 100 и 700 мм/сек, но они может быть присвоено любое значение, доступных для тестирования компьютера. Дизайн светильника имел два основных компонентов, подключенных к крейцкопфа испытательная машина и подключен к испытательной раме. Обе части были инструментированы с Тензодатчики достаточными для измерения силы и момента граничные условия на всех поддерживает. Кроме того были использованы два высокоскоростных видеокамер для записи событий перелом во время тестирования. После разрушения, сканирует набор рентгеновских лучей и компьютерная томография (КТ) были получены для анализа экспериментальных перелом поста. Результаты, полученные от этих экспериментов, включая прочность на излом и энергии в настоящее время используются для дополнительных исследований в диагностических инструментов в конечном итоге улучшить оценки прочности проксимальных переломов у больных остеопорозом.