Methode und instrumentierte Befestigung zu Testzwecken femoralen Fraktur in einer seitwärts fallen auf Hüfte-Position

Dan Dragomir-Daescu; Asghar Rezaei; Timothy Rossman; Susheil Uthamaraj; Rachel Entwistle; Sean McEligot; Vincent Lambert; Hugo Giambini; Iwona Jasiuk; Michael J. Yaszemski; Lichun Lu

doi:10.3791/54928

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Methodenartikel

Methode und instrumentierte Befestigung zu Testzwecken femoralen Fraktur in einer seitwärts fallen auf Hüfte-Position

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DOI:

10.3791/54928

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17. August 2017

Dan Dragomir-Daescu¹^,² , Asghar Rezaei¹^,² , Timothy Rossman² , Susheil Uthamaraj² , Rachel Entwistle² , Sean McEligot² , Vincent Lambert² , Hugo Giambini³ , Iwona Jasiuk⁴ , Michael J. Yaszemski³ , Lichun Lu¹^,³

¹Department of Physiology and Biomedical Engineering, Mayo Clinic, ²Division of Engineering, Mayo Clinic, ³Department of Orthopedic Surgery, Mayo Clinic, ⁴Department of Mechanical Science and Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In diesem Manuskript präsentieren wir ein Protokoll, um Test cadaveric proximalen Oberschenkelknochen bei einem seitlichen Sturz auf der hip-Konfiguration mit instrumentierten Leuchten montiert auf einem standard Servo-hydraulische Rahmen zu Bruch. Neun digitalisierte Signale bestehend aus Verschiebung zusammen mit zwei high-Speed-video-Streams, Kräfte und Momente sind während des Tests erfasst.

Zusammenfassung

Mechanische Prüfung von Oberschenkelknochen bringt wertvolle Einblicke in das Verständnis des Beitrags der klinisch messbare Variablen wie Bone Mineral Dichteverteilung und Geometrie auf die femoralen mechanischen Eigenschaften. Derzeit gibt es keine standard-Protokoll für die mechanische Prüfung von solchen geometrisch komplexen Knochen zu messen Festigkeit und Steifigkeit. Um diese Lücke zu schließen haben wir ein Protokoll zum Testen cadaveric Oberschenkelknochen zum Bruch und deren biomechanischen Parameter zu messen entwickelt. Dieses Protokoll beschreibt eine Reihe von anpassungsfähige Installationen, um Platz für die verschiedenen Last Größen und Richtungen Bilanzierung möglich Knochen Orientierungen bei einem Sturz auf die Hüfte Konfiguration, Geschwindigkeit, Größe und linkes Bein rechten Bein Variationen zu testen. Der Oberschenkelknochen waren bereit für die Prüfung von Reinigung, schneiden, scannen und Blumenerde distales Ende und Trochanter Major Kontaktflächen in Poly(methyl methacrylate) (PMMA) in ein anderes Protokoll präsentiert. Die vorbereiteten Proben wurden in die Tests Vorrichtung in der Lage, die imitiert eines seitwärts Sturzes auf die Hüfte gelegt und geladen, um Bruch. Während des Tests zwei Last Zellen gemessen Vertikalkräfte der Femurkopf und Trochanter Major, ein Sechs-Achs-Wägezelle gemessenen Kräfte und Momente an der distalen femoralen Schaft und einen Wegsensor gemessen differentielle Verschiebung zwischen den femoral Kopf und Trochanter kontaktieren Sie unterstützt. High-Speed-Videokameras wurden verwendet, um synchron Fraktur Ereignisabfolge während des Tests erfassen. Die Reduzierung dieser Daten konnten wir charakterisieren die Festigkeit, Steifigkeit, und Energie für fast 200 osteoporotischen, Osteopenic, Bruch und normalen cadaveric Oberschenkelknochen zur Weiterentwicklung der Technik basierende Diagnose-Tools für Osteoporose Forschung.

Einleitung

Entwicklung von neuartigen Methoden für die Risikobewertung femoralen Fraktur und Fraktur-Prävention bei einem Sturz auf die Hüfte erfordern ein umfassendes Verständnis der biomechanischen Prozesse während der Fraktur. Cadaveric proximalen Femur Stärke testen hat sich als wirksam erwiesen bei der Bestimmung der Beziehung zwischen femoralen Stärke und Faktoren, die die strukturelle Kapazität des Oberschenkelknochens wichtige Einblicke in diesem Prozess¹^,² ^, ³. experimentell gemessenen femoralen Stärke dient außerdem zur Validierung der quantitativen Computertomographie-basiert....