Klíčové koncepty pro návrh zdravotnických prostředků zahrnují biomechaniku, biokompatibilitu a biologickou funkčnost. Naše laboratoř bude zkoumat biomechanické testy v EUROLABu, mechaniku, kostní a mechanické testování vzorku biologické tkáně používané při vývoji zdravotnických prostředků a zařízení.

Design lékařských přístrojů vyžaduje rozsáhlé testování. Biomechanika, která demonstruje mechanické vlastnosti biologických tkání, jako jsou kosti, šlachy, vazy a svaly, vyžaduje výzkum a testování biologických tkání za různých podmínek zatížení. I když biomechanika aplikuje na biologické systémy inženýrské principy, vyžaduje také pečlivou analýzu biologické tkáně. Lékařské zařízení může být přesně ověřeno pouze tehdy, jsou-li známy vlastnosti tkáně, která je změněna, a tkáň, se kterou je v kontaktu.

• Mechanické vlastnosti tkání se liší s věkem a měnícími se podmínkami, včetně biologických a environmentálních faktorů. Většina tkání jsou navíc kompozitní a viskoelastické materiály, tj. Jejich mechanické vlastnosti se liší od jednoho bodu k druhému.

Kosti, stavební kameny kosterního systému, jsou kompozitní materiály složené z kapalné i pevné fáze. Voda, která může být přítomna v organické matrici nebo v kanálech a dutinách, představuje 25% celkové hmotnosti kosti. Pevné fáze dávají kostem tuhou strukturu a flexibilitu a flexibilitu.

Kosti se mohou opravit a přetvářet a jejich mechanické vlastnosti závisí na změnách, které tělo prošlo. Je také důležité poznamenat, že složení a v důsledku toho určité vlastnosti kosti se liší podle věku, pohlaví, typů kostní a kostní tkáně a dalších faktorů.

Existuje mnoho pojmů pro klasifikaci kostí. Tento článek bude stručně pokrývat dvě tkáně, které tvoří kosti: kortikální nebo kompaktní kostní tkáň a houbovitá nebo houbovitá kostní tkáň. Hustá kortikální kostní tkáň je lineárně elastická a tvoří vnější kůru kostí a diafýzy. Vláknitá vrstva pokrývající všechny kosti (kromě kloubních povrchů) se nazývá periosteum. Houbovitá kostní tkáň je nehomogenní síť uzavřená kortikální kostí.

Kosti jsou definovány jako kortikální nebo houbovité v závislosti na stupni poréznosti a organizace. Ačkoliv se míra poréznosti může měnit v čase nebo s onemocněním a změnou zátěže, bude mít houbovitá kost větší pórovitost než kortikální kost při rozlišování mezi houbovitými kostmi a kortikálními kostmi.

Aby bylo možné správně analyzovat materiálové vlastnosti kosti, je nutné diskutovat o obsahu minerálů. Když mají kosti vyšší mineralizaci, vykazují vyšší konečnou pevnost v tahu (UTS) a modul pružnosti. Naopak vysoká mineralizace obecně snižuje tvrdost. Kortikální kost vykazuje vyšší modul pružnosti než spongiózní kost a má nejvhodnější vlastnosti pro odolnost proti kroutícímu momentu. Na druhé straně, spongiózní kost má větší kapacitu pro ukládání energie, takže může udržet mnohem vyšší napětí než selhání, kromě toho, že odolává vysokým tlakovým a smykovým silám.

Biomechanické testování

Biomechanické hodnocení zdravotnických prostředků zahrnuje schopnost implantátu odolat tahovým, tlakovým a smykovým silám, změnám a stupňům volnosti a mechanickým vlastnostem zařízení, jako je pružný modul, mez kluzu a prodloužení při poruše. Pro vývoj zdravotnických prostředků se používají materiály jako kovy a slitiny, keramika a polymery.

Kovové implantáty mají pravidelnou krystalickou strukturu 3D a používají se hlavně pro nosné (např. Kyčelní a ramenní implantáty, fixační zařízení). V závislosti na vlastnostech vybraného kovu vyžadují vysoce reaktivní kovové povrchy, které jsou odolné vůči okolním tkáním, obecně další kovové procesy nebo, pokud je to možné, použití jiných biomateriálů na vnějším povrchu. Na druhé straně keramika je nekovová a neekologická, s nejvyšší pevností v tlaku, ale vykazuje špatné vlastnosti v tahu. Nejčastějším použitím keramiky jsou zubní implantáty. Polymery jsou organické materiály skládající se z opakujících se jednotek. Mezi výhody patří řízená rychlost degradace a snadná výroba.

Můžete pracovat s naší laboratoří EUROLAB pro biomechanické testy.