चिकित्सा उपकरण डिजाइन के लिए मुख्य अवधारणाओं में बायोमैकेनिक्स, बायोकम्पैटिबिलिटी और बायोफंक्शनियलिटी शामिल हैं। हमारी प्रयोगशाला चिकित्सा उपकरणों और उपकरणों के विकास में इस्तेमाल किए गए एक नमूने जैविक ऊतक के EUROLAB, यांत्रिकी, हड्डी और यांत्रिक परीक्षण में जैव-रासायनिक परीक्षणों की समीक्षा करेगी।

चिकित्सा उपकरण डिजाइन के लिए व्यापक परीक्षण की आवश्यकता होती है। बायोमैकेनिक्स, जो जैविक ऊतकों जैसे कि हड्डी, कण्डरा, स्नायुबंधन और मांसपेशियों के यांत्रिक गुणों को प्रदर्शित करता है, को विभिन्न लोडिंग परिस्थितियों में जैविक ऊतकों के अनुसंधान और परीक्षण की आवश्यकता होती है। यद्यपि बायोमैकेनिक्स इंजीनियरिंग सिद्धांतों को जैविक प्रणालियों पर लागू करता है, इसके लिए जैविक ऊतक के सावधानीपूर्वक विश्लेषण की भी आवश्यकता होती है। एक चिकित्सा उपकरण को सटीक रूप से केवल तभी सत्यापित किया जा सकता है जब ऊतक के गुणों को बदल दिया जाता है और इसके संपर्क में आने वाले ऊतक को जाना जाता है।

• ऊतकों के यांत्रिक गुणों की उम्र और जैविक और पर्यावरणीय कारकों सहित अलग-अलग स्थितियों में भिन्नता है। इसके अलावा, अधिकांश ऊतक मिश्रित और विस्कोलेस्टिक पदार्थ होते हैं, अर्थात उनके यांत्रिक गुण एक बिंदु से दूसरे तक भिन्न होते हैं।

हड्डियों, कंकाल प्रणाली के निर्माण खंड, तरल और ठोस दोनों चरणों से मिलकर मिश्रित सामग्री हैं। पानी, जो कार्बनिक मैट्रिक्स में या चैनलों और voids में मौजूद हो सकता है, कुल हड्डी वजन का 25% का गठन करता है। ठोस चरण हड्डियों को उनकी कठोर संरचना के साथ-साथ लचीलापन और लचीलापन देते हैं।

हड्डियां खुद को मरम्मत और पुनर्व्यवस्थित कर सकती हैं, और उनके यांत्रिक गुण शरीर द्वारा अनुभव किए गए परिवर्तनों पर निर्भर करते हैं। यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि रचना और, हड्डी के कुछ लक्षण उम्र, लिंग, हड्डी और हड्डी के ऊतकों के प्रकार और अन्य कारकों के अनुसार भिन्न होते हैं।

हड्डी को वर्गीकृत करने के लिए कई शर्तें हैं। यह लेख संक्षेप में हड्डियों को बनाने वाले दो ऊतकों को कवर करेगा: कॉर्टिकल या कॉम्पैक्ट बोन ऊतक और स्पंजी या स्पंजी हड्डी ऊतक। घने कोर्टिकल हड्डी के ऊतक रैखिक रूप से लोचदार होते हैं और हड्डियों और डायफिसिस के बाहरी कॉर्टेक्स का निर्माण करते हैं। सभी हड्डियों (संयुक्त सतहों को छोड़कर) को कवर करने वाली रेशेदार परत को पेरीओस्टेम कहा जाता है। स्पंजी हड्डी ऊतक एक अमानवीय नेटवर्क है जो कॉर्टिकल हड्डी से घिरा होता है।

हड्डियों को छिद्र और संगठन की डिग्री के आधार पर कॉर्टिकल या स्पॉन्जी के रूप में परिभाषित किया गया है। यद्यपि पोरसिटी की डिग्री समय के साथ या रोग और परिवर्तित लोडिंग के साथ भिन्न हो सकती है, स्पंजी हड्डियों और कॉर्टिकल हड्डियों के बीच अंतर होने पर स्पोंजी की हड्डी में कॉर्टिकल हड्डी की तुलना में अधिक पोरसता होगी।

हड्डी के भौतिक गुणों का ठीक से विश्लेषण करने के लिए, खनिज सामग्री पर चर्चा करना आवश्यक है। जब हड्डियों में अधिक खनिज होता है, तो वे एक उच्च अंतिम तन्य शक्ति (यूटीएस) और इलास्टिसिटी मॉड्यूल प्रदर्शित करते हैं। इसके विपरीत, उच्च खनिज आमतौर पर कठोरता को कम करेगा। कॉर्टिकल बोन कैंसिल्ड हड्डी की तुलना में लोच का एक उच्च मापांक दिखाता है और इसमें प्रतिरोधी टोक़ के लिए सबसे उपयुक्त गुण हैं। दूसरी ओर, रद्द करने वाली हड्डी में ऊर्जा स्टोर करने की अधिक क्षमता होती है, इसलिए यह उच्च संपीड़न और कतरनी बलों का विरोध करने के अलावा विफलता की तुलना में बहुत अधिक तनाव बनाए रख सकती है।

बायोमेकेनिकल टेस्टिंग

चिकित्सा उपकरणों के लिए बायोमेकेनिकल आकलन में तन्यता, कंप्रेसिव और शीयर फोर्स, विविधताओं और स्वतंत्रता की डिग्री, और डिवाइस के यांत्रिक गुणों का सामना करना पड़ता है, जैसे कि लोचदार मॉड्यूल, उपज की ताकत और विफलता के लिए बढ़ाव। धातु और मिश्र धातु, चीनी मिट्टी की चीज़ें और पॉलिमर जैसी सामग्री का उपयोग चिकित्सा उपकरणों को विकसित करने के लिए किया जाता है।

धात्विक प्रत्यारोपण में एक नियमित, 3D क्रिस्टल संरचना होती है और इसका उपयोग मुख्य रूप से भार वहन करने के लिए किया जाता है (जैसे कूल्हे और कंधे के प्रत्यारोपण, निर्धारण उपकरण)। चयनित धातु के गुणों के आधार पर, अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धात्विक सतहों जो आसपास के ऊतकों के लिए प्रतिरोधी होती हैं, आमतौर पर आगे की धातु प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है या, जहां संभव हो, बाहरी सतह पर अन्य बायोमेट्रिक का उपयोग होता है। दूसरी ओर, चीनी मिट्टी की चीज़ें गैर-धात्विक और गैर-कार्बनिक हैं, जो सबसे अधिक संपीड़ित ताकत के साथ होती हैं, लेकिन खराब तन्यता गुणों का प्रदर्शन करती हैं। सिरेमिक का सबसे आम उपयोग दंत प्रत्यारोपण है। पॉलिमर कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जो इकाइयों को दोहराते हैं। लाभों में नियंत्रित गिरावट दर और आसान उत्पादन शामिल हैं।

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