ძირითადი კონცეფციები სამედიცინო მოწყობილობის დიზაინის მოიცავს biomechanics, biocompatibility და biofunctionality. ჩვენი ლაბორატორია განიხილავს ბიომექანიკურ ტესტებს EUROLAB- ში, სამედიცინო აპარატურისა და აღჭურვილობის განვითარებაში გამოყენებული ნიმუშის ბიოლოგიური ქსოვილის მექანიკის, ძვლისა და მექანიკური ტესტირების დროს.

სამედიცინო აპარატურის დიზაინი მოითხოვს ფართო ტესტირებას. Biomechanics, რომელიც გვიჩვენებს ბიოლოგიური ქსოვილების მექანიკური თვისებები, როგორიცაა ძვალი, ტვინის, თიხნარი და კუნთების, მოითხოვს ბიოლოგიური ქსოვილების კვლევასა და ტესტირებას სხვადასხვა დატვირთვის პირობებში. მიუხედავად იმისა, რომ ბიომექანიკა ბიოლოგიური სისტემების საინჟინრო პრინციპებს მიმართავს, ბიოლოგიური ქსოვილების ფრთხილად ანალიზს საჭიროებს. სამედიცინო მოწყობილობა შეიძლება ზუსტად დადასტურდეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ქსოვილის თვისებები იცვლება და ქსოვილის კონტაქტშია ცნობილი.

• ქსოვილების მექანიკური თვისებები განსხვავდება ასაკთან და განსხვავებულ პირობებთან, მათ შორის ბიოლოგიურ და გარემოს ფაქტორებთან. გარდა ამისა, უმეტეს ქსოვილები შედგენილ და ვიზონალურ მასალებს წარმოადგენენ, ანუ მათი მექანიკური თვისებები ერთმანეთისაგან განსხვავდება.

ძვლები, ჩონჩხის სისტემის სამშენებლო ბლოკები, კომპოზიციური მასალაა, რომელიც შედგება როგორც თხევადი და მყარი ფაზისგან. წყალი, რომელიც შეიძლება იმყოფებოდეს ორგანული მატრიცაში ან არხებში და ვაგებში, შეადგენს სულ ძვლის წონის ჯამს 25%. მყარი ფაზები ძვლებს აძლევს მათ მყარ სტრუქტურას, ასევე მოქნილობას და მოქნილობას.

ძვლებს შეეძლებათ შეკეთონ და გადაანაცვლონ და მათი მექანიკური თვისებები დამოკიდებულია ორგანიზმში მიმდინარე ცვლილებებზე. ასევე მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ შემადგენლობა და, შესაბამისად, ძვლის გარკვეული მახასიათებლები განსხვავდება ასაკის, სქესის, ძვლისა და ძვლის ქსოვილის ტიპისა და სხვა ფაქტორების მიხედვით.

ძვლების კლასიფიკაციის მრავალი წესი არსებობს. ეს სტატია მოკლედ მოიცავს ორ ქსოვს, რომლებიც ქმნიან ძვლებს: კორტიკულ ან კომპაქტურ ძვლოვან ქსოვილს და ღრუბლოვანი ან ღრმა ძვლის ქსოვილს. მკვრივი კორტიკალური ძვლის ქსოვილი ხაზოვანი ელასტიურია და ქმნის ძვლებისა და დიაფიზის გარეკერებს. ბოჭკოვანი ფენა, რომელიც მოიცავს ყველა ძვლებს (გარდა ერთობლივი ზედაპირებისა) ეწოდება პერიოეტეუმს. ღრმა ძვლის ქსოვილი არის კორტიკალური ძვლის მიერ მოთავსებული inhomogeneous ქსელი.

ძვლები განისაზღვრება როგორც კორტიკალური ან ღრუბელი, რაც დამოკიდებულია ფორიუმისა და ორგანიზაციის ხარისხზე. მიუხედავად იმისა, რომ ფორიანობის ხარისხი შეიძლება იცვლებოდეს დროთა განმავლობაში ან დაავადებათა და შეცვლილი დატვირთვის დროს, ღრუბლოვანი ძვალი უფრო ფორიზმს ექნება, ვიდრე კორტიკალური ძვალი, როდესაც გამოყოფენ spongy ძვლებისა და კორტიკალური ძვლების შორის.

ძვლის მატერიალური თვისებების სწორად შესწავლისთვის საჭიროა მინერალური შინაარსის განხილვა. როდესაც ძვლებს უფრო მაღალი მინერალიზაცია აქვთ, ისინი აჩვენებენ უფრო მაღალ საბოლოო ძალას (UTS) და ელასტიურობას. ამის საპირისპიროდ, მაღალი მინერალიზაცია ზოგადად ამცირებს სიმტკიცეს. კორტიკალური ძვალი აჩვენებს ელასტიურობის მაღალი მოდულს, ვიდრე კისრის ძვალი და აქვს შესაფერისი თვისებები რეზისტენტული ბრუნვისათვის. მეორეს მხრივ, კბილების ძვალი უფრო დიდი ტევადობა აქვს ენერგიის შესანახად, ამიტომ მას შეუძლია შეინარჩუნოს უფრო მაღალი სტრესი, ვიდრე მარცხი გარდა მაღალი შეკუმშვისა და გაჟონვის ძალების წინააღმდეგ.

ბიომექანიკური ტესტირება

სამედიცინო მოწყობილობებისთვის ბიომექანიკური შეფასებები მოიცავს იმპლანტის შესაძლებლობას, რომ შეამცირონ tensile, compressive და shear forces, ვარიაციები და ხარისხი თავისუფლებისა და მოწყობილობის მექანიკური თვისებები, როგორიცაა ელასტიური მოდული, სარგებელი ძალა და წარუმატებლობა. მასალები, როგორიცაა ლითონები და შენადნობები, კერამიკა და პოლიმერები გამოიყენება სამედიცინო მოწყობილობების განვითარებისთვის.

მეტალის ინვენტარებს აქვთ რეგულარული, 3D ბროლის სტრუქტურა და ძირითადად გამოიყენება დატვირთვის ტარებისათვის (მაგ. ჰიპ და მხრის იმპლანტანტები, ფიქსაციის მოწყობილობები). შერჩეული ლითონის თვისებებიდან გამომდინარე, მაღალი რეაქტიული მეტალის ზედაპირები, რომლებიც მიმდებარე ქსოვილებზე რეზისტენტულია, ზოგადად საჭიროებს შემდგომი მეტალის პროცესებს ან, თუ შესაძლებელია, სხვა ზედაპირზე სხვა ბიომასალების გამოყენება. მეორეს მხრივ, კერამიკა არ არის ლითონური და არა ორგანული, უმაღლესი კომპრესიული ძალა, მაგრამ ასახავს ცუდი tensile თვისებები. კერამიკის ყველაზე გავრცელებული გამოყენება სტომატოლოგიური იმპლანტანტებია. პოლიმერები არის ორგანული მასალა, რომელიც შედგება განმეორებითი ერთეულებისგან. უპირატესობები მოიცავს კონტროლირებადი დეგრადაციის მაჩვენებლებს და ადვილად წარმოებას.

თქვენ შეგიძლიათ მუშაობა ჩვენი ლაბორატორია EUROLAB ბიომექანიკური ტესტებისთვის.