Biomechanische vermoeidheidstests bij implantaten

Laboratorium voor biomechanische vermoeidheidstests voor implantaten

Sleutelbegrippen voor het ontwerpen van medische apparaten zijn biomechanica, biocompatibiliteit en biofunctionaliteit. Ons laboratorium zal biomechanische tests beoordelen bij EUROLAB, mechanica, botten en mechanisch testen van een biologisch monsterweefsel dat wordt gebruikt bij de ontwikkeling van medische apparatuur en apparatuur.

Het ontwerp van medische apparaten vereist uitgebreide testen. Biomechanica, die de mechanische eigenschappen van biologische weefsels zoals bot, pezen, ligamenten en spieren demonstreert, vereist onderzoek en testen van biologische weefsels onder verschillende beladingstoestanden. Hoewel biomechanica technische principes toepast op biologische systemen, vereist het ook een zorgvuldige analyse van biologisch weefsel. Een medisch hulpmiddel kan alleen nauwkeurig worden gecontroleerd als de eigenschappen van het weefsel dat het heeft veranderd en het weefsel waarmee het in contact is, bekend zijn.

  • De mechanische eigenschappen van weefsels variëren met de leeftijd en verschillende omstandigheden, inclusief biologische en omgevingsfactoren. Bovendien zijn de meeste weefsels samengesteld en visco-elastische materialen, dwz hun mechanische eigenschappen variëren van het ene punt tot het andere.

Botten, de bouwstenen van het skelet, zijn composietmaterialen die bestaan ​​uit zowel vloeibare als vaste fasen. Water, dat aanwezig kan zijn in de organische matrix of in de kanalen en holten, vormt 25% van het totale botgewicht. Vaste fasen geven de botten hun stijve structuur evenals flexibiliteit en flexibiliteit.

Botten kunnen zichzelf herstellen en hervormen, en hun mechanische eigenschappen zijn afhankelijk van de veranderingen die het lichaam ervaart. Het is ook belangrijk op te merken dat de samenstelling en, als gevolg, bepaalde kenmerken van bot variëren afhankelijk van leeftijd, geslacht, bot- en botweefseltypen en andere factoren.

Er zijn talloze termen voor het classificeren van botten. Dit artikel behandelt twee weefsels waaruit de botten bestaan: corticaal of compact botweefsel en sponsachtig of sponsachtig botweefsel. Het dichte corticale botweefsel is lineair elastisch en vormt de buitenste cortex van de botten en diafyse. De vezelachtige laag die alle botten bedekt (behalve de gewrichtsoppervlakken) wordt het periosteum genoemd. Sponzig botweefsel is een inhomogeen netwerk omgeven door corticaal bot.

Botten worden gedefinieerd als corticaal of sponsachtig, afhankelijk van de mate van porositeit en organisatie. Hoewel de mate van porositeit kan variëren in de loop van de tijd of met ziekte en veranderde belasting, zal het sponsachtige bot een hogere porositeit hebben dan het corticale bot wanneer onderscheid wordt gemaakt tussen sponsachtige botten en corticale botten.

Om de materiaaleigenschappen van het bot goed te analyseren, is het noodzakelijk het mineraalgehalte te bespreken. Wanneer de botten een hogere mineralisatie hebben, vertonen ze een hogere uiteindelijke treksterkte (UTS) en elasticiteitsmodule. Hoge mineralisatie daarentegen zal over het algemeen de hardheid verminderen. Corticaal bot vertoont een hogere elasticiteitsmodulus dan spongieus bot en heeft de meest geschikte eigenschappen voor resistent koppel. Aan de andere kant heeft het poreuze bot een groter vermogen om energie op te slaan, zodat het veel hogere spanningen kan behouden dan falen, naast het weerstaan ​​van hoge compressie- en afschuifkrachten.

Biomechanisch testen

Biomechanische beoordelingen voor medische hulpmiddelen omvatten het vermogen van een implantaat om bestand te zijn tegen trek-, druk- en schuifkrachten, variaties en vrijheidsgraden, en mechanische eigenschappen van de inrichting, zoals elastische module, rekgrens en breukrek. Materialen zoals metalen en legeringen, keramiek en polymeren worden gebruikt om medische apparaten te ontwikkelen.

Metaalimplantaten hebben een regelmatige, 3D-kristalstructuur en worden voornamelijk gebruikt voor belasting (bijv. Heup- en schouderimplantaten, fixatieapparaten). Afhankelijk van de eigenschappen van het geselecteerde metaal, vereisen zeer reactieve metalen oppervlakken die resistent zijn tegen omliggende weefsels in het algemeen verdere metallische processen of, waar mogelijk, het gebruik van andere biomaterialen op het buitenoppervlak. Aan de andere kant zijn keramische materialen niet-metaalachtig en niet-organisch, met de hoogste druksterkte, maar vertonen slechte trekeigenschappen. Het meest voorkomende gebruik van keramiek is tandheelkundige implantaten. Polymeren zijn organische materialen bestaande uit zich herhalende eenheden. Voordelen zijn gecontroleerde afbraaksnelheden en eenvoudige productie.

U kunt met ons laboratorium EUROLAB werken voor biomechanische testen.