Ang mga pangunahing konsepto para sa disenyo ng medikal na aparato ay may kasamang biomekanika, biocompatibility, at biofunctionality. Susuriin ng aming laboratoryo ang mga pagsubok sa biomekanikal sa EUROLAB, mekanika, pagsusuri ng buto at mekanikal ng isang sample biological tissue na ginamit sa pagbuo ng mga aparatong medikal at kagamitan.

Ang disenyo ng medikal na aparato ay nangangailangan ng malawak na pagsubok. Ang biomekanika na nagpapakita ng mga mekanikal na katangian ng mga biological na tisyu tulad ng buto, tendon, ligament at kalamnan ay nangangailangan ng pananaliksik at pagsubok ng mga biological na tisyu sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng paglo-load. Bagaman ang mga biomekanika ay nalalapat ang mga prinsipyo ng engineering sa mga biological system, nangangailangan din ito ng maingat na pagsusuri ng biological tissue. Ang isang aparatong medikal ay maaaring tumpak na mapatunayan lamang kung ang mga katangian ng tisyu ay binago at ang tissue na ito ay nakikipag-ugnay ay kilala.

• Ang mga mekanikal na katangian ng mga tisyu ay nag-iiba sa edad at iba't ibang mga kondisyon kabilang ang mga kadahilanan ng biological at kapaligiran. Bilang karagdagan, ang karamihan sa mga tisyu ay composite at viscoelastic na materyales, ibig sabihin, ang kanilang mga mekanikal na katangian ay nag-iiba mula sa isang punto patungo sa isa pa.

Ang mga buto, ang mga bloke ng gusali ng sistema ng balangkas, ay mga composite na materyales na binubuo ng parehong likido at solidong mga phase. Ang tubig, na matatagpuan sa organikong matrix o sa mga channel at voids, ay bumubuo ng 25% ng kabuuang timbang ng buto. Ang mga solidong phase ay nagbibigay sa mga buto ng kanilang matibay na istraktura pati na rin ang kakayahang umangkop at kakayahang umangkop.

Ang mga buto ay maaaring mag-ayos at maghubog muli sa kanilang sarili, at ang kanilang mga mekanikal na katangian ay nakasalalay sa mga pagbabagong naranasan ng katawan. Mahalaga rin na tandaan na ang komposisyon at, bilang isang resulta, ang ilang mga katangian ng buto ay nag-iiba ayon sa edad, kasarian, mga uri ng tisyu ng buto at buto, at iba pang mga kadahilanan.

Maraming mga term para sa pag-uuri ng buto. Ang artikulong ito ay maikling sumasaklaw sa dalawang mga tisyu na bumubuo sa mga buto: cortical o compact bone tissue at spongy o spongy bone tissue. Ang siksik na cortical bone tissue ay magkakatulad na nababanat at bumubuo sa panlabas na cortex ng mga buto at diaphysis. Ang fibrous layer na sumasakop sa lahat ng mga buto (maliban sa magkasanib na ibabaw) ay tinatawag na periosteum. Ang spongy bone tissue ay isang inhomogeneous network na nakapaloob sa cortical bone.

Ang mga buto ay tinukoy bilang cortical o spongy depende sa antas ng porosity at samahan. Bagaman ang antas ng por porsyento ay maaaring mag-iba sa paglipas ng panahon o may sakit at binago na paglo-load, ang spongy bone ay magkakaroon ng mas mataas na porosity kaysa sa cortical bone kapag nakikilala sa pagitan ng mga spongy bone at cortical bone.

Upang maayos na pag-aralan ang mga materyal na katangian ng buto, kinakailangan upang talakayin ang nilalaman ng mineral. Kapag ang mga buto ay may mas mataas na mineralization, ipinapakita nila ang isang mas mataas na panghuling lakas ng tensyon (UTS) at Elasticity Module. Sa kaibahan, ang mataas na mineralization ay karaniwang mabawasan ang katigasan. Ang cortical bone ay nagpapakita ng isang mas mataas na modulus ng pagkalastiko kaysa sa mga kanselong buto at may pinaka angkop na mga katangian para sa lumalaban na metalikang kuwintas. Sa kabilang banda, ang buto ng cancellous ay may mas malaking kapasidad upang mag-imbak ng enerhiya, kaya maaari itong mapanatili ang mas mataas na stresses kaysa sa kabiguan bilang karagdagan sa paglaban sa mataas na puwersa ng compression at paggugupit.

Pagsubok ng Biomekanikal

Ang mga pagsusuri sa biomekanikal para sa mga aparatong medikal ay kasama ang kakayahan ng isang implant upang mapaglabanan ang makunat, compressive at paggugupit na mga puwersa, mga pagkakaiba-iba at antas ng kalayaan, at mga mekanikal na katangian ng aparato, tulad ng Elastic Module, lakas ng ani, at pagpapahaba ng pagkabigo. Ang mga materyales tulad ng metal at haluang metal, keramika at polimer ay ginagamit upang makabuo ng mga aparatong medikal.

Ang mga implant ng metal ay may regular, istraktura ng 3D na kristal at pangunahing ginagamit para sa pag-load ng load (hal. Ang mga implant ng hip at balikat, mga aparato sa pag-aayos). Depende sa mga katangian ng napiling metal, lubos na reaktibo na ibabaw ng metal na lumalaban sa mga nakapalibot na mga tisyu sa pangkalahatan ay nangangailangan ng karagdagang mga proseso ng metal o, kung posible, ang paggamit ng iba pang mga biomaterial sa panlabas na ibabaw. Sa kabilang banda, ang mga keramika ay hindi metal at hindi organic, na may pinakamataas na lakas ng compressive, ngunit nagpapakita ng mga mahihirap na katangian ng makunat. Ang pinakakaraniwang paggamit ng mga keramika ay mga implant ng ngipin. Ang mga polymer ay mga organikong materyales na binubuo ng mga paulit-ulit na yunit. Kabilang sa mga kalamangan ang kinokontrol na mga rate ng marawal na kalagayan at madaling paggawa.

Maaari kang magtrabaho sa aming laboratoryo ng EUROLAB para sa mga pagsubok na biomekanikal.