Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyka mechaniczna wielofunkcyjnej resorbowalnej płytki kompozytowej do zespoleń kostnych

Gryń K., Szaraniec B., Morawska-Chochół A., Chłopek J.

Engineering of Biomaterials

|

2015

|

Vol. 18, no. 133

22--33

PL

W artykule przedstawiono badania mechaniczne prototypowego wszczepu do zespoleń kostnych w postaci resorbowalnej wielofunkcyjnej czterootworowej płytki w kształcie litery I. Testy dotyczyły gotowych implantów w symulowanych warunkach pracy, a nie normatywnych próbek (wiosło, belka) dlatego przygotowano odpowiedni modelowy schemat badawczy implantu. Składał się on z dwóch bloczków imitujących odłamy kostne, połączonych za pomocą badanej płytki, który był poddawany testom mechanicznym w izolowanych stanach naprężeniowo-odkształceniowych (jednoosiowe rozciąganie, trójpunktowe i jednostronne zginanie). Badano płytki wykonane z dwóch odmian polimeru resorbowalnego (poli-L-laktydu) oraz dwa rodzaje kompozytu, w których osnowę stanowiła jedna z odmian polimeru, a fazą modyfikującą była mieszanina mikrometrycznego proszku ortofosforanu trójwapnia i nanometrycznego hydroksyapatytu. Badano także wpływ geometrii płytek na charakterystyki mechaniczne. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono wyraźny wpływ dodatków ceramicznych na zmianę parametrów wytrzymałościowych płytek wykonanych z różnych materiałów. W przypadku polilaktydu z dopuszczeniem medycznym zaobserwowano spadek wytrzymałości przy jednoczesnym podniesieniu modułu Younga E. Ponadto geometria implantu, czyli w badanym przypadku lokalizacja żeberka wzmacniającego, wpływała na uzyskane wyniki. Lepszymi parametrami cechowały się płytki z żeberkiem wzmacniającym na górnej stronie płytki. Ponadto podczas testów zginania stwierdzono, że przy tego rodzaju geometrii płytki pęknięcie lokalizuje się poza przekrojem krytycznym, a więc taka konstrukcja jest bardziej bezpieczna. Z grupy przebadanych prototypów, jako najlepsze, wybrano płytki kompozytowe PL38/TCP/HAp, wykonane z poli-L-laktydu medycznego, modyfikowanego mieszaniną proszków ceramicznych z żeberkiem wzmacniającym na powierzchni górnej. Mogą one znaleźć zastosowanie w osteosyntezie, w miejscach które nie są narażone na zbyt duże obciążenia mechaniczne. Do tej grupy zaliczyć można kości w obrębie twarzoczaszki oraz kości krótkie ręki. Zaleca się przy tym zastosowanie usztywniających opatrunków zewnętrznych.

EN

The article presents the mechanical properties of prototype multifunctional four-hole, I-shaped plate made of resorbable composite and used for osteosynthesis. Multiple tests were conducted on ready-to-use implants and run in simulated real-working conditions. A special customized test stand was constructed for the sake of this research. The model of the osteosynthesis consisted of two rectangular pieces of plexiglas joined together by means of the tested plate. Durability of the physical model was mechanically assessed in static uniaxial tensile, three-point bending, one-side bending tests. Two types of resorbable polymers (poly-L-lactide) and two types of composites based on these polymers were considered. The composites were modified with a combination of two types of bioceramic: micrometric tricalcium phosphate and nanometric hydroxyapatite. The relation between the geometry of the plate and its mechanical characteristics was also investigated for all the tested materials. The test results proved that incorporation of bioceramic modifiers into the polylactide matrix influences the mechanical behaviour of the tested bone plates. The composite based on FDA approved polylactide (PL38) revealed the strength decrease while the Young modulus increased at the same time. The mechanical parameters were also dependent on the geometry of the plate (localization of a stiffening rib). Better results were obtained for the plates with a stiffening rib located on the upper side of the plate. What is more, the three-point-bending test revealed that in such a case the crack line moved away from the critical cross section, making such a plate more reliable. The best parameters were achieved for the three- -component plates (PL38/TCP/Hap) with a stiffening rib on the upper side. They can be potentially applied for osteosynthesis of the bones submitted with rather low loads, e.g. craniofacial bones, metacarpal bones or phalanges. An external stiff stabilisation (a plaster cast) is recommended as an additional support and prevention.

2

Technical aspects of prosthetically guided maxillofacial surgery of the mandible : A pilot test study

Ciocca L., Mazzoni S., Marchetti C., Scotti R.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2014

|

Vol. 16, no. 2

21--29

EN

A test of the accuracy in transferring the virtual data into the surgical environment was carried out. Differences between the virtually planned and the actual position during surgery of the rapid prototyped guides and the bone plates were investigated. The accuracy of the method was evaluated in terms of the precision of cuts in the mandible, the final positions of the rami and condyles, and the sectioning precision of the fibula. The guide position presented a mean value dislocation of 0.6 mm in the right side and of 4.1 mm in the left side; the cut line of the mandible presented an angular deviation of 2.9° (right) and of 17.5° (left). The right condyle was positioned 2.5 ± 0.05 mm more medial than native position, and the left condyle 5.2 ± 0.05 mm medial. The total length was 0.3 ± 0.05 mm short of the virtually projected length at the inferior margin of the mandible and 1.9 ± 0.05 mm longer than projected at the superior margin. The Prosthetically Guided Maxillofacial Surgery (PGMS) is a viable way to improve the precision of mandibular reconstruction using a fibula free flap.

3

Biomechanical comparison of the wedge supported plates at PTO

Yardimeden A., Kelestemur M. H., Esenkaya I.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2007

|

Vol. 28, nr 8

495-498

EN

Purpose: Proximal tibial osteotomy (PTO) is a widely used surgical procedure for the treatment in medial compartment osteoarthritis of the knee with mal-alignment, particularly in young and active patients. Several types of plates are developed recently at the medial opening wedge osteotomy technique. The main aim of this study is to make stress analysis and compare the stability of a commonly used anatomic "T" plate and 3 different wedge supported plates and their combinations which are designed by one of the author of this article. Design/methodology/approach: In this biomechanical study, calf tibial models were used in order to compare the stability of the plates under axial compression loading. 2 and 4 holes rectangular shape wedge supported plates, 4 holes reversed "L" shape wedge supported plates or combination of these and 6 holes anatomic "T" plates were used for the models. The compression behaviour of the model was tested by using a universal mechanical testing machine. And, a numerical method, ANSYS finite element code, was used for the stress analysis of the plates. Findings: The specimen fixed with the combination of 4 holes reversed "L" shapes and 2 holes rectangular shape plates and 6 holes anatomic "T" plates showed significantly better stability than those of others. The numerical and experimental results were well agreed. Practical implications: When Ti alloy plate is compared with stainless steel plate it is observed that the stress values do not change under applied loads and it does not show an advantage in term of stress. However, literature indicates that it has higher fatigue life and better electro-chemical properties. Originality/value: Biomechanical comparison of the wedge supported plates at proximal tibial osteotomy.