Evaluarea integrării osoase a șuruburilor ortopedice din titan cu un nou tratament SLA la porcine

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Tzu-Hsiang Lin, Hsin-Tai Hu, Ming-Long Yeh

Conceptualizare roluri, curatare date, analiză formală, investigație, metodologie, administrare proiect, resurse, software, supraveghere, validare, vizualizare, scriere - schiță originală, scriere - revizuire și editare

Departamentul de afiliere inginerie biomedicală, Universitatea Națională Cheng Kung, Tainan, Taiwan

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Tzu-Hsiang Lin, Hsin-Tai Hu, Ming-Long Yeh

Departamentul de Afiliere pentru Dezvoltarea Tehnologiei, Compania Bio-Știință Hung Chun, Parcul Științific Kaohsiung, Luzhu, Kaohsiung, Taiwan

Conceptualizare roluri, curatare date, analiză formală, investigație, metodologie, administrare proiect, resurse, software, validare, vizualizare, scriere - schiță originală, scriere - revizuire și editare

Autori ‡ Acești autori au contribuit, de asemenea, în mod egal la această lucrare.

Departamentul de afiliere inginerie biomedicală, Universitatea Națională Cheng Kung, Tainan, Taiwan

Autori ‡ Acești autori au contribuit, de asemenea, în mod egal la această lucrare.

Departamentul de afiliere inginerie biomedicală, Universitatea Națională Cheng Kung, Tainan, Taiwan

Autori ‡ Acești autori au contribuit, de asemenea, în mod egal la această lucrare.

Departamentul de afiliere inginerie biomedicală, Universitatea Națională Cheng Kung, Tainan, Taiwan

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Tzu-Hsiang Lin, Hsin-Tai Hu, Ming-Long Yeh

Departamentul de inginerie biomedicală, Universitatea Națională Cheng Kung, Tainan, Taiwan, Centrul de inovare a dispozitivelor medicale, Universitatea Națională Cheng Kung, Tainan, Taiwan

Tzu-Hsiang Lin,
Hsin-Tai Hu,
Hsueh-Chun Wang,
Meng-Chian Wu,
Shu-Wei Wu,
Ming-Long Yeh

Cifre

Abstract

Evaluarea fixării șurubului cortexului și a pediculului

Analiza radiografică și micro-CT

După decongelare, fiecare bloc de țesut de la vertebrele L2 la L5 a fost scanat cu o distanță voxel de 35 μm (Skyscan 1076; Bruker Micro CT, Belgia). Deși software-ul de computer este disponibil pentru scăderea implantului metalic din os, dispersia cauzată de șuruburile metalice a fost prea puternică pentru a permite contrastul necesar pentru a determina contactul os-implant la interfață cu utilizarea micro-CT. Cu toate acestea, imaginile au fost utile pentru o evaluare generală a osteointegrării. Prin urmare, după scanare, zona interfeței os-șurub a specimenului a fost cuantificată prin analiză densitometrică utilizând videomicroscopie și software ImageJ (National Institutes of Health); semnalele au fost normalizate în raport cu grupul de control. Pe de altă parte, imaginile CT au fost utilizate pentru a măsura procentul de volum osos, care este procentul de os mineralizat în volumul total de țesuturi [20]. În plus, procentul de șuruburi pediculare în interiorul țesutului osos a fost, de asemenea, evaluat prin analiză densitometrică utilizând imagini CT.

Încercări mecanice

Cuplul de îndepărtare a șuruburilor de cortex a fost măsurat folosind un sistem de testare calibrat MTS 858 Mini Bionix II (MTS, Eden Prairie, Minnesota) (Fig. 1). Au fost testate blocuri de țesuturi din tibie pentru 28 și 21 de șuruburi de cortex, obținute la una și, respectiv, la trei luni de la implantare. Capătul expus al șurubului a fost atașat la un adaptor fixat pe traductorul de sarcină axial-torsional. Șuruburile au fost rotite cu 60 ° în sens invers acelor de ceasornic la o rată de 0,5 °/s. Unghiul de cuplu și momentele au fost înregistrate automat cu un sistem de achiziție de date TestStar (MTS). Din testele de torsiune s-au calculat cuplul maxim și rigiditatea unghiului. Cuplul maxim a fost definit ca eliminarea cuplului.

Scopul testului de extragere a șuruburilor pediculare a fost de a măsura rezistența la extragere axială pentru eșecul fixării șurubului pediculului. Fiecare specimen a fost montat pe un sistem de testare a materialului (Hung Ta HT-2402BP, Taichung, Taiwan) printr-un dispozitiv de prindere personalizat (Fig 2). Orientarea șurubului pediculelor printre specimene a fost ajustată în mod adecvat pentru a menține alinierea forței de tragere aplicate. Șurubul pedicular a fost atașat la aparat printr-o foaie groasă cu o gaură rotundă pentru a fixa capul șurubului. O preîncărcare de 10 N timp de 30 de secunde a fost aplicată mai întâi pentru a se asigura că structura a fost stabilizată pentru a preveni un impact brusc la apariția testului de extragere. Apoi, a fost exercitată o deplasare continuă și progresivă la o rată de 5 mm/min pentru extragerea șurubului pedicular, urmând instrucțiunile ASTM F543-13. Forța de vârf a fost înregistrată ca rezistență la tragere (forță maximă de tragere).