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biomecánicamente
precisos
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Creando Modelos de hueso biomecánicamente precisos
Para crear modelos musculoesqueléticos sintéticos realistas para el desarrollo de dispositivos
médicos, la formación de médicos, la
demostración quirúrgica y la planificación de procedimientos, los huesos sintéticos deben replicar las propiedades de densidad y el
comportamiento mecánico del hueso humano.
La impresora J850 Digital Anatomy™ ofrece
médicos e ingenieros el poder de crear los modelos anatómicos más realistas disponibles. Las
combinaciones de materiales únicos que varían en
suavidad, flexibilidad y densidad, y más de 100
opciones de anatomía preestablecidas validadas
clínicamente, ayudan a imitar el hueso humano
como nunca antes.
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Comprobación de la fuerza de extracción del tornillo y el par de accionamiento
En 2020, investigadores del Laboratorio de Mecánica Computacional y Biomecánica Experimental evaluaron las características de modelos óseos en 3D impresos en la impresora J850 Digital Anatomy y con qué precisión replican la fuerza de extracción del tornillo y el par de accionamiento.
Método
Se crearon modelos impresos en 3D de hueso cortical y esponjoso utilizando el software de impresión Digital Anatomy. Se taladraron orificios piloto en cada modelo y se aterrajaron con el macho apropiado.
Los tornillos corticales y esponjosos más utilizados se insertaron a la profundidad estándar de ASTM para probar sustitutos óseos.
Se realizaron pruebas de extracción hasta que el tornillo se soltó del modelo óseo y se midió para comparar la fuerza y el desplazamiento. A
continuación, se compararon las mediciones del par motor y la extracción con los valores encontrados en la literatura y con las normas ASTM.
Resultados
La fuerza de extracción del tornillo durante la inserción del tornillo correspondió a la que se encuentra en la literatura para la corteza de un hueso de cadáver, lo que demuestra que el modelo impreso en 3D reproduce con precisión el grosor de la corteza.
Conclusión
Los tornillos ortopédicos tienen una respuesta háptica similar en huesos humanos y modelos óseos impresos en 3D.
La impresora J850 Digital Anatomy permite a los médicos e ingenieros controlar las propiedades de densidad de los modelos óseos con preajustes anatómicos probados por médicos. Los modelos impresos en 3D imitan con precisión las características de la densidad ósea y se comportan como el hueso nativo cuando se aplica fuerza, como taladrar, escariar o aserrar.
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El poder de crear
Modelos precisos de espina lumbar:
Prueba de rendimiento mecánico
En 2020, los investigadores del Laboratorio de Ingeniería y Ciencia de Materiales del Instituto Tecnológico Technion realizaron pruebas mecánicas de laboratorio para medir la precisión mecánica de los modelos de columna sintética impresos en 3D en comparación con la columna vertebral de un cadáver.
Método
sando el software de la impresora Digital Anatomy, los investigadores construyeron cuatro modelos de columna lumbar usando vértebras lumbares impresas en 3D (S1-L3), ligamentos, sacro, articulaciones facetarias y discos intervertebrales. Cada modelo se creó utilizando combinaciones únicas de materiales preestablecidos que variaban en flexibilidad, rigidez y densidad para imitar una variedad de características musculoesqueléticas nativas. Se realizaron pruebas mecánicas para simular los ejes naturales de movimiento de la columna vertebral humana.
A medida que se aplica la fuerza: compresión del disco, extensión, flexión, flexión lateral y tensión axial.
Luego se compararon los valores de fuerza con los encontrados en la literatura para las columnas lumbares de cadáveres humanos.
Resultados
Disco mecánico de compresión, desplazamiento, y los valores de elasticidad para el modelo impreso en 3D correspondieron a los encontrados en la literatura para las columnas lumbares de cadáveres, lo que demuestra que el modelo sintético replica con precisión el comportamiento biomecánico del hueso humano.
Conclusión
Los modelos L3-S1 impresos en 3D representan con precisión el rango de movimiento de la columna vertebral humana y de cadáveres.
La tecnología de la impresora Digital Anatomy permite a los médicos e ingenieros controlar el rango de rigidez del disco lumbar para imitar con precisión las patologías de la enfermedad y las variaciones anatómicas de la columna humana.
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ISO 9001:2015 Certified
© 2020 Stratasys. All rights reserved. Stratasys, Stratasys signet, J720 and Digital Anatomy are trademarks of Stratasys Ltd. and/or its subsidiaries or affiliates and may be registered in certain jurisdictions. All other trademarks belong to their respective owners.
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Desbloque el poder de imitar estructuras óseas nativas.
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Referencias
Dahan, Gal et al., “Screw Pull-Out and Driving Torque Experiments,” Computational Mechanics and Experimental Biomechanics Lab, Final Report (2020).
ASTM F1839 – 08, Standard Specification for Rigid Polyurethane Foam for Use as a Standard Material for Testing Orthopaedic Devices and Instruments, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA, (2016).
Barak, Yaron, “Biomechanical Evaluation of a Printed Digital Anatomy Lumbar (L3-S1 Spine Model), Technion Institute of Technology Materials Science and Engineering Laboratory, Final Report (2020).
•Entrenamiento altamente realista y de bajo riesgo
•Alta repetibilidad entre muestras
•Pruebas de laboratorio clínicamente relevantes
•Representación más consistente y precisa del hueso
•Reducción de costos de hasta un 70%
