Study on the piezoelectric properties of cancellous bone
松质骨压电特性的研究
基本信息
- 批准号:245657515
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2014
- 资助国家:德国
- 起止时间:2013-12-31 至 2015-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The research project is closely linked with the development of electro-stimulative endoprostheses for the hip joint. The results, however, have a much broader meaning. With a growing aging population, increasingly, revision surgery may be necessary. Often large bone damage is found in the immediate vicinity of the endoprosthesis. Such bone damage may also be caused by disease (eg, bone cancer, damages from alcohol abuse) or accident. In previous work, working closely with colleagues from orthopedics, a first design of an electrode system for a electro-stimulative hip replacement was developed. Although in principle the method of electrical stimulation to enhance bone growth has been known and attained for nearly four decades, many questions still remain open regarding the basic mechanism of action. Furthermore, the empirical stimulation parameters clinically showed to be effective, but it remains unclear whether these are the optimal parameters and how they are exactly related to the physiological processes. Therefore, the goal of this project is to accurately investigate the piezoelectric behavior of bone tissue and to specify appropriate piezoelectric tissue parameters. Here, an experimental test set-up of Fukada and Yasuda, who were the first in 1957 to demonstrate the piezoelectric properties of bone experimentally, will be used and the experiments are reproduced in silico as well. In the simulations, extensive parametric studies are carried out. The resulting tissue parameters should be used in other projects in order to optimize the stimulation parameters previously empirically.
该研究项目与髋关节电刺激内置假体的开发密切相关。然而,这些结果具有更广泛的意义。随着人口老龄化的增长,可能需要进行翻修手术。通常在内假体附近发现大的骨损伤。这种骨损伤也可能是由疾病(如骨癌、酗酒造成的损伤)或事故引起的。 在以前的工作中,与骨科的同事密切合作,开发了用于电刺激髋关节置换术的电极系统的第一个设计。虽然在原则上,电刺激促进骨生长的方法已经被知道并实现了近四十年,但关于基本作用机制的许多问题仍然是开放的。此外,经验刺激参数在临床上被证明是有效的,但仍不清楚这些是否是最佳参数以及它们如何与生理过程确切相关。因此,本项目的目标是准确地研究骨组织的压电行为,并指定适当的压电组织参数。在这里,将使用1957年第一个通过实验证明骨压电特性的Yasuda和Yasuda的实验测试装置,并在计算机上重现实验。在模拟中,进行了广泛的参数研究。所得到的组织参数应用于其他项目中,以便优化先前经验性的刺激参数。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Modeling of an Optimized Electrostimulative Hip Revision System Under Consideration of Uncertainty in the Conductivity of Bone Tissue
考虑骨组织电导率不确定性的优化电刺激髋关节翻修系统建模
- DOI:10.1109/jbhi.2015.2423705
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:7.7
- 作者:Schmidt C;Zimmermann U;van Rienen U
- 通讯作者:van Rienen U
The impact of bone microstructure on the field distribution of electrostimulative implants
骨微结构对电刺激植入物场分布的影响
- DOI:10.1109/embc.2015.7319158
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zimmermann U;van Rienen U
- 通讯作者:van Rienen U
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Professorin Dr. Ursula van Rienen其他文献
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