Los discos apilados de PZT generan la potencia necesaria para la curación ósea mediante estimulación eléctrica en un implante compuesto de fusión espinal
Autores: Cadel, Eileen S.; Krech, Ember D.; Arnold, Paul M.; Friis, Elizabeth A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Los discos apilados de PZT generan la potencia necesaria para la curación ósea mediante estimulación eléctrica en un implante compuesto de fusión espinal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Dispositivos de estimulación eléctrica
Fusión espinal lumbar
Materiales compuestos piezoeléctricos
Curación ósea
Jaula intervertebral espinal
Crecimiento óseo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Los dispositivos de estimulación eléctrica pueden ser utilizados como terapia complementaria a la fusión espinal lumbar para promover la curación ósea, pero su adopción ha sido obstaculizada por los grandes paquetes de baterías necesarios para proporcionar energía. Los materiales compuestos piezoeléctricos dentro de una jaula intervertebral espinal para producir energía en respuesta a cargas lumbares fisiológicas han sido investigados recientemente. Una jaula intervertebral compuesta por macrofibras piezoeléctricas generó suficiente energía para estimular el crecimiento óseo en un estudio piloto ovino, a pesar de los desafíos de fabricación. El objetivo del presente estudio fue evaluar electromecánicamente tres nuevos discos compuestos piezoeléctricos, un inserto de 15 discos, un inserto de siete discos y un inserto de siete discos de Compliant Layer Adaptive Composite Stack (CLACS), dentro de una jaula intervertebral, y validar su uso para la estimulación eléctrica y promover el crecimiento óseo. Todos los implantes fueron evaluados electromecánicamente bajo cargas cíclicas de 1000 N a 2 Hz, representando cargas lumbares fisiológicas. Las tres configuraciones produjeron al menos tanta energía como los compuestos de macrofibras piezoeléctricas, validando el uso de discos piezoeléctricos para esta aplicación. Se necesita trabajo futuro para caracterizar el rendimiento electromecánico de pilas piezoeléctricas fabricadas comercialmente bajo cargas lumbares fisiológicas, y evaluar mecánicamente los implantes compuestos de acuerdo con las pautas de la FDA para dispositivos de fusión intervertebral lumbar.
Descripción
Los dispositivos de estimulación eléctrica pueden ser utilizados como terapia complementaria a la fusión espinal lumbar para promover la curación ósea, pero su adopción ha sido obstaculizada por los grandes paquetes de baterías necesarios para proporcionar energía. Los materiales compuestos piezoeléctricos dentro de una jaula intervertebral espinal para producir energía en respuesta a cargas lumbares fisiológicas han sido investigados recientemente. Una jaula intervertebral compuesta por macrofibras piezoeléctricas generó suficiente energía para estimular el crecimiento óseo en un estudio piloto ovino, a pesar de los desafíos de fabricación. El objetivo del presente estudio fue evaluar electromecánicamente tres nuevos discos compuestos piezoeléctricos, un inserto de 15 discos, un inserto de siete discos y un inserto de siete discos de Compliant Layer Adaptive Composite Stack (CLACS), dentro de una jaula intervertebral, y validar su uso para la estimulación eléctrica y promover el crecimiento óseo. Todos los implantes fueron evaluados electromecánicamente bajo cargas cíclicas de 1000 N a 2 Hz, representando cargas lumbares fisiológicas. Las tres configuraciones produjeron al menos tanta energía como los compuestos de macrofibras piezoeléctricas, validando el uso de discos piezoeléctricos para esta aplicación. Se necesita trabajo futuro para caracterizar el rendimiento electromecánico de pilas piezoeléctricas fabricadas comercialmente bajo cargas lumbares fisiológicas, y evaluar mecánicamente los implantes compuestos de acuerdo con las pautas de la FDA para dispositivos de fusión intervertebral lumbar.