Análisis de elementos finitos validado experimentalmente de fracturas por compresión de la columna torácica en un modelo porcino
Autores: Guitteny, Sacha; Lee, Cadence F.; Amirouche, Farid
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de elementos finitos validado experimentalmente de fracturas por compresión de la columna torácica en un modelo porcino
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Fracturas por compresión vertebral
FCP
Modelos preclínicos
Biomecánicamente análogos
Especímenes porcinos
Método de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Las fracturas por compresión vertebral (VCFs) ocurren en 1 a 1.5 millones de pacientes en los EE. UU. cada año y están asociadas con dolor, discapacidad, función pulmonar alterada, fractura vertebral secundaria y aumento del riesgo de mortalidad. Un mejor entendimiento de las VCFs y su manejo requiere modelos preclínicos que sean biomecánicamente análogos y accesibles. Realizamos un estudio utilizando doce vértebras espinales (T12-T14) de especímenes porcinos. Creamos simulaciones matemáticas de fracturas por compresión vertebral (VCFs) utilizando escáneres CT para reconstruir la anatomía nativa y validamos los resultados realizando experimentos físicos de compresión axial. Las simulaciones predijeron con precisión el comportamiento de las compresiones físicas. El coeficiente de determinación para la rigidez fue 0.71, la correlación de resistencia fue 0.88 y el fallo de los cuerpos vertebrales incluyó la división vertical en los lados laterales o la separación horizontal en la pared anterior. Este método de elementos finitos tiene importantes implicaciones para el manejo preventivo, pronóstico y terapéutico de las VCFs. Este estudio también respalda el uso de especímenes porcinos en la investigación biomecánica ortopédica.
Descripción
Las fracturas por compresión vertebral (VCFs) ocurren en 1 a 1.5 millones de pacientes en los EE. UU. cada año y están asociadas con dolor, discapacidad, función pulmonar alterada, fractura vertebral secundaria y aumento del riesgo de mortalidad. Un mejor entendimiento de las VCFs y su manejo requiere modelos preclínicos que sean biomecánicamente análogos y accesibles. Realizamos un estudio utilizando doce vértebras espinales (T12-T14) de especímenes porcinos. Creamos simulaciones matemáticas de fracturas por compresión vertebral (VCFs) utilizando escáneres CT para reconstruir la anatomía nativa y validamos los resultados realizando experimentos físicos de compresión axial. Las simulaciones predijeron con precisión el comportamiento de las compresiones físicas. El coeficiente de determinación para la rigidez fue 0.71, la correlación de resistencia fue 0.88 y el fallo de los cuerpos vertebrales incluyó la división vertical en los lados laterales o la separación horizontal en la pared anterior. Este método de elementos finitos tiene importantes implicaciones para el manejo preventivo, pronóstico y terapéutico de las VCFs. Este estudio también respalda el uso de especímenes porcinos en la investigación biomecánica ortopédica.