Hungarian Society of Biomechanics: E-Journals / Magyar Biomechanikai Társaság
Not a member yet
292 research outputs found
Sort by
Az ér- és idegsérülések kockázata az acetabulum protetizálása során
Get PDFThe authors provide a literature overview of vascular and neurological complications that can occur during acetabular implantation in total hip replacement surgery.The occurance of neurological complications in primary replacement for hip arthrosis is between 0.6–1.3%, while vascualar complications occur in 0.25%. In case of post-traumatic and dysplasia the rate of complications increases to 5.2–13%, and in revision surgery it is 7.5%. Vascular and nerve injuries are classifi ed based on a number of criteria. Based on location they can be categorized as extra or intrapelvic complications. This is complicated by the fact that many vessel and nerves have both extra and intrapelvic localizations.Based on etiology they can be characterized as direct or indirect injuries, compression, overstreching, and tears.Vascular complications can be hemorrhage, ischemia, thrombosis, aneurysm, arteriovenous fi stula, which in clinical practice can appear as hypovolemic shock, acute circulatory failure, pulsating tumor, chronic circulatory problem. Nerve damage can be classifi ed as neuropraxia axonotmesis, neurotmesis. In the clinical practice different degree and duration of sensory and/or motor loss can be noticed.It is safer to operate in the acetabular region if the safe zone classifi cation is known and we are aware of the average thickness in the different parts of the acetabulum. The purpose of this summary is to report this in a simple and easy to understand manner to practicing surgeons.A szerzők közleményükben irodalmi áttekintést nyújtanak a csípőízületi protézis vápa komponensénekbeültetése során előforduló vaszkuláris és neurológiai szövődményekről.Az idegsérülések aránya primer coxarthrosis esetén 0,6–1,3%, vaszkuláris komplikációk 0,25%-ban fordulnak elő. Poszttraumás esetekben, csípőízületi diszpláziában (5,2–13%) és revízióksorán (7,5%) a szövődmények száma megsokszorozódik.Az ér- és idegsérüléseket számos szempont alapján osztályozzák.Lokalizáció szerint extra- és intrapelvicus szövődményekről beszélhetünk. Bonyolítja a kérdést,hogy több ér-ideg törzsnek medencén belüli és medencén kívüli lefutása is van.Etiológiáját tekintve a szövődmény hátterében állhat direkt, illetve indirekt sérülés, kompresszió,túlnyújtás, szakadás.A vaszkuláris szövődmény megjelenését tekintve lehet haemorrhagia, ischaemia, thrombosis,aneurysma, arteriovenosus fi sztula, mely klinikailag hypovolaemiás shock, akut keringési zavar,pulzáló tumor, krónikus keringési probléma képében jelenhet meg.Az idegsérülések klasszikus osztályozás szerint neurapraxia, axonotmesis, neurotmesis formájábanjelentkeznek. Idegsérülésnél az érző, illetve motoros funkciók különböző mértékű és időtartamúkiesését észleljük.Biztonságosabban operálhatunk az acetabulum környezetében, ha tisztában vagyunk a régió biztonságizónáit leíró beosztásokkal és tudjuk az acetabulum különböző részein a csont átlagosvastagságát. Közleményünk célja ezen ismeretek egyszerű, közérthető formában történő összefoglalásaés átadása a gyakorló sebész kollégák számára. DOI: 10.17489/biohun/2013/2/0
Emberi egyensúlyozás mechanikai modellezése PIDA szabályozó segítségével
Get PDFEbben a cikkben két egyszerűproblémán keresztül vizsgáljuk az emberi egyensúlyozás folyamatát. Vizsgáljuk az ujjhegyen történő rúdegyensúlyozást és az egy helyben állás egyensúlyozási folyamatát, a posturalis kilengést. Az egyensúlyozási problémákat egyszerűmechanikai modellek-kel írjuk le, majd egy, az iparban is gyakran használt, PIDA szabályozó segítségével modellezzük az emberi agy szabályozási mechanizmusát egyensúlyozás közben. A mozgást leíró differenciál-egyenletben konstans időkéséssel figyelembe vesszük a reflexkésés hatását, és a leíró egyenletek stabilitási vizsgálatával ellenőrizzük a felírt modell stabilizálhatóságát. Végül a kapott számítási eredményeket összevetjük a szakirodalomban található kísérleti eredményekkel. DOI: 10.17489/biohun/2014/1/0
The first steps to the development of the knee prosthesis rating method
Get PDFDuring prosthesis implantation, the surgeon can choose from replacements of a wide variety of manufacturers and sizes. So far, no specific coefficient has been introduced that determines the suitability, or goodness of these prostheses. In this paper an apparatus is presented for the qualification of knee prostheses. This apparatus is able to measure the rotation of any prosthesis, therefore the obtained results can be compared with the measured values on human cadaver knees. The prostheses are classified by the rate of their conformity. In addition, the first experimental results are reported as well. DOI: 10.17489/biohun/2013/1/0
Fogászati implantátumok felületkezelése
Get PDFJelen tanulmány célja az utóbbi években orvosi és műszaki kihívások szempontjából egyre nagyobb szerepet betöltő fogászati implantátumok, pontosabban egy hazai fejlesztésű fogászati implantátum, az Emotion Implant® implantátum morfológiájának módosítására szolgáló technológia és a létrehozott felület vizsgálati lehetőségeinek bemutatása. Az implantátumokat forgácsolással és ezt követő felületkezeléssel állítják elő. A felületkezelés lehetőséget biztosít a gyártás során keletkezett morfológiai hibák eliminálására. Felületkezeléssel olyan morfológiát hozhatunk létre, amely elősegítheti a csontszövet implantátumon történő megtapadását, az úgynevezett csontintegrációt. Leggyakrabban homokszórást, kémiai maratást vagy ezeket együttesen alkal-mazva végzik el a felületkezelést az osszeointegráció elősegítése érdekében. Kutatómunkánkban Ti Grade 5 alapanyagból forgácsolással készített, 2 mm vastagságú korongokat, és azonos alap-anyagból készített hármas tagoltságú, 4,1 mm átmérőjű és 10 mm hosszúságú implantátumokat használtunk. Esztergálás közben a korongok és az implantátumok felületén egyaránt sorja képződött, valamint felületi egyenetlenségek jöttek létre. Az esztergálást követően a mintákat kémiai maratással kezeltük. Az alkalmazott három maratópác: 45%-os HNO3, 30%-os HCl és 85%-os H3PO4. A maratási hőmérsékletek 20-40-60 °C, a maratási idő pedig 5-10-45-60-120 perc volt. A korongok és implantátumok morfológiáját pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) és atomerőmikroszkóppal (AFM) vizsgáltuk (vizsgált felület: 25 μm2). A különbözőmorfológiájú maratott korongokat és implantátumokat az esztergált mintával mint referenciával hasonlítottuk össze. A mérések kvantitatív eredményeket szolgáltatnak. SEM vizsgálatokkal megállapítottuk, hogy az esztergált felületeken 10–15 μm szélességű barázdákat hoztunk létre. A 45%-os HNO3 estében az esztergálás nyomai láthatók a korongok felületén, 120 perces maratási időt követően is. A 30%-os HCl oldatban 60 °C-on és 60 percig felületkezelt titánkorongról az esztergálás nyomait és a sorját is sikerült eltávolítani. A 85%-os H3PO4 önmagában nem távolítja el az esztergálás nyomait. Az osszeointegráció elősegítése érdekében azonban célszerűnek tartjuk a 30%-os HCl oldatban 60 °C-on és 60 percig végzett felületkezelést 60 °C-on és 30 percig 85%-os H3PO4 kezeléssel kiegészíteni. DOI: 10.17489/biohun/2014/1/0
The raiding Homo erectus in Kenya
Get PDFNapjainkban az élőállatok mozgássebességéről sokat tudunk, különböző eszközök segítségével, azonban a kihalt őslényekről sokkal kevesebbet. A feltárás során talált csontmaradványokból és nyomfosszíliákból következtethetünk az egykoron élt élőlény felépítésére és mozgékonyságára. A biomechanika segítségével pedig választ kaphatunk a mozgási sebességére is. A kenyában talált 1,5 millió éves nyomokból a biomechanikai ismeretek segítségével kiszámoltam egykori mozgássebességét a tóparti környezetben. A sebesség meghatározásához kétféle módszert alkalmaztam. Az egyik képlet felhasználásával 2,22 m/s sebességet kaptunk, míg a másik képlet felhasználásával megkaptam az ősember becsült futási sebességét, amely 3,21 m/s volt. A sebesség meghatározásából következtethetünk a Homo erectus környezetére, valamint kölcsönhatását a környezetre és a családjára (vadászat). DOI: 10.17489/biohun/2013/2/09These days you can have a lot of information about of the movement speed of living animals with the help of different tools, but we know much less about the extinct prehistoric creatures.We can conclude infer the structure and motility of organisms once lived, from the bone remnants and trace fossils found during excavations. With the help of biomechanics, we can get an answer to their movement speed too. With the help of (my) biomechanical knowledge I have calculated the movement speed of an above mentioned prehistoric creature in its lakeside environment – from 1.5 million-year-old traces found in Kenya. To determine the speed I used two different kinds of formulas. Using one of the formulas, the answer was a speed of 2.22 m/s, while using the other formula I got the result of 3.21 m/s, which is the estimated running speed of primitive man.Defi ning the speed, we can estimate Homo Erectus’ living environment and its interaction with its environment and family (hunting)
Effect of preloading on lower jaw implant
Get PDFThe procedure of mandible resection is basically unavoidable in case of cancer in the field of oral surgery. The reinforcement and the reconstruction of the jaw closest to its original condition is very challenging. Considering the load properties the examination of the plates used in the reconstruction is highly important. The cadaver examination procedure however is very difficult to execute, therefore the use of the Finite Element Analysis proves rather supportive. Fast recovery can be achieved by applying the implants correctly. Furthermore brakeage resulting from high loads in the plates can be avoided. The goal is to examine and understand the Non-locking screwing technique used with plate implants in different mandible resections and reconstructions, focusing on the preloaded force. Furthermore the study and comparison of different stress that arise in different cases.A toothless mandible was used for the creation of the Finite Element Analysis model. The data was provided for the model by CBCT. During the creation of the model we separated four different resection areas to which we used the plates with the Non-Locking screwing technique, also used in clinical reconstructions. For the preload of the plates we used different preloaded forces on the screws. We considered and used boundary conditions complying with the anatomical structure. The muscles required for chewing were transferred to the model and used as main loads. The bone structure is heterogenic and the bone density is based on CBCT.The preloaded forces have a major role in the stresses arising in the bone during the use of Non-locking technique. The comparison of the resection techniques can provide valuable information regarding the preloaded condition and the following chewing load condition connected to the main loads in the bone.Those measurements that are important from biomechanical point of view and would prove difficult or impossible with in vivo or in vitro load measurements to be examined can be compared with the Finite Element Analysis method. DOI: 10.17489/biohun/2013/1/0
Csontmodellező anyagok vizsgálata
Get PDFJelen kutatásunk célja volt, hogy találjunk egy olyan csontmodellező anyagot, amelynek mechanikai és szerkezeti tulajdonságai hasonlítanak a csontéra. Napjainkban az állkapocscsontokat szerkezetük szerint 5 osztályba sorolják (Carle E. Mish D1–D5). A különbözőosztályok a csont sűrűségét mutatják (D1 – kemény, sűrű kortikális csont, D5 – kis sűrűségű, trabekuláris csont). Az állkapocscsont szerkezete és mechanikai tulajdonságai nagyban függenek az individuumtól, ezért sok esetben egyénre nézve kell meghatározni annak tulajdonságait. Az egyedi esetek modellezésére alkalmasak a megfelelő csontmodellező anyagok. A modellanyagok használata (kísérletek, gyakorlatok és fejlesztések) nem igényel etikai engedélyt, és a szükséges mennyiség is elérhető az adott feladathoz, szemben a korlátozott mennyiségű élő, illetve cadaver csontokkal. Módszerek: Az implantológiában nagyon sok eset végződik valamilyen csavaros rögzítéssel. Ezért a kísérletsorozat a becsavarási „érzet” modellezésére alapszik. A vizsgálat során a következő csontmodellező anyagok lettek felhasználva: különbözőfa típusok (puha, közép kemény, kemény), a D1 osztály modellezésére amaranth, zebrano és ipe fák; a D2–D4 osztályéra éger, akác és körte; piacon kapható csontmodellező anyagok (PUR alapanyagú) és állati csontok (marha és borjú bordacsont). Minden egyes anyagtípusba egy lemezcsavar lett behajtva és közben a becsavarási nyomaték mérése történt a behajtott hossz függvényében. A kísérlet a következőképpen zajlott: egy kiválasztott anyagtípusba előfuratot készítettünk, amelynek átmérője megegyezett a csavar magátmérőjével. Ezután a furatba nyomaték csavarhúzó segítségével behajtottuk a lemezcsavart. Minden egyes nyomatékértéknél megmértük a hozzá tartozó behajtott hosszt, szakítógép segítségével (Instron 5965). Eredmények: Minden egyes anyagtípus megvizsgálása után a becsavarási nyomaték függvényt meghatároztuk. A különböző függvénysajátosság (meredekség) jellemzi az adott anyagtípust. A függvény jellege alapján meg lehet különböztetni a puhább és keményebb régiók váltakozását. Puha régió esetében a meredekség növekszik, míg a kemény régiók esetében csökken. Ennek köszönhetően a különböző szerkezetűrégiók elhelyezkedése meghatározható. A vizsgált anyagok közül az eredmények alapján a csonthoz leginkább hasonlító anyagot választottuk ki. Konklúzió: Egy újfajta minimál invazív csont mechanikai tulajdonságát és szerkezetét meghatározó mérési módszer kifejlesztése során a csontmodellező anyagok használata lehetővé teszi a kísérletek nagyszámú elvégzését és a mérési módszer ellenőrzését. A mérési eljárással implantológusok meg tudják határozni a csont lokális szerkezeti és mechanikai tulajdonságait, amelynek ismeretében a beültetni kívánt adott implantátum primer stabilitására következtetni tud. DOI: 10.17489/biohun/2014/1/0
Microhardness testing of comparable bone substitutes
Get PDFA periprotetikus csontpótló anyagokat gyakran teherviselő felületeken is alkalmazzuk például csípő vagy térdízület esetén ezért fontos szempont, hogy azok megfelelő mechanikai tulajdonságokkal rendelkezzenek. A biokompatibilis anyagok mechanikai vizsgálatában a Vickers-féle mikrokeménységmérés széleskörben elterjedt módszer, amely a csontpótló anyagok tanulmányozásában is hasznos eredményekkel szolgálhat. Kísérleteinkben három, klinikai alkalmazás tekintetében azonos indikációval rendelkező csontpótló anyag mikrokeménység vizsgálatát végeztük el. A liofilizált szivacsos humán csont allograft (allograft), liofilizált szivacsos szarvasmarha csontgraft (BioOss), valamint porózus szerkezetű béta-trikálcium-foszfát (β-TCP) mintákból arannyal bevont csiszolatokat készítettünk, majd és Buehler típusú berendezés segítségével megállapítottuk a mikrokeménységet. Annak ellenére, hogy a három minta közül szubjektíven a β-TCP volt a leginkább törékeny, a Vickers-féle mikrokeménység mérések szerint jelentősen keményebbnek bizonyult, mint a természetes eredetű csontpótlók. A liofilizált szarvasmarha és a liofilizált humán allograft hasonló keménységgel jellemezhető. Összefoglalva megállapíthatjuk, hogy a biológiai eredetű mineralizált csontgraftokhoz látszólag hasonló mesterséges β-TCP jelentősen keményebb, ridegebb szerkezetű, amely valószínűleg azt eredményezi, hogy élő szövetbe ültetve könnyebben törik. DOI: 10.17489/biohun/2013/2/02Bone-substitute materials are often employed in areas around load-bearing surfaces of implants, for example hip joints and ligaments around knees. It is important these materials have appropriate mechanical properties. Among mechanical tests, the Vickers microhardness measurement gives useful insights into bone-substitute materials. In these experiments microhardness was tanulmánytested for three bone-substitute materials used in similar clinical settings. Gold-coated samples of lyophilised trabecular human bone allograft, lyophilised trabecular bovine bone graft (BioOss), and porous-structured beta-tricalcium-phosphate (β-TCP) were measured for microhardness. Vickers-type microhardness measures ranked the β-TCP an order of magnitude harder than thenatural-source bone substitutes. The unusually high microhardness value of the β-TCP wasexplicable in terms of material-structure differences. The natural-origin bone substitutes are composite materials in which elastic protein fi lament cages hold inorganic calcium and magnesium during bone formation. In contrast, synthetic β-TCP is a single-phase dense material andlacks protein fi laments, explaining why its microhardness is an order of magnitude higher. To sum up, it was possible to establish that in comparison to mineralised, biological-origin bone grafts, artifi cial β-TCP was signifi cantly harder and brittler, probably meaning that when embeddedin living tissue it breaks more easily
Investigation of metallic surface area of coronary stents
Get PDFobjectives: Endovascular stents, such as coronary stents, are widely used for the treatment of narrowed or blocked blood vessels caused by plaque formation in the arteries. The narrowing of expanded blood vessels (restenosis) is perhaps the major complication associated with endovascular stent implantation that is believed to be caused by insufficient metallic surface area (MSA) in some stent designs. Our aim was to compare three examination methods which were developed at our department, to measure stent surface areas.methods: The first method was manually performed using rotating equipment under a stereomicroscope. The second method, which has recently been developed, is an automated method using an integrated scanner and a rotating engine. Both methods aimed at converting the cylindrical stent into a flattened two-dimensional image in order to enable the measurement of stent surface area by imaging software. The third method is based on a calculation which uses various stent values such as diameter, length, and strut thickness. Each measurement process was tested on different types of stents.results: Our findings showed that the methods gave similar results. The largest differences between the methods were speed and accuracy.conclusions: The results lead us to propose favouring the automated rotation method. DOI: 10.17489/biohun/2013/1/2
