Indflydelse af mekanisk stimulus på distraktionsosteogenese

Knogleforlængelse ved hjælp af distraktion osteogenese har fundet mange kliniske anvendelser i behandlingen af ​​lemmerlængdeforskelle, lemmerdeformiteter, knogledefekter og brudbrud. Dyreforsøg har vist, at mekaniske forhold i væsentlig grad påvirker den biologiske proces af osteogenese. Viden om mekaniske stimuli's indflydelse på knogledannelsen er således afgørende for forbedringen af ​​den nuværende teknik, hvilket bidrager til behandling og pleje af patienter, der får knogleforlængelse. Tidligere in vivo humane undersøgelser har nærmet sig problemet ved at måle den interfragmentære bevægelse af knoglebrud og belastningen i lemmen i form af jordreaktionskræfterne. Det mekaniske miljø i callus er ikke tilgængeligt med disse tilgange. Da knoglernes stress- og belastningsadfærd er afgørende for dens normale funktion, responsen på knogleosteotomi og osteogenese, har et begrænset antal undersøgelser brugt forenklet FEM-teknik til at undersøge belastnings- og stressmønstrene i callus i to dimensioner under forenklede belastningsforhold . De beregnede belastningsmønstre kan dog være langt fra den virkelige situation i callus. Der er ingen tilgængelige data for stress- og belastningsmønstre under processen med distraktionsosteogenese.

Denne undersøgelse er et yderligere trin i vores nuværende etårige NSC-projekt, der har til formål at bygge bro over ovennævnte kløft ved løbende at overvåge de mekaniske stimuli, der påføres lemmer og callus, både gennem eksperimentelle målinger og FEM-beregninger, og ved at korrelere de observerede kvantitet og kvalitet af de mekaniske stimuli med de beregnede stress- og belastningsmønstre i callusvævet. Specifikt i denne foreslåede undersøgelse vil 3D-finite element-modeller af osteogenesen ved fire tidsmæssige punkter under lemmerforlængelsesprocessen for hvert individ blive udviklet ud fra CT-data fra osteotomistederne. En 3D-model af den muskuloskeletale model af underekstremiteterne vil blive brugt til at beregne de kræfter, der overføres af knogler og omgivende væv, som vil blive brugt til efterfølgende FEM-analyse. Formålet med undersøgelsen er at bestemme stress- og belastningsmønstrene i callus på forskellige distraktionsstadier og med data indsamlet fra ganglaboratorieforsøg udført i vores nuværende NSC-projekt at give et klarere billede af mekaniske stimuli's indflydelse på distraktion osteogenese.

Det er håbet, at nærværende undersøgelse vil føre til en bedre forståelse af mekanismerne for osteogenese, hvilket vil være nyttigt til at finde passende fikseringsmetoder i distraktionsosteogenese, der optimerer det mekaniske miljø for knogledannelse.