Resumen

Este estudio tiene como objetivo proporcionar un método eficaz para determinar la relación tensión-carga y cuantificar la distribución de la tensión dentro de toda la tibia bajo carga de compresión axial en ratas. Se diseñaron modelos de tibia de rata con carga de compresión axial. Se midieron las deformaciones en tres direcciones (0°, 45° y 90°) en el eje proximal de la tibia mediante una roseta de galgas extensométricas, que se utilizó para calcular las deformaciones principales máximas y mínimas. Además, la deformación en el eje medio de la tibia se midió con una galga extensométrica de un solo elemento. Se calcularon las pendientes de las curvas de tensión-carga con diferentes cargas máximas para evaluar la estabilidad de la medición de la galga extensométrica. Se cuantificó el entorno mecánico en toda la tibia por la carga de compresión axial mediante un análisis de elementos finitos (FEA) basado en imágenes de tomografía microcomputada. Se evaluaron las distribuciones de tensión elástica de von Mises de toda la tibia. Las pendientes de las curvas tensión-carga no mostraron diferencias significativas entre los distintos picos de carga (ANOVA; P>0,05), lo que indica que la relación tensión-carga obtenida a partir de la medición de la galga extensométrica era razonable y estable. Los resultados del AEF se correspondieron con los resultados experimentales con un error inferior al 15% (prueba t de Student emparejada, P>0,05), lo que significa que el AEF puede simular el experimento razonablemente. Los resultados del AEF mostraron que la tensión elástica de von Mises era la más baja en el centro y aumentaba gradualmente hacia ambos lados a lo largo de la dirección lateral, observándose la máxima tensión elástica de von Mises en el lado posterior bajo la sinostosis tibiofibular distal. El método de las mediciones con galgas extensométricas y el AEF utilizado en este estudio puede proporcionar una forma factible de obtener el entorno mecánico de las tibias bajo carga de compresión axial en las ratas y servir como referencia para seguir explorando la respuesta mecánica del hueso mediante carga de compresión axial.

• Materias:Ingeniería biomédica Bioingeniería Biomecánica Neuronas Prótesis Extremidades (Cuerpo Humano) Articulación ósea
• Subjects:Biomedical engineering Bioengineering Biomechanics Neurons Prostheses Limbs (Human Body) Bone joint
• Palabras claves:carga de compresión axial, medición de galgas extensométricas, tibia entera, diferentes picos de carga, deformación, entorno mecánico, deformación elástica, resultados de fea, relación de carga, curva de carga
• Keywords:axial compressive load, strain gauge measurement, whole tibia, different peak load, strain, mechanical environment, elastic strain, fea results, load relationship, load curve