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Enregistrement W2089383083 · doi:10.1115/1.2401178

The Biomechanics of Human Femurs in Axial and Torsional Loading: Comparison of Finite Element Analysis, Human Cadaveric Femurs, and Synthetic Femurs

2006· article· en· W2089383083 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueJournal of Biomechanical Engineering · 2006
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueOrthopaedic implants and arthroplasty
Établissements canadiensMcMaster UniversitySt. Michael's HospitalToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCadaveric spasmBiomechanicsFemurMaterials scienceStiffnessCadaverBiomedical engineeringFinite element methodMaterial propertiesStress shieldingImplantStructural engineeringAnatomyComposite materialMedicineEngineeringSurgery

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

To assess the performance of femoral orthopedic implants, they are often attached to cadaveric femurs, and biomechanical testing is performed. To identify areas of high stress, stress shielding, and to facilitate implant redesign, these tests are often accompanied by finite element (FE) models of the bone/implant system. However, cadaveric bone suffers from wide specimen to specimen variability both in terms of bone geometry and mechanical properties, making it virtually impossible for experimental results to be reproduced. An alternative approach is to utilize synthetic femurs of standardized geometry, having material behavior approximating that of human bone, but with very small specimen to specimen variability. This approach allows for repeatable experimental results and a standard geometry for use in accompanying FE models. While the synthetic bones appear to be of appropriate geometry to simulate bone mechanical behavior, it has not, however, been established what bone quality they most resemble, i.e., osteoporotic or osteopenic versus healthy bone. Furthermore, it is also of interest to determine whether FE models of synthetic bones, with appropriate adjustments in input material properties or geometric size, could be used to simulate the mechanical behavior of a wider range of bone quality and size. To shed light on these questions, the axial and torsional stiffness of cadaveric femurs were compared to those measured on synthetic femurs. A FE model, previously validated by the authors to represent the geometry of a synthetic femur, was then used with a range of input material properties and change in geometric size, to establish whether cadaveric results could be simulated. Axial and torsional stiffnesses and rigidities were measured for 25 human cadaveric femurs (simulating poor bone stock) and three synthetic "third generation composite" femurs (3GCF) (simulating normal healthy bone stock) in the midstance orientation. The measured results were compared, under identical loading conditions, to those predicted by a previously validated three-dimensional finite element model of the 3GCF at a variety of Young's modulus values. A smaller FE model of the 3GCF was also created to examine the effects of a simple change in bone size. The 3GCF was found to be significantly stiffer (2.3 times in torsional loading, 1.7 times in axial loading) than the presently utilized cadaveric samples. Nevertheless, the FE model was able to successfully simulate both the behavior of the 3GCF, and a wide range of cadaveric bone data scatter by an appropriate adjustment of Young's modulus or geometric size. The synthetic femur had a significantly higher stiffness than the cadaveric bone samples. The finite element model provided a good estimate of upper and lower bounds for the axial and torsional stiffness of human femurs because it was effective at reproducing the geometric properties of a femur. Cadaveric bone experiments can be used to calibrate FE models' input material properties so that bones of varying quality can be simulated.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,651
Score d'incertitude au seuil0,466

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,272
Écart entre enseignants0,260 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle