Stressed volume around vascular canals explains compressive fatigue life variation of secondary osteonal bone but not plexiform bone
Notice bibliographique
Résumé
The fatigue life of bone illustrates a large degree of scatter that is likely related to underlying differences in composition and microarchitecture. Vascular canals act as stress concentrations, the magnitude and volume of which may depend on the size and spatial distribution of canals. The purpose of this study was to establish the relationship between vascular canal microarchitecture, stressed volume and the fatigue life of both secondary osteonal and plexiform bovine bone. Twenty-one cortical bone samples were prepared from bovine femora and tibiae and imaged using micro-computed tomography (μCT) to quantify canal diameter, canal separation and canal number. Samples were cyclically loaded in zero-compression to a peak magnitude of 95 MPa, and fatigue life was defined as the number of cycles until fracture. Finite element models were created from μCT images and used to quantify the stressed volume, i.e., the volume of bone stressed higher than a yield stress of 108 MPa. Fatigue life ranged from 162-633,437 cycles with the fatigue life of plexiform bone (n = 15) being more than 4.5 times longer than secondary bone (n = 6). The fatigue life of secondary bone was negatively correlated with canal diameter (r2 = 0.73) and canal separation (r2 = 0.56), while the fatigue life of plexiform bone was negatively correlated with canal separation (r2 = 0.41), but positively correlated with canal number (r2 = 0.36). Stressed volume was related to canal microarchitecture in secondary bone only, where canal diameters and canal separation were larger than approximately 50 μm and 200 μm, respectively. Consequently, stressed volume explained 89% of the fatigue life variance in secondary bone but was not related to the fatigue life of plexiform bone. These findings suggest that the volume of the stress concentration surrounding vascular canals is dictated by canal size and spacing and may play an important role in the fatigue failure of osteonal bone. We suspect that a larger stressed volume is more likely to encounter and facilitate the propagation of pre-existing microcracks, thereby leading to a reduction in fatigue life.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».