Biomechanical development and analysis of a new carbon-fiber/flax/epoxy plate for repairing femur fractures
Notice bibliographique
Résumé
Femur fracture at the tip of a total hip replacement (THR), commonly known as Vancouver B1 fracture, is mainly treated using rigid metallic bone plates, which may result in "stress shielding" leading to bone resorption and implant loosening. To minimize "stress shielding", a novel carbon fiber (CF)/Flax/Epoxy composite plate with a “sandwich structure” has been developed and characterized mechanically, biologically and biomechanically compared to a standard clinical metal plate. The CF/Flax/Epoxy composite material showed no cytotoxicity with no negative influence on the expression level of bone formation genes at all incubation time. The results of mechanical tests revealed a considerably high ultimate strength in tension (399.8 MPa), flexion (510.6 MPa) and fatigue loading (200-220 MPa). The composite plate showed higher elastic modulus in bending tests (57.4 GPa) compared to tension tests (41.7 GPa). The dynamic modulus (E*) was found to stay almost constant versus the number of cycles, which can be related to the contribution of both flax/epoxy and CF/epoxy laminae to the stiffness of the composite. The results of biomechanical assessment of the plate showed that the bone beneath the CF/Flax/Epoxy plate was the only area that had a significantly higher average surface stress (fractured = 2.10 ± 0.66 MPa; healed = 1.89±0.39 MPa) compared to bone beneath the metal plate (fractured = 1.shielding” effect. The CF/Flax/Epoxy plated femur had comparable axial stiffness (fractured = 645 ± 67 N/mm; healed = 1731 ± 109 N/mm) to the metal plated femur (fractured = 658 ± 69 N/mm; healed = 1751 ± 39 N/mm) (p=1.00). These results confirm that the new CF/Flax/Epoxy material could be a potential candidate for bone fracture plate applications as it shows good biocompatibility and considerably higher strength in tension, flexion and fatigue than actual clinical load level experienced by femur during daily normal activities. Moreover, it can simultaneously provide similar mechanical stiffness and lower “stress shielding” (i.e. higher bone stress) compared to commercially-used metal bone plates.18 ± 0.93 MPa; healed = 0.71 ± 0.24 MPa) (p<0.05), cause less “stress shielding” effect. The CF/Flax/Epoxy plated femur had comparable axial stiffness (fractured = 645 ± 67 N/mm; healed = 1731 ± 109 N/mm) to the metal plated femur (fractured = 658 ± 69 N/mm; healed = 1751 ± 39 N/mm) (p=1.00). These results confirm that the new CF/Flax/Epoxy material could be a potential candidate for bone fracture plate applications as it shows good biocompatibility and considerably higher strength in tension, flexion and fatigue than actual clinical load level experienced by femur during daily normal activities. Moreover, it can simultaneously provide similar mechanical stiffness and lower “stress shielding” (i.e. higher bone stress) compared to commercially-used metal bone plates.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».