Interbody devices are widely used to replace the degenerated discs of the spine. For this purpose, a novel methodology uses cement instead of conventional spacers, which is hypothesized to provide smoother transition of forces, lower risk of bone tissue damage, thus smaller subsidence, reduced risk of further pathological deformations and other complications. This new treatment approach has been compared with the conventional method experimentally by mechanical loading of human vertebral motion segments treated with either of these. The present study aimed at complementing the that work with finite element analysis and, by performing in silico mechanical testing of QCT-based case specific models incorporating the elasto-plastic behavior of bone, providing better understanding of experimental results, in particular, the differences between the two sample groups equipped with the different spacer types. This report presents the applied numerical methodology as well as the first results, which are in line with the experimental ones. Besides providing deeper insight into the experimental outcomes, these models are expected to provide a basis for virtual parameter analysis studies, which may help to optimize the surgical procedure.
If spine degenerations are accompanied by osteoporosis, the traditional PEEK spacers can strongly subside into the irregularly deformed endplates and vertebrae following surgical stabilization. To avoid implant subsidence, a new technique is developed where bone cement is applied as interbody device along the vertebra-implant interface. In this study, the mechanical comparison of the traditional PEEK and the new PMMA cement spacers are presented based on uniaxial compression tests. It was concluded that in osteoporotic spine the cement spacers provide better contact along the irregularly deformed endplates, and stronger vertebra-implant interface leading to enhanced stability of lumbar interbody fixation. In the case of PMMA cages, the failure deformation of segments is almost the half of that of the PEEK spacers, while the stiffness of them is more than two times larger. In strongly osteoporotic cases, a more evenly distributed cement pattern results in smaller stress concentrations and greater strength which may decrease the risk of subsidence.
A numerikus szimuláció olyan jelenségek és folyamatok követésére is alkalmas, amelyek kísérleti úton nem vizsgálhatók. Ilyenek például a gerinc öregedéssel járó degenerációs folyamatai. A jelen dolgozatban az emberi lumbálisgerinc-szegmentumok nyomóteherből eredő, öregedéssel járó károsodási folyamatainak a végeselemes szimulációját mutatjuk be 3D végeselem-modellek alapján. A korral járó degenerációs folyamatot a szegmentumot alkotó egyes szervek anyagi tulajdonságainak változásával modellezzük. A kidolgozott végeselem-modelleket húzásra és nyomásra egyaránt úgy validáltuk, hogy a számítási eredményeinket összehasonlítottuk a saját és a szakirodalomból rendelkezésre álló kísérleti mérési adatokkal. Öt degenerációs fokozatot dolgoztunk ki a teljesen egészségestől a teljesen degeneráltig. A degenerációs folyamat két legfontosabb tényezőjének, a porckorong nucleusában lévő hidrosztatikus nyomásnak és a nucleus keményedésének a hatását külön-külön vizsgáltuk az öregedési folyamat során, és azt tapasztaltuk, hogy a degenerációs folyamat kezdeti szakaszában a hidrosztatikus nyomás megszűnésének van domináns hatása, míg a későbbiekben a nucleus keményedése a döntő. Ez azt mutatta, hogy a nyomómerevség az alig degenerált fi atal szegmentumnál a legkisebb, vagyis az instabilitás kockázata ekkor a legnagyobb, és a stabilitás esélye a további öregedéssel és degenerációval megnő. Kimutattuk, hogy a szegmentum merevségében a nucleusnak van domináns szerepe. Ahhoz, hogy a nucleus folyadékszerű, kezdeti egészséges állapotát pontosan modellezni tudjuk, a rugalmassági modulusát 1 MPa értéknél kisebbre, célszerűen 0,1 MPa értékre kell felvenni. A lumbális gerinc degenerációs folyamatainak végeselemes szimulációja segít megérteni e folyamatok kialakulását és lefutását, annak okait, de segít a lumbális porckorongproblémák konzervatív kezelési eljárásainak tökéletesítésben is.
Amikor arra a feladatra készültem, hogy Szabó János gazdag életútját ismertessem, és a dokumentumokat gyûjtögettem össze a családtól, kollégáktól, barátoktól, világosan kirajzolódott elõttem, miként szõtték át az õ életét is, mint mindannyiunkét, XX. századi történelmünk különösen mozgalmas és ellentmondásos szálai. Eszembe jutottak Csonka Pálnak, egyetemünk legendás professzorának szavai, amelyek 90. születésnapján, ugyanebben a teremben hangzottak el néhány évvel ezelõtt. A következõket mondotta: "Hosszú életem a teljes magyar történelem csaknem egytizedét teszi ki, és ebben az egytizedben, századunkban minden elõfordult, ami a történelemben egyáltalán elõfordulhat. Voltak csodálatosan szép napjaink, de annál többet csapkodtak a villámok a fejünk felett..." Aki tehát abban a kiváltságban részesült, hogy élete hajóját századunk viharai közepette kormányozhatta, néha próbákat kellett kiállnia.Szabó János 1920-ban, ebben a hazánk számára végzetes, szomorú esztendõben, november 27-én látta meg a napvilágot az ötgyermekes család harmadik gyermekeként. A keresztségben a Szabó Kapisztrán János nevet kapta. A gyermekek Szabó Sándor és Hofhauser Ida frigyébõl születtek.Apai nagyapja szabómester, anyai nagyapja, Hofhauser Elek kiváló budai építõmester volt, akinek kõfaragó õsei valamikor a XVII. század végén, Buda visszafoglalását követõen Bajorországból vándoroltak be hazánkba. Az építés és kõfaragás mestersége a családban apáról fiúra szállt.Szülei házasságával két régi, becsületesen dolgozó iparos dinasztia egyesült. Édesapja azonban hamarosan elhagyta a családot, ettõl kezdve édesanyja egyedül nevelte öt gyermekét, akik közül kettõ még 12 éves kora elõtt meghalt. Az édesanyának munkába kellett állnia, hogy gyermekeit eltarthassa. Tragikus sorsa, csodálatos anyai helytállása meghatározó élménye volt gyermekeinek.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.