Modelling bone tissue fracture and healing: a review

Doblaré, M.; García, José M.; Gómez, Marina

doi:10.1016/j.engfracmech.2003.08.003

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“…Table 4 presents a summary of the elastic modulus and fracture energy obtained for nine hydrated specimens. It should be noted that the average toughness obtained (G Ic = 1.91 N/mm) is in the middle of the range (1.388 ≤ G Ic ≤ 2.557 N/mm) presented in Doblaré et al (2004). Table 5 exhibits similar results for ten dehydrated specimens.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 54%

The double cantilever beam test applied to mode I fracture characterization of cortical bone tissue

Morais

Moura

Pereira

et al. 2010

Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

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Compliance Fracture toughness Modeling A B S T R A C TThe primary objective of this work was to analyse the adequacy of the Double Cantilever Beam (DCB) test in determining fracture toughness under pure mode I loading of cortical bone tissue. A new data reduction scheme based on specimen compliance and the crack equivalent concept was used to overcome the difficulties inherent in crack monitoring during its growth. It provides a complete resistance curve, which is fundamental in estimating the fracture energy. A cohesive zone model was used to simulate damage initiation and propagation, thus assessing the efficacy of the proposed testing method and data reduction scheme. Subsequently, the DCB test was applied to evaluate the mode I fracture energy of hydrated and thermally dehydrated cortical bone tissue from young bovine femur, in the tangential-longitudinal propagation system. The results obtained demonstrate the efficacy of the DCB test and the proposed data reduction scheme on the bone fracture characterization under mode I loading.

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Section: Resultssupporting

confidence: 54%

The double cantilever beam test applied to mode I fracture characterization of cortical bone tissue

Morais

Moura

Pereira

et al. 2010

Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

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“…Os níveis séricos encontrados nos grupos variaram de 10,9 a 524 U/L, tal discrepância pode ser explicada pela constante modifi cação do tecido em diferentes fases da formação do calo ósseo (DOBLARÉ et al, 2004;JUNQUEIRA;CARNEIRO, 2008) e possivelmente pela infl uência da fosfatase hepática e intestinal (Tabela 1).…”

Section: Resultsunclassified

“…Conforme Carano e Filvaroroff (2003) e Doblaré et al (2004), o calo ósseo encontra-se formado ao fi nal da segunda ou terceira semana e a partir deste período ocorre diminuição da atividade osteoblástica. Assim, quando se comparou às médias dos grupos em relação aos períodos avaliados não foi possível confi rmar esse dado, pois os valores séricos da fosfatase alcalina não apresentaram diferenças estatísticas.…”

Section: Resultsunclassified

“…Quanto à taxa de formação e degradação óssea, esta pode ser estimada por meio de marcadores bioquímicos específi cos como as fosfatases alcalinas que indicam a atividade de osteoblastos e osteoclastos no organismo (DOBLARÉ et al, 2004). O aumento da atividade sérica da fosfatase alcalina pode também estar associado às condições de colestase, indução por drogas ou hormônios, animais em crescimento, fi lhotes e em fêmeas gestantes (DIAL, 1995).…”

Section: Introductionunclassified

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<b>Perfil sérico da fosfatase alcalina após o reparo de defeitos osteocondrais com células mononucleares da medula óssea e proteína morfogenética óssea em coelhos</b><br>DOI:10.5007/2175-7925.2011v24n4p103

et al. 2011

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ResumoVerifi cou-se a atividade da fosfatase alcalina sérica em resposta ao reparo de defeitos osteocondrais em vinte e quatro coelhos da raça Nova Zelândia. Distribuídos em três grupos, o controle (GC), o tratado com células mononucleares da medula óssea (GCM) e o que recebeu células mononucleares autólogas com proteína morfogenética óssea (GCM+BMP). Após exposição do sulco troclear da articulação fêmoro-tíbio-patelar esquerda removeu-se um segmento em forma de cunha. O local foi preenchido com enxerto osteocondral alógeno conservado em glicerina a 98%. No GC foi realizada a enxertia óssea, no GCM além do enxerto foi inoculado 2x10 6 células mononucleares e no GCM+BMP foi administrada intra-articularmente o mesmo número de células associadas à 1μg de proteína morfogenética óssea. A resposta osteoblástica foi mensurada por meio da análise sérica de fosfatase alcalina no dia 0 (pré-operatório) 3, 15, 30, 45 após cirurgia, além do acompanhamento por exames radiográfi cos. Procedeu-se a análise de variância em blocos ao acaso, esquema fatorial e teste de Tukey (p=0,05). A média geral do GCM foi superior quando comparada aos outros grupos e as maiores taxas estiveram entre o 15º e 45º dias de pós-operatório. A discrepância dos valores entre os indivíduos do mesmo grupo proporciona dúvidas na veracidade do teste.Palavras-chave: Células-tronco, Consolidação de fraturas, Marcador ósseo Biotemas, 24 (4): 103-109, dezembro de 2011

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“…An external trauma as a vulnerating agent causes damage of the blood vessels that compose the bone marrow as well as of the adjacent tissues, being this the reason why fractures can trigger local necrotic lesions [2][3][4] . This is one of the deleterious changes that may impair the physiologic healing of the tissue injured 2,5 , but the deformity or absence of bone consolidation may be a consequence of several other etiologies.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Characterization of pseudarthrosis with ultrasound backscattered signals in rats

Ferreira¹,

Matusin²,

Machado³

et al. 2010

Acta Cir. Bras.

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Purpose:To propose a novel model of pseudarthrosis in a small animal and to investigate the ability of backscatter parameters from ultrasound signals in differentiating normal bone from those ones with pseudarthorsis. Methods: Twelve Rattus norvegicus albinus free from pathogenic species (SPF) were randomly divided in two groups, with six animals each. In the Control group a surgical approach to the femur was made, followed by the synthesis of the muscle and skin layers. The Experimental group was submitted to an osteotomy of the femur and a vascularized flap of the fascia lata was interposed in the line of the fractured bone. Then the alignment and bone stabilization were accomplished, by using nylon stitch in U shape introduced in holes made in the proximal and distal fractured bone. Bone samples were scanned with ultrasound and signals were collected for each one to analyze the parameter Apparent Integrated Backscatter -AIB. Results: Radiological and anatomopathologic studies revealed the absence of bone consolidation with persistence of fiber-osteoid tissue. Values of the ultrasound parameter AIB from normal bones were statistically different from those with pseudarthrosis. Conclusion: The experimental model was suitable for pseudarthrosis development in rats and the ultrasound backscatter parameters were able to identify such a bone disease in vitro. Key words: Disease Models. Animal. Orthopedics. Ultrasonography. Rats. RESUMOObjetivo: Propor um novo modelo de pseudoartrose em animais de pequeno porte e investigar o potencial de parâmetros de retroespalhamento de ultrassônico em diferenciar osso normal e com pseudoartrose. Métodos: Doze Rattus norvegicus albinus (SPF) foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos, tendo cada grupo seis animais. No grupo Controle realizou-se uma abordagem cirúrgica ao fêmur, seguida da síntese por planos do músculo e da pele. O grupo Experimental foi submetido à osteotomia do fêmur aduzida da confecção de um retalho pediculado de fascia lata para interposição entre os segmentos resultantes da fratura induzida cirurgicamente. Prosseguiu-se com o alinhamento e estabilização óssea, mediante a confecção de um nó com fio de náilon em formato de U, introduzido em orifícios efetuados nas extremidades proximal e distal à fratura. As amostras ósseas foram irradiadas pelo ultrassom e sinais foram coletados para cada uma no intuito de analisar o parâmetro Retroespalhamento Integrado Aparente -AIB. Resultados: Estudos radiológicos e anatomopatológicos evidenciaram a ausência de consolidação óssea com persistência de tecido fibro-osteóide. Os valores de AIB para ossos normais foram estatisticamente diferentes em relação aos ossos com pseudoartrose. Conclusão: O modelo experimental apresentou-se adequado para a formação de pseudoartrose em ratos e o parâmetro de retroespalhamento de ultrassom foi capaz de detectar tal doença óssea, in vitro. Descritores: Modelos Animais de Doenças. Ortopedia. Ultrassonografia. Ratos

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Modelling bone tissue fracture and healing: a review

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The double cantilever beam test applied to mode I fracture characterization of cortical bone tissue

The double cantilever beam test applied to mode I fracture characterization of cortical bone tissue

<b>Perfil sérico da fosfatase alcalina após o reparo de defeitos osteocondrais com células mononucleares da medula óssea e proteína morfogenética óssea em coelhos</b><br>DOI:10.5007/2175-7925.2011v24n4p103

Characterization of pseudarthrosis with ultrasound backscattered signals in rats

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