弥合物种之间的差距:将骨折骨机械性质模型从 Ovine 转化为人类使用

科学领域:

• 生物机械工程 生物机械工程
• 翻译科学 翻译科学
• 整形外科的研究研究.

背景情况:

• 新方法方法 (NAMs) 为人类健康评估提供了动物试验的替代方案.
• 将临床前模型转化为临床应用需要解决物种间和特定环境的差异.
• 虚拟机械测试对评估骨折愈合的非侵入性治疗具有前景.

研究的目的:

• 从大型动物模型 (绵羊) 翻译和评估骨骨折愈合的虚拟机械测试模型到人类临床应用.
• 评估双区域材料模型在预测人类骨骨折愈合方面的性能.
• 为了比较双区域模型与单区域模型的预测准确度,用于虚拟机械测试.

主要方法:

• 一个双区域材料模型,先前在绵羊中得到验证,被调整为人类骨骨折愈合.
• 使用计算机断层扫描 (CT) 扫描在手术后12周创建了治愈人类骨的数字双胞胎.
• 通过缩放调整纠正扫描器特定的变异性,并使用密度计分析 (998 霍恩斯菲尔德单位截止值) 从绵羊数据推断出质性质.

主要成果:

• 与单一区域皮质骨模型相比,人类规模的双区域模型减少了41%的虚拟扭矩刚度 (VTR).
• 一半的患者群体表现出与使用双区域模型的完整骨可比的扭曲刚性.
• 这些机械发现与骨骨折 (mRUST) 修改的放射性结合得分有很好的相关性,表明一半的患者结合.

结论:

• 经过验证的临床前虚拟机械测试模型显示了成功转化为人类临床使用的潜力.
• 这种方法促进了对骨折愈合的非侵入性评估,减少了对动物模型的依赖.
• 数字双胞胎技术与生物机械建模相结合,为骨科研究和临床决策提供了强大的工具.