Vorm en functie van de diafyse van de menselijke tibia

Er bestaat overeenstemming over het principe dat beenderen geoptimaliseerd zijn om dagelijkse belastingen te weerstaan. Voor de menselijke tibia is dit nooit vastgesteld. Een van de belangrijkste belastingscomponenten in de tibia in vivo is een cantilever-belasting (met een lineair variërend buigend moment, met de grootste component in het sagittale vlak). onderzocht of de doorsnede van de diafyse en de variatie daarin langs de tibia het tot een geoptimaliseerde structuur maken met betrekking tot dergelijke belastingen. Van zes tibia’s van kadavers werden CT-scans gemaakt. De geometrie en materiaaleigenschappen werden geëxtraheerd uit de CT-scans, en geanalyseerd langsheen de tibia’s. Een lineaire variatie langsheen de tibia werd gevonden voor de tweede momenten van oppervlakte en inertie, en de doorsnedemodulus in het sagittale vlak (iets minder lineair in het frontale vlak). Daarentegen waren de andere eigenschappen (polaire momenten en doorsnedemodulus) veel minder lineair. Dit suggereert dat de structuur geoptimaliseerd is om een buigmoment te weerstaan dat lineair varieert langsheen de tibia. De tibia’s werden elk geïnstrumenteerd met 28 triaxiale rekstrookjes. De rek werd gemeten onder cantilever-belasting in het sagittale en frontale vlak, onder quasi-constante buiging in het sagittale en frontale vlak, onder torsie-belasting, en met een axiale kracht. De spanningsverdeling was opmerkelijk gelijkmatig wanneer de cantilever in het sagittale vlak werd belast en iets minder gelijkmatig wanneer de cantilever in het frontale vlak werd belast. De spanningsvariaties waren een orde van grootte groter voor alle andere belastingsconfiguraties. Dit toont aan dat de tibia een uniforme-spanningsstructuur is (d.w.z. geoptimaliseerd) voor cantilever-belasting.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.