In situ avbildning av ben injecerat med biomaterial kan förklara mekaniska interaktioner

Viktiga resultat som projektet gav

Med ålder och sjukdom minskar skelettets styrka och seghet. Då kan injicerbara biomaterial eller bencement användas för att förstärka benets hållfasthet för att t.ex. möjliggöra stöd för skruvar och proteser. Det är viktigt att förstå hur ben och ben-biomaterial kompositen beteer sig under belastning för att denna teknik ska nå klinisk tillämpning. Projektet syftade till att bestämma hur en biomaterialinjektion påverkar benstyrka och skademekanismer i benet på mikroskala i trabekulärt ben. Det genomfördes i sammarbete mellan Bone Support AB och Lunds Universitet.

Långsiktiga effekter som förväntas

Resultaten visar hur ben-biomaterialkompositen fungerar under belastning, samt hur mycket biomaterialet stärker benets hållfasthet. Det visar att brott mönstret skiljer sig väsentligt i ben-biomaterial kompositen jämnfört med endast ben, där sprickor främst uppstår i biomaterialet först, vilket skyddar benet till viss grad. Resultaten kan motivera klinisk translation, samt användas som indikation på ytterligare biomaterial utveckling.

Upplägg och genomförande

Projektet använde experimentell in situ mekanisk belastning samtidig som högupplöst tomografisk avbildning innuti ett strålrör på en synkrotron anläggning (TOMCAT, PSI, Schweiz). Mätningarna gjordes under en annan stråltid som forskarna vid Lunds Universitet hade. Flera bilddataset samlas in under ökande belastning tills brott uppkom. Detta möjliggjorde bildkorrelation mellan datasetten och beräkning av töjningsfält i benet innan och under sprickor och frakturer. Sprickinitiering och spricktillväxt följdes och anlyserades relativt till de mekaniska egenskaperna.