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脊椎の生体力学的実験向けの新しい試験アプローチ

スイスのBalgrist大学病院の脊椎バイオメカニクスグループ(部門長Dr. Jonas Widmer)(クリニックディレクターのMazda Farshad教授)は、脊椎を含む科学的な問題に特化している学際的な研究施設です。 整形外科クリニックでは、技術分野のエンジニアと医療分野の外科医が緊密に交流しているほか、研究グループはETHチューリッヒの生体力学グループ(ジェス・スネデカー教授)と緊密な協力関係にあります。この学際的なアプローチにより臨床問題の研究における高度な専門知識の発展に寄与しています。

脊椎の実験

Jonas Widmer博士のグループは、生体力学的in vitro実験用にカスタマイズされた試験セットアップを備えた設備の整った脊椎実験室を立ち上げました。この装置は、解剖学的構造と組織特性を試験し、特性値評価をするために、人体の脊椎に関するさまざまな研究に使用されてきました。 これらの研究から得られたものは、外科手術の最適化と検証に使用される患者固有の生体力学的モデルに組み込まれています。さらに、ラボでは新しいインプラントの開発と試験も行っています。

この一連の研究において、多くの臨床学的な疑問が取り上げられてきました、例えば:

  • 椎体のネジの正しい配置はどうすれば良いのか?合併症なく融合手術を行うことができるか?
  • 3Dプリントされたクランプを使用して、生物学的構造に損傷を与えることなく脊椎を試験するにはどうすれば良いか?
  • 腰椎の安定性を高めるために、どのような脊椎構造にするべきか?
  • 変性の過程で脊椎のメカニクスはどのように変化するのか?

”testXpertIII試験ソフトウェアとグラフィカルシーケンスエディタによって提供される高いレベルの柔軟性により、複雑な試験シーケンスを実行し、測定制御エレクトロニクスに試験シーケンスをシームレスに統合することができます。”

Dr. Widmer
脊椎バイオメカニクス部門長

正しい装置

一連の実験において—現在もそして将来も—この部門ではバイオメカニカル試験用にツビックローエルの10 kN 捩りドライブ付き材料試験機を使用しています。この装置にはtestXpert III試験ソフトウェアがインストールされており、様々な試験に対応した最大限の柔軟性を実現しています。外部センサーが試験シーケンスに簡単に統合できる移動カメラなどの外部測定電子機器へのアクセスがさらに柔軟性を増しています。モジュラー設計により、試験アレンジメントの変更も迅速に行えるため、他の試験タスクも時間をかけずに実行可能です。

ツビックローエルマシーンに関する掲載記事

2019 Journal of Biomechanics
2021 Journal of Biomechanics
2021 Journal of Biomechanics
2021 Journal of Biomechanics
2020 The Spine Journal
2021 The Spine Journal
2021 The Spine Journal
2021 PLoS One

2019 Journal of Biomechanics

3Dプリントされたクランプによってバイオメカニカル試験における脊椎試験体の固定を改善

Cornaz, Fasser, Spirig, Snedeker, Farshad, Widmer

掲載記事

2021 Journal of Biomechanics

せん断波エラストグラフィによって得られた椎間板の領域および変性に依存する剛性分布

Götschi*, Widmer*, Cornaz, Kimena, Spirig, Snedeker**, Farshad**

掲載記事

2021 Journal of Biomechanics

生体力学的試験で脊椎分節を固定するための3Dプリントクランプ。

Cornaz, Fasser, Spirig, Snedeker, Farshad, Widmer

掲載記事

2021 Journal of Biomechanics

MRIによって評価された椎間板の静水圧の完全性

Widmer, Cornaz, Farshad, Snedeker, Spirig, Farshad

掲載記事

2020 The Spine Journal

腰椎の安定性に対する脊椎構造の生体力学的寄与-新しい生体力学的洞察

Widmer*, Cornaz*, Scheibler, Spirig, Snedeker, Farshad

掲載記事

2021 The Spine Journal

椎間板変性の程度が異なる脊椎構造の生体力学的寄与

Cornaz*, Widmer*, Farshad-Amacker, Spirig, Snedeker, Farshad

掲載記事

2021 The Spine Journal

椎間板変性症は、脊椎靭帯の生体力学的変化との関連性

Cornaz, Widmer, Farshad-Amacker, Spirig, Snedeker, Farshad

掲載記事

2021 PLoS One

クロスリンクは、単一レベルの従来型または皮質骨軌道の椎弓根スクリュー器具に有益か?

Cornaz*, Widmer*, Fasser, Snedeker Matzukawa, Spirig, Farshad

掲載記事

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