Stacked PZT Discs Generate Necessary Power for Bone Healing through Electrical Stimulation in a Composite Spinal Fusion Implant

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

• ระดับ A · หลักฐานทางคลินิกค่อนข้างแข็งแรง
• ระดับ B · หลักฐานทางคลินิกที่กำลังเติบโตและมีสัญญาณเชิงบวก
• ระดับ C · งานวิจัยในมนุษย์ระยะต้นที่กำลังสำรวจประโยชน์
• ระดับ D · รากฐานทางวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง
• กำลังศึกษาเพิ่มเติม · หัวข้อใหม่ที่นักวิจัยกำลังสำรวจอย่างต่อเนื่อง

บทคัดย่อ (ต้นฉบับภาษาอังกฤษ)

Electrical stimulation devices can be used as adjunct therapy to lumbar spinal fusion to promote bone healing, but their adoption has been hindered by the large battery packs necessary to provide power. Piezoelectric composite materials within a spinal interbody cage to produce power in response to physiological lumbar loads have recently been investigated. A piezoelectric macro-fiber composite spinal interbody generated sufficient power to stimulate bone growth in a pilot ovine study, despite fabrication challenges. The objective of the present study was to electromechanically evaluate three new piezoelectric disc composites, 15-disc insert, seven-disc insert, and seven-disc Compliant Layer Adaptive Composite Stack (CLACS) insert, within a spinal interbody, and validate their use for electrical stimulation and promoting bone growth. All implants were electromechanically assessed under cyclic loads of 1000 N at 2 Hz, representing physiological lumbar loading. All three configurations produced at least as much power as the piezoelectric macro-fiber composites, validating the use of piezoelectric discs for this application. Future work is needed to characterize the electromechanical performance of commercially manufactured piezoelectric stacks under physiological lumbar loads, and mechanically assess the composite implants according to FDA guidelines for lumbar interbody fusion d

ระดับหลักฐาน

หลักฐานจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการและสัตว์ทดลอง เป็นรากฐานที่ช่วยให้เข้าใจกลไกและศักยภาพก่อนการศึกษาในมนุษย์ต่อไป

ดูงานวิจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

กรองห้องสมุดงานวิจัยด้วยชื่อเรื่อง ชื่อผู้เขียน หรือปีที่ตีพิมพ์ของงานวิจัยนี้