Simulation/prediction of osteogenic effects of vibration plates using thermodynamics model-a preliminary study

0329613 - ÚT 2010 RIV PL eng C - Conference Paper (international conference)
Klika, Václav - Maršík, František
Simulation/prediction of osteogenic effects of vibration plates using thermodynamics model-a preliminary study.
[Simulace/predikce osteogenního vlivu vibračních desek pomocí termodynamického modelu-předběžná studie.]
Sympozjum Naukowe.Sympozjum w ramach 40-lecia Katedry Ortopedii Dzieciecej UM i 60-lecia Uniwersytetu Medycznego w Lublinie. Lublin: Agatka, 2009, s. 148-151. ISBN 978-83-60783-18-4.
[Sympozjum Naukowe.Sympozjum w ramach 40-lecia Katedry Ortopedii Dzieciecej UM i 60-lecia Uniwersytetu Medycznego w Lublinie. Lublin (PL), 17.09.2009-19.09.2009]
R&D Projects: GA ČR(CZ) GA106/08/0557
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20760514
Keywords : bone remodeling * vibrating plates * thermodynamic model
Subject RIV: FI - Traumatology, Orthopedics

Dynamic loading is a crucial stimulus for bone remodeling. This is exactly the case of frequently used vibration plates, which performs only small movements in vertical direction. Walking (frequency approx. 1Hz) generate the dynamic strains in the range 3000-5000 microstrains per second. Using this knowledge we estimate the levels of dynamic strains occurring during usage of vibration plates (30Hz) to be approx. 10 times higher. The applied model predicts that 10 minutes, 2 times per day for 6 months is too vigorous for body (femur) and can cause the fatigue of bone tissue. From the simulation follows that every day exercise may last at most 3 months.

Dynamické zatěžování je rozhodující pro přestavbu kostí. Vibrační desky, které vykonávají malé pohyby ve vertikálním směru tuto zátěž vyvozují. Chůze jejíž frekvence je přibližně 1 Hz vyvolává deformaci kosti (femuru) v rozsahu 3000-5000 microstrains per second. Vycházeje z této hodnoty je dynamická deformace při užití vibrační desky (30Hz) přibližně 10krát větší. Podle použitého modelu vychází, že 10 minut vibrací 2 krát za den po dobu 6 měsíců je příliš velká zátěž pro kosti (femur) a může způsobit únavu kostní tkáně. Simulace dále ukazují, že takové cvičení může trvat maximálně 3 měsíce bez nebezpečných důsledků.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0175602