DESAFIO DO CLIENTE
Fundado no final dos anos 70 em Minneapolis, Minnesota, o CeExcelen Center for Bone & Joint Research examina e testa implantes ortopédicos, instrumentos e procedimentos cirúrgicos. A organização sem fins lucrativos atende as comunidades médica, acadêmica e empresarial através de um firme compromisso com a pesquisa translacional: a prática de garantir uma conexão estreita entre uma necessidade existente e os resultados previstos.
A pesquisa translacional está em alta demanda. Osteoporose, osteoartrite e dores crônicas nas costas estão em ascensão e são agravadas pelo rápido envelhecimento da população americana, aumentando a necessidade de desenvolver inovações ortopédicas mais eficazes o mais rápido possível.
"Não queremos fazer pesquisas que levarão 30 anos para produzir resultados", disse Andy Freeman, cientista sênior e engenheiro-chefe da Excelen. "Analisamos diferentes tecnologias e nos perguntamos como podemos utilizá-las para atender às necessidades imediatas dos pacientes"
A Excelen enfrenta o desafio contínuo de acomodar o aumento da demanda enquanto mantém testes e resultados de testes altamente precisos. Manter tal precisão é especialmente desafiador com os testes relacionados à coluna vertebral, que representam de 60 a 70% do trabalho do laboratório. Estes testes devem ser projetados para muitos tipos de dispositivos, e os movimentos vertebrais têm sido historicamente difíceis de replicar no laboratório de testes.
"Há muitas técnicas para testes cinemáticos da coluna vertebral, cada uma com desafios únicos", disse Freeman. "Você pode empurrar a coluna vertebral com uma configuração do tipo alavanca, mas isso pode causar uma flexão não intencional. Os testes de cabo/polia são os mais comuns, mas são demorados e às vezes requerem aplicação de carga manual, e você só pode testar em uma direção. Corpos de prova cadavéricos da coluna se degradam rapidamente, por isso você não tem muito tempo"
SOLUÇÃO DA MTS
A Excelen emprega três sistemas de teste MTS para a maioria de seus testes, incluindo estudos da coluna vertebral: um sistema multiaxial MTS Bionix® , um sistema uniaxial MTS Bionix e uma estrutura de carga antiga MTS Modelo 810, que ainda é usada diariamente, apesar de ter mais de 30 anos de idade. Estes sistemas funcionam através de uma combinação de MTS FlexTest® controles digitais e do Software MTS MultiPurpose TestWare® .
"Achamos o sistema multiaxial especialmente útil para estudos cinemáticos da coluna vertebral, porque podemos testar em várias direções simultaneamente", disse Freeman. "A combinação de flexão, extensão, flexão e torção ao mesmo tempo nos permite simular toda a gama de movimentos de forma altamente realista, sem gastar tempo para parar e reajustar"
A configuração de teste da Excelen também apresenta flexibilidade para executar uma variedade de técnicas em uma ampla gama de tipos e tamanhos de corpos de prova de teste, incluindo testes cinemáticos da coluna vertebral para novos dispositivos que permitem a preservação do movimento e a fusão vertebral, bem como um trabalho mais inovador. Por exemplo, a equipe da Freeman incorpora um dispositivo de arco em C e fluoroscopia para "ver" como os dispositivos implantáveis operam em tempo real. A equipe também acompanha o movimento dos corpos de prova de teste com várias câmeras simultaneamente, fornecendo caracterizações detalhadas sobre o efeito do dispositivo. Toda aquisição de dados é orquestrada a partir da interface MTS MultiPurpose TestWare.
"Outro processo cinemático complexo que examinamos é como um dispositivo de fixação em um local de fratura se mantém quando você aplica torção ou flexão", disse Joanie Bechtold, PhD, Diretora de Pesquisa da Excelen. "Recentemente, fizemos um teste de torção com sete combinações diferentes de parafusos de travamento e não travamento. Os cirurgiões utilizaram nossos resultados para minimizar o número de parafusos de travamento necessários, que são mais caros e difíceis de remover. Os resultados também ajudaram a identificar quais padrões de parafusos são mais eficazes"
BENEFÍCIOS PARA O CLIENTE
De acordo com Freeman, o hardware e software da MTS não só ajudam o Excelen a completar mais rapidamente as caracterizações cinemáticas da coluna vertebral, como também melhoram o realismo geral dos testes.
"As forças e momentos que criamos são quase idênticos aos de uma pessoa real no dia-a-dia", disse Freeman. "Os sinais podem permanecer fora de fase uns com os outros, o que nos permite replicar um movimento de caminhada ou executar cargas cíclicas agressivas para testes de fadiga, por exemplo. A câmera, os strain gages e todos os outros sensores também podem ser acionados e coordenados simultaneamente. Tudo isso nos dá total confiança nos nossos resultados de teste."
A equipe da Excelen adotou recentemente uma abordagem mais científica para validar sua configuração de testes, através de uma série de testes com roupão redondo realizados em laboratórios de testes em todo o país.
"Testamos segmentos intactos de movimento da coluna vertebral em nosso laboratório, depois testamos os mesmos corpos de prova na Universidade de Minnesota, depois na Califórnia com uma configuração de cabo/polia, e finalmente no Arizona com mais uma configuração de coluna vertebral, depois voltamos ao nosso laboratório para um teste repetido", disse Freeman. "Isto nos permitiu ver como outros laboratórios realizam estes testes e comparar os resultados de vários protocolos de testes usando exatamente o mesmo corpo de prova. Depois de analisar os resultados, estou mais satisfeito do que nunca com a nossa configuração e certo de que ela é a ideal para nossas necessidades."
Freeman cita a colaboração contínua entre engenheiros biomecânicos, cirurgiões e pessoal técnico da MTS como essencial para a validação bem sucedida dos dispositivos e técnicas cirúrgicas na Excelen.
"Os cirurgiões traumatologistas trazem sua experiência única em relação às necessidades dos pacientes. Aplicamos nosso conhecimento de pesquisa translacional. E a MTS nos apoia com sua significativa experiência em testes mecânicos", disse Freeman. "Este trabalho em equipe continua a permitir que melhores implantes, instrumentos e procedimentos cirúrgicos entrem mais cedo no mercado". Quando se fala em melhorar as vidas reais de pessoas reais, esta economia de tempo significa tudo"
