Teste de carga em fêmur humano com medidores de tensão (DMS) afixados
O ensaio serve para estabelecer até que grau uma endoprótese implantada enrijece o osso, causando um efeito de proteção contra estresse. Para tal, um fêmur humano é posicionado em uma máquina ZwickRoell AllroundLine 20 kN. O rolamento horizontal com uma almofada de bolas visa excluir quaisquer forças transversais. A cabeça do fêmur recebe, então, uma carga axial. Na superfície do osso foram colados DMS (medidores de tensão), que possibilitam a comparação entre a tensão na superfície femoral, antes e depois da implantação da prótese.
Teste de flexão em ossos de ovelha
Para determinar a rigidez à flexão após um reparo de fratura foi desenvolvido um ensaio de flexão de 3 pontos em ossos de ovelhas. Para tal, o osso que foi reparado depois de uma fratura é fixado ou preenchido a um suporte em sua extremidade. A carga é aplicada com auxílio da máquina de ensaios de bancada 0,5 kN zwickiLine. O suporte de amostra é construído de tal forma que seja possível realizar a rotação do osso a um grau definido de ângulo. Desta forma pode-se verificar a rigidez de flexão por toda a extensão óssea. Os valores característicos obtidos são usados em uma simulação FEM para comportamento de reparo de fraturas ósseas.
Avaliação de características mecânicas (resistência à compressão e/ou à fluência) de “Scaffolds” no “Tissue Engineering”
As pesquisas em biomateriais exigem que o ambiente de testes corresponda às condições reais tanto quanto possível. Por isto, nesta área, dá-se preferência a testes realizados em recipientes para estes meios ou nas chamadas incubadoras completas. Neste tipo de aplicação, por exemplo, células da medula óssea podem ser aplicadas a um material de apoio e cultivadas em uma solução nutritiva sob estimulação cíclica e mecânica.
Neste caso, são necessárias temperatura ambiente de 37°C, umidade de 100% e tensão cíclica (máquina para ensaios de materiais ZwickRoell com atuador de ensaio eletromecânico) sob algumas forças parcialmente muito baixas. A força é aplicada à amostra por um pistão que está integrado na parte superior da incubadora. As amostras embebidas com a solução nutritiva são lavadas com CO2 ou N2 (5- 8%), para ajustar o valor do PH. As deformações ficam entre 30 e 100 μm.
Para este ensaio de materiais substitutos de osso são estimulados in-vitro Scaffolds com células ósseas por meio de carga cíclica com deformações superiores a 1 µm. Estes substratos substitutos de osso são utilizados em implantes para estimular a reparação de fraturas ou o crescimento das células de tecido e das células ósseas. Dessa forma é dispensada a retirada de material ósseo do próprio corpo em outras partes do esqueleto do paciente.