En multiskalig ansats till att förstå benskador och benbrott
- Diarienummer
- IB13-0021
- Start- och slutdatum
- 140901-190831
- Beviljat belopp
- 6 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
När skelettet är påverkat av benskörhet, minskar benets styrka och dess förmåga att motstå kraft avsevärt och frakturer uppstår lätt. Detta projekt utgår från övertygelsen att vi måste öka vår förståelse av mekanismerna för hur skador och brott uppstår i vävnaden. Denna förståelse måste utvecklas i kombination med nya och sofistikerade metoder för att tidigt upptäcka benskörhet. Projektet angriper benforskning på ett unikt och multidisciplinärt sätt genom att kombinera bildbehandling med mekanisk analys av skador och frakturer i vävnaden på flera längdskalor (från hela benet ner till materialets byggstenar). Detta angreppssätt ligger till grund för utveckling av patientspecifika beräkningsmodeller av benets brottmekanik. Resultatet blir en kliniskt användbar metod för att estimera benstyrka och frakturrisk mera noggrant än vad som är möjligt idag. Med en ökad precision i bedömningen av frakturrisken hos en patient kan bättre diagnostik och behandling av osteoporos tillämpas. Dessutom bidrar projektet till en helt ny kunskap, på mikro- och nanoskala, om benets struktur, hur det deformeras när det belastas, de resulterande brottmekanismerna och benets frakturbeteende. Projektet angriper ett väl definierat medicinsk problem från ett fundamentalt ingenjörssynsätt och är nydanande eftersom det systematisk närmar sig båda områden samtidigt, något som är nödvändigt för att varje enskild disciplin ska nå målet med patientspecifik medicinsk vård.
Populärvetenskaplig beskrivning
Benskörhet är en mycket vanlig sjukdom som resulterar i en ökad risk för frakturer. Tyvärr ökar antalet benskörhetsfrakturer ständigt. Benskörhet är definierad som låg bentäthet, dvs låg benmassa, och man räknar med att ca 40% av alla kvinnor över 50 år kommer att få en benskörhetssrelaterad fraktur som leder till behandling på sjukhus. I dag diagnostiseras sjukdommen främst genom att mäta bentätheten med hjälp av dubbel fotonabsorptiometri (DXA) på höften eller ryggraden. Men, enbart bentäthet ger inte rillräcklig information för att förutsäga vem som kommer drabbas av höftfrakturer. Därför behövs ökad förståelse för vilka aspekter i skelettet som påverkar benets förmåga att ta upp belastning och dess motstånd till fraktur. Väl karakteriserade samband mellan benets geometri och struktur samt hur benet deformeras under belastning kan leda till förbättrad förståelse av benets skade mekanismer och benfrakturer, och leda till förbättrade metoder för diagnostik av benskörhet. Projektet angriper benforskning på ett unikt och multidisciplinärt sätt genom att kombinera bildbehandling med mekanisk analys av skador och frakturer i vävnaden på flera längdskalor (från hela benet ner till materialets byggstenar). Resultatet blir en kliniskt användbar metod för att estimera benstyrka och frakturrisk mera noggrant än vad som är möjligt idag. Med en ökad precision i bedömningen av frakturrisken hos en patient kan bättre diagnostik och behandling av osteoporos tillämpas. Dessutom bidrar projektet till en helt ny uppskattning, på mikro- och nanoskala, av benets struktur, hur det deformeras när det belastas, de resulterande brottmekanismerna och benets frakturbeteende. Projektet kommer även utröna hur benets förmåga att uppta belastning utan att frakturers påverkas med ålder och hos patienter med benskörhet.