Feasibility of heating metal implants with alternating magnetic fields (AMF) in scaled up models

成像体模 材料科学 生物医学工程 螺线管 电磁线圈 动物模型 植入 核医学 医学 外科 物理 量子力学 内分泌学
作者
Varun Sadaphal,Bibin Prasad,Walker Kay,Lisa Nehring,Trung Nyugen,John Tepper,Melissa Tanner,Dustin L. Williams,Nicholas J. Ashton,David E. Greenberg,Rajiv Chopra
出处
期刊:International Journal of Hyperthermia [Informa]
卷期号:39 (1): 81-96 被引量:3
标识
DOI:10.1080/02656736.2021.2011434
摘要

Aim: Treatment of infected orthopedic implants remains a major medical challenge, involving prolonged antibiotic therapy and revision surgery, and adding a >$1 billion annual burden to the health care system in the US alone. Exposure of metallic implants to alternating magnetic fields (AMF) generates heat that can provide a noninvasive means to target biofilm adhered to the surface. In this study, an AMF system with a solenoid coil was constructed for targeting a metal plate surgically implanted in a sheep model.Methods: A tissue-mimicking phantom of the sheep leg was developed along with simulation model of phantom and the live sheep leg. This was used evaluate heating with the AMF system and to compare experimental results with numerical simulations. Comparative AMF exposures were performed/simulated in these model for feasibility of design, verification, and validation of simulations.Results: The system produced magnetic field strengths up to 12mT and achieved plate temperatures of 65-80 °C within 10-14 s. Single and intermittent AMF exposures of a tissue-mimicking phantom agreed with numerical simulations within 5 °C. Similar agreement between experimental measurements and simulations was also observed in the live sheep metal implant model. The simulations also predicted 2-3 mm of tissue damage using a CEM43 thermal dose model for 1-h AMF exposures targeting 65 °C for pulse delays of 2.5 and 5 mins.Conclusion: This study confirmed that AMF technology can be scaled up to treat implants in a large animal model with the same rates of heating and peak temperatures achieved in prior in vitro studies. Further, numerical simulations provided accurate predictions of the heating produced by AMF on metal implants and surrounding tissues, and can be used to design AMF coils for treating human prosthetic joint implants with more complex geometrical shapes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
生言生语完成签到,获得积分10
6秒前
虞无声发布了新的文献求助10
6秒前
victory_liu完成签到,获得积分10
8秒前
粗犷的沛容应助CC采纳,获得10
11秒前
逢场作戱__完成签到 ,获得积分10
26秒前
大意的晓亦完成签到 ,获得积分10
38秒前
严冥幽完成签到 ,获得积分10
43秒前
spring完成签到 ,获得积分0
44秒前
SQL完成签到 ,获得积分10
45秒前
贰鸟应助科研通管家采纳,获得20
46秒前
贰鸟应助科研通管家采纳,获得20
46秒前
design发布了新的文献求助10
1分钟前
kanong完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
wao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无辜的行云完成签到 ,获得积分0
1分钟前
Jonsnow完成签到 ,获得积分10
1分钟前
摆渡人发布了新的文献求助10
1分钟前
风起枫落完成签到 ,获得积分10
1分钟前
design完成签到,获得积分10
1分钟前
ken131完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yml完成签到 ,获得积分10
1分钟前
刻苦的新烟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
茶包完成签到,获得积分10
2分钟前
xy完成签到 ,获得积分20
2分钟前
光亮若翠完成签到,获得积分10
2分钟前
vampire完成签到,获得积分10
2分钟前
woshiwuziq完成签到 ,获得积分10
2分钟前
柒月完成签到 ,获得积分10
2分钟前
SC完成签到 ,获得积分10
2分钟前
俊逸的白梦完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
小巧的柏柳完成签到 ,获得积分10
2分钟前
温婉的凝丹完成签到 ,获得积分10
2分钟前
摆渡人发布了新的文献求助10
2分钟前
多克特里完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
林利芳完成签到 ,获得积分10
2分钟前
听南发布了新的文献求助10
3分钟前
zai完成签到 ,获得积分20
3分钟前
高分求助中
中国国际图书贸易总公司40周年纪念文集: 史论集 2500
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Дружба 友好报 (1957-1958) 1000
The Data Economy: Tools and Applications 1000
How to mix methods: A guide to sequential, convergent, and experimental research designs 700
Mantiden - Faszinierende Lauerjäger – Buch gebraucht kaufen 600
PraxisRatgeber Mantiden., faszinierende Lauerjäger. – Buch gebraucht kaufe 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3111635
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2761766
关于积分的说明 7667203
捐赠科研通 2416791
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1282892
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 619187
版权声明 599499