Menyembuhkan patah tulang tidak selalu merupakan proses langsung dengan memasang gips dan menunggu tubuh melakukan tugasnya seiring waktu. Banyak bahan yang membentuk tulang kita memiliki kepadatan yang berbeda dan berinteraksi dalam beberapa cara yang mempengaruhi penyembuhan patah tulang dengan benar.
Patah tulang yang tidak sembuh dengan baik disebut nonunion, dan pada tulang panjang , seperti tulang kaki, bisa melumpuhkan. Dan dokter tidak selalu dapat mengetahui kapan nonunion telah terjadi, apalagi memprediksi seberapa besar kemungkinannya. Tetapi penelitian tentang teknik pencitraan tulang sedang dalam proses untuk mengubahnya dan memberikan gambaran sekilas kepada dokter untuk membantu mereka menemukan masalah lebih awal.
Peneliti teknik mesin di Universitas Lehigh di Bethlehem, PA, menggunakan pencitraan tulang dan pengujian mekanis virtual untuk mengembangkan model proses penyembuhan yang lebih akurat .
Model virtual dapat membantu dokter mengenali saat tulang menyimpang dari proses penyembuhan yang sehat sehingga mereka dapat bertindak lebih cepat. Kuncinya adalah untuk lebih memahami proses fisik di zona penyembuhan dimana patah tulang sebenarnya sedang diperbaiki.
Di dalam Pemeran
Proses penyembuhan dimulai ketika tubuh mengenali fraktur dan mengirimkan sel-sel kekebalan untuk menyebabkan peradangan . Bengkak merupakan sinyal peringatan tubuh untuk berhenti menggunakan bagian yang cedera.
Sel darah juga terkumpul di sekitar luka, dan massa sel ini – hematoma, atau bekuan darah – mengisi ruang yang pecah. Selama minggu berikutnya, sejenis tulang lunak yang disebut kalus secara bertahap menggantikan gumpalan darah dan menyatukan tulang, meskipun belum cukup kuat untuk mulai menggunakan tulang. Setelah beberapa minggu, kalus memiliki waktu untuk mengeras, dan kemudian tulang yang keras mulai menggantikan kalus yang keras.
Tapi sulit untuk melihat seberapa baik tahap selanjutnya ini terjadi pada sinar-X karena kalus keras dan tulang keras terlihat sangat mirip. Insinyur bekerja untuk memahami sifat mekanik tulang dan kalus, seperti massa dan kepadatan, sehingga mereka dapat memprediksi dengan lebih baik kapan tulang keras telah sepenuhnya menggantikan kalus. Memprediksinya terlalu cepat dapat menghalangi proses penyembuhan jika orang tersebut menggunakan tulang secara normal sebelum sembuh total.
Model komputer sebelumnya tidak dapat secara akurat membedakan kalus keras dari tulang keras, terutama karena kalus itu sendiri terdiri dari berbagai jenis jaringan dengan sifat fisik yang berbeda.
Tapi penelitian baru ini bergantung pada pengujian tekanan pada tulang selama memutar. Para peneliti memasukkan hasil pengujian tersebut dan gambar CT yang sesuai ke dalam komputer untuk memodelkan proses penyembuhan. Area yang lebih terang pada gambar mewakili tulang yang lebih kaku dan lebih keras, sehingga pekerjaan mereka membantu para penyelidik mengetahui titik batas saat material berhenti menjadi kalus dan berubah menjadi tulang. Mengetahui titik batas ini dapat membantu mengidentifikasi lebih cepat saat nonunion terjadi, yang pada gilirannya dapat membantu dokter untuk lebih memahami bagaimana dan mengapa proses penyembuhan gagal sehingga mereka dapat membantu.