Estudar a microestrutura dos ossos do crânio ajudará a criar um capacete de alta confiabilidade

Como em outras áreas de pesquisa, a simulação por computador entrou no desenvolvimento de equipamentos militares. Em particular, modelos de computador do crânio e cérebro humanos são usados ​​para desenvolver capacetes para os militares. Isso permite avaliar preliminarmente o grau de impacto dos derrames nos ossos e cérebro de uma pessoa, dependendo da força e direção do impacto, e encontrar os meios ideais para amortecer o pulso e minimizar os efeitos. Mas até agora, todos os modelos de computador assumiram que os ossos do crânio tinham uma estrutura isotrópica (com a mesma estrutura cristalina em todas as direções). Mas, na prática, não é assim.

Outros ossos humanos mostram de maneira convincente que a estrutura cristalina do tecido ósseo tem uma orientação rígida ao longo do eixo do impacto mais poderoso para proteger contra fraturas. Com os ossos do crânio, tudo é diferente. Eles também têm seções com sua própria orientação, mas essas seções são bem pequenas e, para modelagem grosseira, podem ser negligenciadas. Mas e se o conhecimento da anisotropia dos ossos do crânio ajudar a criar capacetes mais confiáveis ​​para os militares? Essa oportunidade pode ser negligenciada? Finalmente, o conhecimento do comportamento de várias áreas dos ossos do crânio pode ajudar a tratar lesões cerebrais.
Foi com esses pensamentos que o Laboratório de Pesquisa do Exército (ARL) e cientistas do Laboratório Nacional Argonne do Departamento de Energia dos EUA começaram um estudo abrangente da microestrutura dos ossos do crânio humano. Para a pesquisa, envolveu a instalação de raios-X de alta energia de uma fonte avançada de fótons (APS).

Os dados sobre a estrutura dos ossos do crânio são coletados através de exames transversais e perpendiculares de cada uma das seções dos ossos e articulações entre os ossos. Posteriormente, o conjunto de dados será convertido em um modelo de computador e estará disponível para experimentos sobre a dispersão dos pulsos de choque no crânio, dependendo da força e direção do impacto. Também serão realizados experimentos práticos com tecido ósseo vivo, seguidos de varredura dos micro-locais lesionados.
Com base em novos dados e em um novo modelo de computador do crânio, os cientistas esperam criar capacetes que possam absorver de maneira ainda mais eficaz os pulsos de choque para evitar fraturas nos ossos do crânio e lesões cerebrais.
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