Skifahrer stürzt am Hang.
By Brianna Wilson und Tom Szymanski

UNM-Forscher entwickeln neue Methode zum Testen von Skischuhbindungen in einem Labor

Können Sie Skiausrüstung testen, die angeblich schwere Verletzungen verhindern soll, indem Sie genau diese Verletzung in einem Labor nachstellen? Das versucht ein Forscherteam der University of New Mexico Health and Health Sciences herauszufinden.

Frischer Pulverschnee auf den Pisten bedeutet für manche Skisaison, aber für Dustin Richter, MD, ist es ACL-Saison. Als außerordentlicher Professor für Sportmedizin an der UNM School of Medicine ist er Experte für diese Art von Verletzungen.

„Wir sehen viele Fußballerinnen und Fußballspieler, die leider diese verheerenden Verletzungen haben“, sagte Richter. „Dann machen wir eine kleine Pause bis Januar, Februar, März, und mit all den Schneesportarten, insbesondere Skifahren, sehen wir es wieder. Es ist eine der häufigsten Verletzungen, die wir behandeln.“

Einige heute auf dem Markt erhältliche Skiausrüstungen, insbesondere Bindungen, sollen Kreuzbandverletzungen vorbeugen.

„Aber es wurde nur in einem Modell gezeigt, das am Computer erstellt wurde“, sagte Richter. „Es wurde nie wirklich an Menschen oder Leichen getestet.“

Bis jetzt. Christina Salas, PhD, biomedizinische Ingenieurin und außerordentliche Professorin in der Abteilung für Orthopädie der UNM School of Medicine, stellt drei gängige Arten von Skibindungen im UNM Center of Excellence for Orthopaedic Surgery & Rehabilitation (COE) in Rio Rancho auf die Probe.

Anstelle eines Computermodells verwendet ihr Team eine handgefertigte Maschine, Leichenglieder und echte Skiausrüstung, um zu sehen, ob sie tatsächlich das hält, wofür sie entwickelt und beworben wurde.

Kopfbild von Dr. Christina Salas
Wir sind nicht die Ärzte, die im Operationssaal die Patienten behandeln, sondern als Ingenieure, die mit diesen Klinikern zusammenarbeiten, helfen wir ihnen, entweder ein neues chirurgisches Verfahren oder ein neues Gerät zu entwickeln oder einen neuen Verletzungsmechanismus zu identifizieren, der dies kann informieren Sie ihre klinische Praxis.
- Christina Salas, PhD, außerordentlicher Professor, UNM School of Medicine, Abteilung für Orthopädie

Studie auf den Punkt gebracht: Stellen Sie fest, ob Skibindungen dies können berührt das Schneidwerkzeug verhindern Sie eine ACL-Verletzung

Ziel 1: Finden Sie heraus, wie man testet. Versuchen Sie mit einer Maschine im Labor, die Abfolge von Aktivitäten nachzubilden, die innerhalb eines Sekundenbruchteils beim Skifahren ablaufen und zu Verletzungen des vorderen Kreuzbandes führen.

Ziel 2: Testen Sie die Gliedmaßen eines Leichnams, um herauszufinden, wie viel Kraft dazu führt, dass das vordere Kreuzband reißt.

Ziel 3: Testen Sie drei verschiedene Skibindungen, um zu sehen, ob sie einen Skischuh freigeben, bevor das vordere Kreuzband einer Leiche reißt.

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Salas sagte, ihr Team befinde sich noch in der ersten Phase der Forschung. 

„Niemand hat wirklich eine klare Vorstellung davon, ob die Verletzung so passiert, wie die Leute es vermuten. Wir versuchen also, etwas zu reproduzieren, das rein theoretisch ist, und das wird uns schwer fallen“, sagte sie. „Leider haben wir keinen Roboter dafür. Also, we Tatsächlich müssen wir all dies durch die Implementierung bestimmter technischer Entwurfsprotokolle erreichen.“

Oben auf der Piste

Der Bau einer Maschine zur Nachbildung einer ganz bestimmten Art von Verletzung kann Jahre dauern, aber Salas‘ Team hat seit Beginn des Skibindungsprojekts im Jahr 2019 viele vielversprechende Fortschritte gemacht, dank zweier ehemaliger UNM-Hausärzte, die zufällig begeisterte Skifahrer sind. Chris Kurnik, MD und Benjamin Albertson, MD sagten, dass ihnen die Idee für die Studie während eines gemeinsamen Skiausflugs gekommen sei.  

„Mehrere meiner Familienangehörigen erlitten beim Skifahren Kreuzbandverletzungen“, sagte Albertson. „Ich behandle viele Kreuzbandverletzungen bei sehr jungen, gesunden Kindern, und wenn wir etwas tun können, um die Prävalenz dieser Verletzungen zu verringern, wäre das großartig.“ 

Das Paar nahm die Hilfe von Salas und Richter in Anspruch.

„Wir erhielten einen Zuschuss in Höhe von 25,000 US-Dollar, der uns beim Kauf von Einbänden, Leichenproben und dem gesamten Studiendesign dafür half“, sagte Richter.

Von dort aus richtete sich das Team in den neuen Laborräumen des COE ein. Die Pandemie hat den Zeitplan durcheinander gebracht, aber in den nächsten Jahren machten sie weiterhin langsame und stetige Fortschritte. 

Kurnik und Albertson haben inzwischen ihr Medizinstudium an der UNM abgeschlossen und Karrieren in anderen Bundesstaaten begonnen, verfolgen das Skibindungsstudium aber immer noch aufmerksam. 

„Es kommt sehr häufig vor, dass das Studium noch nicht abgeschlossen ist, bevor jemand seinen Abschluss macht“, sagte Kurnik. „Von diesem Standpunkt aus gesehen war es eher eine Enttäuschung, nicht in der Lage zu sein, einen größeren Teil der Studie frühzeitig abzuschließen.“ 

Aber da Salas und Richter weiterhin das Projekt leiten, sagte Kurnik, er sei gespannt, was sie entdecken würden.

„Mir geht es nur darum, zu wissen, dass daraus etwas Cooles entstehen wird und wir das ultimative Ziel erreichen“, sagte er.

Downhill-Dash

Richter und Salas sagten, die Ergebnisse könnten endlich vor der Tür stehen.

„Meine Hoffnung ist, dass wir innerhalb der nächsten sechs Monate nicht nur den Verletzungsmechanismus identifizieren, sondern auch alle Skibindungen testen können“, sagte Richter. „Also, bis Ende Juni ist mein Ziel dafür. Abhängig davon, ob die Ausrüstung, über die sie derzeit verfügen, die von uns erhofften Kriterien erfüllt oder ob sie einer Neugestaltung und Zusammenarbeit mit einigen Industriepartnern im Skisport unterzogen werden muss, kann das mehrere Jahre dauern.“

Salas sagte, dass die Arbeit ihres Teams zur Verletzungsprävention unabhängig vom Ausgang fortgesetzt werde.

„Wir sind nicht die Ärzte, die im Operationssaal die Patienten behandeln, sondern als Ingenieure, die mit diesen Klinikern zusammenarbeiten, helfen wir ihnen, entweder ein neues chirurgisches Verfahren oder ein neues Gerät zu entwickeln oder einen neuen Verletzungsmechanismus zu identifizieren.“ können ihre klinische Praxis informieren“, sagte sie. „Wir haben einen enormen Einfluss auf die Patientenversorgung, auch ohne die persönliche Interaktion mit dem Patienten.

Salas hofft, dass ihre Ergebnisse nicht nur Auswirkungen auf die Neumexikaner haben, sondern auch auf Gemeinschaften auf der ganzen Welt, die ebenfalls von dieser Forschung profitieren und darauf aufbauen können.

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