Bone remodeling II: small strain adaptive elasticity

Abstract

The general theory of adaptive elastic materials proposed in [1] as a model for the physiological process of bone remodeling is specialized to the case of small strains in isothermal processes. Boundary value problems in the context of this specialized theory are specified and solved. It is shown that remodeling will not occur in a long bone such as a femur as a result of a pure torsion about the long axis of the bone. Criteria for biologically normal remodeling are established for steady stress and steady strain.

Zusammenfassung

Die allgemeine Theorie über adaptives elastisches Material, wie sie in Referenz [1] als ein Modell für den physiologischen Prozess der Knochenrekonstruktion vorgeschlagen wird ist auf den Fall kleiner Dehnungen und isothermer Prozesse beschränkt. Randwertprobleme im Rahmen dieser Theorie werden angegeben und gelöst. Es wird gezeigt, das in langen knochen wie dem Femur, keine Rekonstruktion erfolgt als folge einer Torsionsbelastung um die Langsachse des knochens. Kriterien für eine biologisch normale Rekonstruktion unter konstanten spannungen und Dehnungen werden angegeben.