The apparent mechanical behavior of trabecular bone depends on properties at the tissue or trabecular level. Many investigators have attempted to determine trabecular tissue properties and loading. However, accuracy and applicability of all methods reported are limited. The small size of the trabeculae and a possible size effect are complicating factors when using traditional testing methods on single trabeculae. Other methods reported, using models that describe the trabecular structure, are of limited value because they consider bone as a repetitive structure in order to describe a reasonably large region of bone. The present study introduces a new finite-element method strategy that enables analysis of reasonably large regions of trabecular bone in full detail. The method uses three-dimensional serial reconstruction techniques to construct a large-scale FE model, by directly converting voxels to elements. A 5 mm cube of trabecular bone was modeled in this way, resulting in a FE model that consists of 296,679 elements. Special strategies were developed to solve the set of equations that results from the FE approach. Using this model in combination with experimental apparent data taken from the literature, the upper and lower boundaries for the tissue modulus were calculated to be 10.1 and 2.23 GPa, respectively. From the local stress and strain distributions it was concluded that the deformation mode of the trabeculae in the present cube was predominantly in bending. It was concluded that the method developed offers new perspectives for the study of trabecular bone.

The connectivity of cancellous bone attracts increasing attention, as it has been hypothesized that a primary reason for decreasing strength and stiffness in osteoporosis is caused by a loss of trabecular elements and consequently a loss in connectivity. The Euler characteristic has in a few previous articles been used to express cancellous bone connectivity, but there are severe problems in using the Euler characteristic uncritically. The Euler characteristic of a three-dimensional structure is a topological invariant, which reports the number of particles of a structure plus the number of enclosed cavities minus the connectivity. As such, one must know the number of components and the number of enclosed cavities in order to use the Euler characteristic as an expression of connectivity. Another difficulty of using the Euler characteristic is that due to edge effects the Euler characteristic of an excised specimen provides a biased estimate of the Euler characteristic of the region from which the specimen was taken. In this article the intuitive concept of connectivity is given a precise mathematical definition, and a basic topological method for quantifying the connectivity of cancellous bone is presented. The method uses the Euler characteristic, but the above-mentioned problems are controlled. The development of the method and the practical implementation is based on a set of topological notes. It must be stressed that the method is free from assumptions concerning trabecular architecture, and that the method is unbiased. This is in contrast to previously presented methods. The unbiased and model-free method is used on a series of 3-D reconstructions of cancellous bone specimens, and it is demonstrated that the connectivity of cancellous bone is not simply related to volume fraction (density), and that biased and model-based 2-D methods aimed at determining connectivity do not have any general relationship to connectivity in cancellous bone.

Orthopaedic surgical infections, in Denmark, are managed heterogeneously, both within the orthopaedic surgical and the clinical microbiological specialty. More uniform guidelines for sampling and clinical microbiological diagnostics for suspected orthopedic surgical infections would be appropriate. The purpose of this review is therefore to initiate a process aiming for consensus on sampling methods of tissue materials and fluids and clinical microbiological sample handling.