Úvod: chirurgové ve Velké Británii a Evropě obecně používají tenčí cementový plášť než jejich protějšky v USA pro femorální složku při totální náhradě kyčle (THR). Cílem této studie bylo porovnat výkon různých tloušťek cementového pláště pomocí analýzy konečných prvků. Opatření, kterými by mohlo být provedeno srovnání, zahrnují praskání cementu, pokles, migrace a stínění proti stresu. V této studii, používáme lineárně Elastický model implantované stehenní kosti k předpovědi napětí v cementovém plášti a ve femorální kůře. Tato opatření poskytují údaj o relativní rychlosti praskání cementu a ztrátě kostní zásoby v důsledku stínění proti stresu. K posouzení spolehlivosti našeho modelu při reprezentaci pacientů s různými hustotami kostí používáme řadu spongiózních ztuhlostí kostí.

metoda: Dva posmrtné femora od stejného dárce jsou velké, uši a implantovat identickou repliku femorální komponenty po standardní chirurgické techniky pro Stanmore Hip systému. Byla připravena pomocí UK rašple, přes-vystružování o ~2mm, ostatní pomocí NÁS rašple, přes-vystružování o ~5mm. Serial CT-snímky byly použity k vytvoření trojrozměrné geometrické modely implantované femora. V MSC byly ručně postaveny dvě sítě konečných prvků. Marc software konečných prvků, zahrnující kortikální a spongiózní kosti, kostní cement a protézy. Každý model se skládal z 10,000 osm-noded cihlové prvky, s plně lepené dřík-cement rozhraní. Tlusté a tenké cementové pláště měly tloušťky 2,5 mm a 1,0 mm v oblastech, kde je tloušťka ovlivněna velikostí rašple. Modely byly identické v distálním medulárním kanálu. Kortikální kost byla modelována jako příčně izotropní, s podélnými a příčnými moduly 17,0 a 11,5 GPa. Kostní cement dostal modul 2,7 GPa. Podmínky zatížení byly vybrány tak, aby představovaly fázi chůze s patou. Za účelem posouzení vlivu variability pacienta hustoty kostní tkáně, spongiózní kostní modul se pohybovala mezi 0.06 a 2.90 GPa.

výsledky: ekvivalentní napětí bylo zkoumáno na vnějším povrchu kůry a vnitřním povrchu cementového pláště. Nejnižší napětí kortikální kosti bylo proximální a nejvyšší napětí cementu kolem distální špičky protézy. V proximální kůře byly pozorovány vyšší ekvivalentní napětí mediálně a bočně s hustým cementovým pláštěm. Distálně byla v hustém cementovém plášti pozorována nižší cementová napětí. S nejvyšším spongiózním modulem byl mezi těmito dvěma modely malý rozdíl. Jak byl tento modul snížen, rozdíly napětí mezi modely se staly zřetelnějšími. Pro všechny spongiózní kostní moduly byly špičkové distální cementové napětí nižší a minimální proximální kalcarové napětí vyšší v tlustém cementovém plášti.

diskuse: proximální stínění stresu bylo největší v calcar, v souladu s klinickými nálezy. Silnější cementový plášť vedl v této oblasti k menšímu stínění proti stresu. Cementové napětí, nejvyšší kolem distální špičky protézy, bylo větší v tenkém cementovém plášti. To naznačuje vyšší rychlost praskání i resorpce kostí v tenkých cementových pláštích. Ačkoli pozorováno v celé řadě spongiózní ztuhlosti kostí, toto zjištění se týká zejména pacientů s nízkou hustotou kostí.