Introducción: Los cirujanos en el Reino Unido y Europa generalmente usan un manto de cemento más delgado que sus homólogos en los EE.UU. para el componente femoral en el reemplazo total de cadera (THR). El objetivo de este estudio fue comparar el desempeño de los diferentes espesores del manto de cemento mediante el análisis de elementos finitos. Las medidas por las que se podría hacer la comparación incluyen el agrietamiento del cemento, el hundimiento, la migración y el blindaje contra tensiones. En este estudio, utilizamos un modelo lineal elástico del fémur implantado para dar una predicción de las tensiones en el manto de cemento y en la corteza femoral. Estas medidas dan una indicación de las tasas relativas de agrietamiento del cemento y pérdida de material óseo debido al blindaje de tensión. Para evaluar la fiabilidad de nuestro modelo en la representación de pacientes con diferentes densidades óseas, utilizamos una gama de rigideces óseas esponjosas.Método
: Dos fémures cadavéricos del mismo donante fueron dimensionados, escariados e implantados con componentes femorales de réplica de plástico idénticos siguiendo la técnica quirúrgica estándar para el sistema de cadera Stanmore. Uno se preparó con escariadores británicos, escariando en exceso ~2 mm, el otro con escariadores estadounidenses, escariando en exceso ~5 mm. Se utilizaron tomografías computarizadas en serie para crear modelos geométricos tridimensionales del fémur implantado. Dos mallas de elementos finitos fueron construidas a mano en MSC. Software de elementos finitos Marc, que incorpora hueso cortical y esponjoso, cemento óseo y prótesis. Cada modelo consistía en 10.000 elementos de ladrillo de ocho nudos, con una interfaz de vástago-cemento totalmente unida. Los mantos de cemento gruesos y finos tenían espesores de 2,5 mm y 1,0 mm, respectivamente, en regiones donde el grosor se ve afectado por el tamaño de la escofina. Los modelos eran idénticos en el canal medular distal. El hueso cortical se modeló como transversalmente isotrópico, con módulos longitudinales y transversales de 17,0 y 11,5 GPa. Al cemento óseo se le dio un módulo de 2,7 GPa. Las condiciones de carga se eligieron para representar la fase de golpe de talón de la marcha. Para evaluar el impacto de la variabilidad en la densidad ósea del paciente, el módulo óseo esponjoso varió entre 0,06 y 2,90 GPa.
Resultados: Se examinó una tensión equivalente en la superficie externa de la corteza y en la superficie interna del manto de cemento. Las tensiones óseas corticales más bajas fueron proximales y las tensiones de cemento más altas alrededor de la punta distal de la prótesis. En la corteza proximal, se observaron tensiones equivalentes más altas medialmente y lateralmente con un manto grueso de cemento. Distalmente, se observaron tensiones de cemento más bajas en el manto grueso de cemento. Con el módulo esponjoso más alto, había poca diferencia entre los dos modelos. A medida que se redujo este módulo, las diferencias de tensión entre los modelos se hicieron más evidentes. Para todos los módulos óseos esponjosos, las tensiones distales máximas del cemento fueron más bajas y las tensiones proximales mínimas del calco más altas en el manto grueso de cemento.
Discusión: El blindaje de esfuerzo proximal fue mayor en el calcar, de acuerdo con los hallazgos clínicos. El manto de cemento más grueso condujo a un menor blindaje de tensión en esta región. Los esfuerzos de cemento, más altos alrededor de la punta distal de la prótesis, eran más grandes en el manto delgado de cemento. Esto sugiere una mayor tasa de agrietamiento y reabsorción ósea en mantos finos de cemento. Aunque se observa en un rango de rigidez ósea esponjosa, este hallazgo se aplica particularmente a pacientes con baja densidad ósea.
