Bevezetés: Az Egyesült Királyságban és Európában a sebészek általában vékonyabb cementköpenyt használnak, mint az USA-ban lévő társaik a teljes csípőprotézis (THR) femorális komponenséhez. A tanulmány célja a cementköpeny különböző vastagságainak teljesítményének összehasonlítása volt végeselem-elemzés segítségével. Az összehasonlítást lehetővé tevő intézkedések közé tartozik a cementrepedés, a süllyedés, a migráció és a stressz-árnyékolás. Ebben a tanulmányban a beültetett combcsont lineáris-elasztikus modelljét használjuk a cementköpeny és a femorális kéreg feszültségeinek előrejelzésére. Ezek az intézkedések jelzik a cement repedésének és a csontállomány stresszárnyékolás miatti elvesztésének relatív arányát. Modellünk megbízhatóságának felmérése a különböző csontsűrűségű betegek képviseletében, számos töréses csontmerevséget használunk.

módszer: Ugyanabból a donorból származó két cadaveric femorát méreteztünk, dörzsöltünk és beültettünk azonos műanyag replika femorális komponensekkel a Stanmore Csípőrendszer standard műtéti technikáját követve. Az egyiket Brit Rasp-k segítségével állítottuk elő, ~2 mm-rel, a másik amerikai Rasp-kkal, ~5 mm-rel. Soros CT-vizsgálatokat használtak a beültetett femora háromdimenziós geometriai modelljeinek létrehozására. Két végeselemes hálót kézzel építettek be az MSC-be. Marc végeselem szoftver, amely agykérgi és cancellous csontot, csontcementet és protézist tartalmaz. Mindegyik modell 10 000 nyolcszögletű téglaelemből állt, teljesen ragasztott szár-cement felülettel. A vastag és vékony cementköpeny vastagsága 2,5 mm, illetve 1,0 mm volt azokban a régiókban, ahol a vastagságot befolyásolja a reszelő mérete. A modellek azonosak voltak a disztális medulláris csatornában. A kérgi csontot keresztirányban izotrópnak modellezték, hosszanti és keresztirányú modulusai 17,0 és 11,5 GPa voltak. A csontcement modulusa 2,7 GPa volt. A terhelési feltételeket úgy választották meg, hogy képviseljék a járás sarok-sztrájk szakaszát. A beteg csontsűrűségének variabilitása hatásának felmérése érdekében a töréses csontmodulus 0,06 és 2,90 GPa között változott.

eredmények: ekvivalens stresszt vizsgáltunk a kéreg külső felületén és a cementköpeny belső felületén. A legalacsonyabb kortikális csontfeszültségek proximálisak voltak, a legmagasabb cementfeszültségek pedig a protézis disztális csúcsa körül voltak. A proximális kéregben magasabb ekvivalens feszültségeket figyeltek meg mediálisan és oldalirányban egy vastag cementköpennyel. Disztálisan alacsonyabb cementfeszültségeket figyeltek meg a vastag cementköpenyben. A legmagasabb törlési modulus mellett kevés különbség volt a két modell között. Mivel ez a modulus csökkent, a modellek közötti stresszkülönbségek nyilvánvalóbbá váltak. Az összes rákos csontmodul esetében a disztális cementfeszültség csúcsa alacsonyabb volt, a vastag cementköpenyben pedig a minimális proximális kalciumfeszültség magasabb volt.

megbeszélés: a proximális stressz árnyékolás volt a legnagyobb a kalkarban, összhangban a klinikai eredményekkel. A vastagabb cementköpeny kevesebb stresszvédelmet eredményezett ebben a régióban. A protézis disztális csúcsa körül a legmagasabb cementfeszültségek nagyobbak voltak a vékony cementköpenyben. Ez arra utal, hogy mind a repedés, mind a csontreszorpció magasabb a vékony cementköpenyekben. Bár a rákos csontmerevség tartományában megfigyelték, ez a megállapítás különösen az alacsony csontsűrűségű betegekre vonatkozik.