Innledning: Kirurger i STORBRITANNIA og Europa bruker vanligvis en tynnere sementmantel enn sine motstykker I USA for femoral komponent i total hip replacement (THR). Målet med denne studien var å sammenligne ytelsen til forskjellige tykkelser av sementmantelen ved hjelp av endelig elementanalyse. Tiltakene som sammenligning kan gjøres inkluderer sement cracking, innsynkning, migrasjon og stress skjerming. I denne studien bruker vi en lineær-elastisk modell av den implanterte lårbenet for å gi en prediksjon av spenningene i sementmantelen og i femoral cortex. Disse tiltakene gir en indikasjon på den relative frekvensen av sement cracking og tap av bein lager på grunn av stress skjerming. For å vurdere påliteligheten av vår modell i å representere pasienter med ulike bein tettheter, bruker vi en rekke cancellous bein stivheter.
Metode: To lik femora fra samme donor ble dimensjonert, reamed og implantert med identiske plast replika femoral komponenter etter standard kirurgisk teknikk For Stanmore Hip system. Den ene ble utarbeidet VED HJELP AV UK rasps, over-reaming av ~2mm, den ANDRE ved HJELP AV US rasps, over-reaming av ~5mm. Serielle CT-skanninger ble brukt til å lage tredimensjonale geometriske modeller av den implanterte femora. To finite element masker ble hånd-bygget I MSC. Marc finite element programvare, som omfatter kortikale og cancellous bein, bein sement og protese. Hver modell besto av 10.000 åtte-nodede mursteinelementer, med et fullt bundet stem-sementgrensesnitt. De tykke og tynne sement mantlene hadde tykkelser på henholdsvis 2,5 mm og 1,0 mm, i områder hvor tykkelsen påvirkes av rasp størrelse. Modeller var identiske i den distale medulære kanalen. Kortikalt ben ble modellert som transversely isotrop, med langsgående og tverrgående modul på 17,0 og 11,5 GPa. Bone sement ble gitt en modul på 2,7 GPa. Lasteforhold ble valgt for å representere hælstreikfasen av gangen. For å vurdere effekten av variabilitet i pasientens bentetthet, ble cancellous benmodul variert mellom 0,06 og 2,90 GPa.
Resultater: Ekvivalent stress ble undersøkt på den ytre overflaten av cortex og den indre overflaten av sementmantelen. De laveste kortikale beinspenninger var proksimale og de høyeste sementspenninger rundt den distale spissen av protesen. I den proksimale cortex ble høyere ekvivalente spenninger observert medialt og lateralt med en tykk sementmantel. Distalt ble lavere sementspenninger observert i den tykke sementmantelen. Med den hoyeste cancellous modulen var det liten forskjell mellom de to modellene. Da denne modulen ble redusert, ble stressforskjellene mellom modellene tydeligere. For alle cancellous beinmoduli, topp distale sement spenninger var lavere og minimum proksimale kalk spenninger høyere i tykk sement mantelen.Diskusjon: Proksimal stressskjerming var størst i kalkar, i samsvar med kliniske funn. Den tykkere sementmantelen førte til mindre spenningsskjerming i denne regionen. Sementspenninger, høyest rundt protesens distale spiss, var større i den tynne sementmantelen. Dette antyder en høyere hastighet på både sprekkdannelse og benresorpsjon i tynne sement mantler. Selv om det observeres over en rekke cancellous benstivhet, gjelder dette funnet spesielt for pasienter med lav bein tetthet.
