wprowadzenie: chirurdzy w Wielkiej Brytanii i Europie zwykle używają cieńszego płaszcza cementowego niż ich odpowiedniki w USA do części udowej w całkowitej wymianie stawu biodrowego (thr). Celem pracy było porównanie wydajności różnych grubości płaszcza cementowego za pomocą analizy elementów skończonych. Środki, za pomocą których można dokonać porównania, obejmują pękanie cementu, osiadanie, migrację i ekranowanie naprężeń. W tym badaniu używamy liniowo-elastycznego modelu wszczepionej kości udowej, aby przewidzieć naprężenia w płaszczu cementowym i korze udowej. Środki te wskazują na względne wskaźniki pękania cementu i utraty zapasów kostnych z powodu ekranowania naprężeń. Aby ocenić wiarygodność naszego modelu w reprezentowaniu pacjentów o różnych gęstościach kości, stosujemy szereg sztywności kości nowotworowych.

metoda: Dwie kości udowe tego samego dawcy były wielkości, rozwiercane i wszczepiane identycznymi plastikowymi elementami kości udowej, zgodnie ze standardową techniką chirurgiczną dla systemu biodrowego Stanmore. Jeden został przygotowany przy użyciu zgrzytów brytyjskich, rozwiercanie o ~2mm, drugi przy użyciu zgrzytów amerykańskich, rozwiercanie o ~5mm. seryjne skany CT zostały wykorzystane do stworzenia trójwymiarowych modeli geometrycznych wszczepionej kości udowej. Dwie siatki elementów skończonych zostały ręcznie zbudowane w MSC. Oprogramowanie elementów skończonych Marc, zawierające kość korową i nowotworową, cement kostny i protezę. Każdy model składał się z 10 000 ośmiowarstwowych elementów ceglanych, z całkowicie połączonym łącznikiem trzonowo-cementowym. Grube i cienkie cementowe Płaszcze miały grubość odpowiednio 2,5 mm i 1,0 mm, w regionach, w których grubość zależy od wielkości tarcicy. Modele były identyczne w kanale rdzeniowym dystalnym. Kość korowa była modelowana jako poprzecznie izotropowa, z modułem podłużnym i poprzecznym 17,0 i 11,5 GPa. Cement kostny otrzymał moduł 2,7 GPa. Warunki obciążenia zostały wybrane tak, aby reprezentowały fazę chodu na pięcie. W celu oceny wpływu zmienności gęstości kości pacjenta, moduł cancellous kości wahał się między 0,06 A 2,90 GPa.

wyniki: zbadano naprężenia równoważne na zewnętrznej powierzchni kory i wewnętrznej powierzchni płaszcza cementowego. Najniższe naprężenia kości korowej były proksymalne, a najwyższe naprężenia cementowe wokół dystalnej końcówki protezy. W korze proksymalnej zaobserwowano wyższe równoważne naprężenia przyśrodkowo i bocznie z grubym cementowym płaszczem. W grubym płaszczu cementowym zaobserwowano mniejsze naprężenia. Przy najwyższym module cancellous różnica między tymi dwoma modelami była niewielka. Wraz ze zmniejszeniem tego modułu różnice w naprężeniach między modelami stały się bardziej widoczne. We wszystkich modułach kostnych, szczytowe naprężenia dystalne cementowe były niższe, a Minimalne naprężenia proksymalne wyższe w grubym płaszczu cementowym.

dyskusja: proksymalne ekranowanie naprężeń było największe w skali calcar, zgodnie z wynikami klinicznymi. Grubszy płaszcz cementowy doprowadził do mniejszego ekranowania naprężeń w tym regionie. Naprężenia cementowe, największe wokół dystalnej końcówki protezy, były większe w cienkim płaszczu cementowym. Sugeruje to wyższe tempo zarówno pękania, jak i resorpcji kości w cienkich cementowych płaszczach. Chociaż obserwowana w zakresie sztywności kości z rakiem, to stwierdzenie to dotyczy szczególnie pacjentów z niską gęstością kości.