introducere: chirurgii din Marea Britanie și Europa folosesc, în general, o manta de ciment mai subțire decât omologii lor din SUA pentru componenta femurală în înlocuirea totală a șoldului (THR). Scopul acestui studiu a fost de a compara performanța diferitelor grosimi ale mantalei de ciment folosind analiza elementelor finite. Măsurile prin care se poate face o comparație includ crăparea cimentului, surparea, migrația și ecranarea la stres. În acest studiu, folosim un model liniar-elastic al femurului implantat pentru a da o predicție a tensiunilor din mantaua de ciment și din cortexul femural. Aceste măsuri oferă o indicație a ratelor relative de crăpare a cimentului și pierderea stocului osos din cauza ecranării la stres. Pentru a evalua fiabilitatea modelului nostru în reprezentarea pacienților cu densități osoase diferite, folosim o serie de rigidități osoase spongioase.
metoda: Două femore cadaverice de la același donator au fost dimensionate, alezate și implantate cu componente femurale identice din plastic, urmând tehnica chirurgicală standard pentru sistemul de șold Stanmore. Unul a fost preparat folosind rasuri din Marea Britanie, supra-alezare cu ~2mm, celălalt folosind rasuri din SUA, supra-alezare cu ~5mm. scanările CT seriale au fost folosite pentru a crea modele geometrice tridimensionale ale femorei implantate. Două ochiuri cu elemente finite au fost construite manual în MSC. Marc software cu elemente finite, care încorporează os cortical și spongios, ciment osos și proteză. Fiecare model era format din 10.000 de elemente din cărămidă cu opt noduri, cu o interfață stem-ciment complet lipită. Mantalele groase și subțiri de ciment au avut grosimi de 2,5 mm și respectiv 1,0 mm, în regiunile în care grosimea este afectată de dimensiunea zmeurii. Modelele au fost identice în canalul medular distal. Osul Cortical a fost modelat ca izotrop transversal, cu moduli longitudinali și transversali de 17,0 și 11,5 GPa. Cimentul osos a primit un modul de 2,7 GPa. Condițiile de încărcare au fost alese pentru a reprezenta faza de mers a călcâiului. Pentru a evalua impactul variabilității densității osoase a pacientului, modulul osos spongios a fost variat între 0,06 și 2,90 GPa.
rezultate: stresul echivalent a fost examinat pe suprafața exterioară a cortexului și pe suprafața interioară a mantalei de ciment. Cele mai mici tensiuni osoase corticale au fost proximale și cele mai mari tensiuni de ciment în jurul vârfului distal al protezei. În cortexul proximal, au fost observate tensiuni echivalente mai mari medial și lateral cu o manta groasă de ciment. Distal, au fost observate tensiuni mai mici de ciment în mantaua groasă de ciment. Cu cel mai mare modul cancellous, a existat o mică diferență între cele două modele. Pe măsură ce acest modul a fost redus, diferențele de stres dintre modele au devenit mai evidente. Pentru toate modulele osoase spongioase, tensiunile distale de vârf ale cimentului au fost mai mici și tensiunile calcare proximale minime mai mari în mantaua groasă de ciment.
discuție: ecranarea proximală la stres a fost cea mai mare în calcar, în acord cu constatările clinice. Mantaua de ciment mai groasă a dus la o protecție mai mică a stresului în această regiune. Tensiunile de ciment, cele mai mari în jurul vârfului distal al protezei, au fost mai mari în mantaua subțire de ciment. Acest lucru sugerează o rată mai mare atât de fisurare, cât și de resorbție osoasă în mantalele subțiri de ciment. Deși observată pe o gamă de rigiditate osoasă spongioasă, această constatare se aplică în special pacienților cu densitate osoasă scăzută.
