Inledning: kirurger i Storbritannien och Europa använder i allmänhet en tunnare cementmantel än sina motsvarigheter i USA för lårbenskomponenten i total höftbyte (THR). Syftet med denna studie var att jämföra prestanda för olika tjocklekar av cementmantel med hjälp av finita elementanalys. De åtgärder genom vilka jämförelse kan göras inkluderar cementkrackning, sättningar, migration och spänningsskydd. I denna studie använder vi en linjär-elastisk modell av den implanterade lårbenet för att ge en förutsägelse av spänningarna i cementmanteln och i femoral cortex. Dessa åtgärder ger en indikation på de relativa hastigheterna för cementkrackning och förlust av benlager på grund av spänningsskydd. För att bedöma tillförlitligheten hos vår modell för att representera patienter med olika bendensiteter använder vi en rad cancellösa benstyvningar.
metod: Två cadaveric femora från samma givare var dimensionerade, brotschas och implanteras med identiska plast replika femorala komponenter efter standard kirurgisk teknik för Stanmore Hip system. En bereddes med hjälp av brittiska Rasper, över-brotschning av ~2mm, den andra med hjälp av amerikanska Rasper, över brotschning av ~5mm. seriella CT-skanningar användes för att skapa tredimensionella geometriska modeller av den implanterade femora. Två finita elementmaskor var handbyggda i MSC. Marc finita element programvara, som innehåller kortikala och cancellous ben, ben cement och protes. Varje modell bestod av 10 000 åtta nodade tegelelement, med ett helt bundet stamcementgränssnitt. De tjocka och tunna cementmantlarna hade tjocklekar på 2,5 mm respektive 1,0 mm, i regioner där tjockleken påverkas av raspstorlek. Modellerna var identiska i den distala medullärkanalen. Kortikalt ben modellerades som tvärgående isotropiskt, med längsgående och tvärgående moduler på 17,0 och 11,5 GPA. Bencement fick en modul på 2,7 GPa. Lastningsförhållandena valdes för att representera häl-strejkfasen av gången. För att bedöma effekten av variabilitet i patientens bentäthet varierades cancellös benmodul mellan 0,06 och 2,90 GPA.
resultat: ekvivalent stress undersöktes på den yttre ytan av cortex och den inre ytan av cementmanteln. De lägsta kortikala benspänningarna var proximala och de högsta cementspänningarna runt protesens distala spets. I den proximala cortexen observerades högre ekvivalenta spänningar medialt och i sidled med en tjock cementmantel. Distalt observerades lägre cementspänningar i den tjocka cementmanteln. Med den högsta cancellösa modulen var det liten skillnad mellan de två modellerna. När denna modul reducerades blev stressskillnader mellan modellerna tydligare. För alla cancellösa benmoduler var topp distala cementspänningar lägre och minsta proximala kalkspänningar högre i den tjocka cementmanteln.
diskussion: Proximal stressskärmning var störst i calcar, i överensstämmelse med kliniska fynd. Den tjockare cementmanteln ledde till mindre spänningsskydd i denna region. Cementspänningar, högst runt protesens distala spets, var större i den tunna cementmanteln. Detta föreslår en högre hastighet av både sprickbildning och benresorption i tunna cementmantlar. Även om det observeras över en rad cancellous benstyvhet, gäller detta resultat särskilt för patienter med låg bentäthet.
