Estudo da transferência de carga na artroplastia resurfacing da anca

Abstract

O posicionamento do componente acetabular é crucial para a artroplastia resurfacing da anca, sendo uma das principais causas para falhas pós-cirúrgicas. Este trabalho teve como objetivo, o estudo da transferência de carga numa prótese resurfacing da anca, com foco especial para quando ocorre alteração de posição do componente acetabular, para a posição neutra do componente femoral. Assim, foram realizados ensaios in vitro para quatro posições diferentes do componente acetabular, combinando os ângulos de inclinação e de anteversão. Estes ensaios consistiram em ensaios de compressão realizados numa máquina de carga, sob um modelo da articulação da anca que inclui o ilíaco, o fémur e uma prótese resurfacing Birmingham®. Foram realizados, também, ensaios numéricos em que se retiraram valores de deformações principais. Para isso, obteve-se um modelo, replicativo do modelo in vitro, no qual foram realizadas simulações com os mesmos parâmetros utilizados, também, nos ensaios in vitro. Foram retirados valores nas mesmas regiões dos ensaios in vitro, de modo a validar o modelo numérico e, após a validação, no osso trabecular do colo femoral e na região adjacente do acetábulo. Em ambos os ensaios estudou-se a posição do componente acetabular mais adequada para uma transferência de carga mais uniforme, através da influência da inclinação e da anteversão do componente acetabular. No modelo in vitro, realizaram-se gráficos, de modo a condensar a informação, bem como análise estatística dos resultados. Concluiu-se, assim, que o ângulo de anteversão mais indicado é de 15º. No entanto, o ângulo de inclinação mais indicado varia com as regiões, sendo a anteversão mais relevante neste estudo. Obteve-se uma correlação fraca entre os modelos, mas suficiente para a validação do modelo numérico. No modelo numérico, através de gráficos radiais, concluiu-se que a posição do componente acetabular mais adequada é diferente nas regiões estudadas. Contudo, no colo femoral, a região mais critica, aconselha-se 40º de inclinação e 15º de anteversão.

The positioning of the acetabular component is crucial for resurfacing hip arthroplasty, being one of the main causes for post-surgery failures. This work aimed to study the load transfer in a hip resurfacing prosthesis, with a special focus when there is a change in the position of the acetabular component. Therefore, in vitro tests were carried, with four different positions of the acetabular component, combining inclination and anteversion. These tests consisted in compression tests made in a loading machine, on a hip articulation model, which included a iliac, a femur and a Birmingham® resurfacing prosthesis. Numerical tests were also made in which main strain values were gathered. In this regard, a replica of the in vitro model was obtained, in which simulations were made, with the same parameters as in the in vitro tests. Strain values were gathered in the same regions as the in vitro tests, in order to validate the numerical model, and, after the validation, in the trabecular bone of the femoral neck and in the surrounding region of the acetabular component. In both tests, the most appropriate acetabular component position was studied for a more even load transfer, through the influence of the inclination and anteversion of the acetabular component. In the in vitro model, charts were made, in order to condensate the information, as well as statistic analysis of the results. Thus it concluded that 15º was the most suitable anteversion. However, the most suitable inclination varies with the regions, thus anteversion being more relevant in this study. A weak correlation was obtained, although it was enough to validate the numerical model. In the numerical model, through radial charts, it concluded that the most appropriate acetabular component position is different in the studied regions. However, in the femoral neck, the most critical region, it is advised 40º of inclination and 15º of anteversion.