Adaptive Knochenumgestaltung und biomechanische Designüberlegungen für nichtzementierte totale Hüftarthroplastik

Klinische Probleme mit nichtzementierten totalen Hüftarthroplastik (THA) Stielen, die direkt oder indirekt mit der Lastübertragung zusammenhängen, umfassen Schmerzen im Oberschenkel aufgrund relativer (Mikro-) Bewegungen oder übermäßiger endostel-interface Spannungen, Setzung und Lockerung aufgrund unzureichender primärer Stabilität und Passform sowie proximale Femur-Knochenatrophie aufgrund von Belastungsschutz. In diesem Artikel werden die mit nichtzementierten THA-Stielen verbundenen Lastübertragungsmechanismen und ihre resultierenden Spannungsmuster in Bezug auf Konstruktionsmerkmale, Bindungseigenschaften und Materialwahl diskutiert. Nichtlineare Finite-Elemente-Modelle und Computersimulationsprogramme für strain-adaptive Knochenumgestaltung wurden für diese Studie verwendet. Kanalfüllende, voll gebundene Metallstiele haben sich wahrscheinlich als Ursache für proximale Knochenatrophie herausgestellt, was möglicherweise zu einem langfristigen Versagen des Implantat/Knochen-Komposit führen kann. Die Verwendung von flexiblen (isoelastischen) Materialien und/oder Presspassung reduziert den Belastungsschutz, verringert jedoch auch das Potenzial für die Stabilität der Schnittstelle. Das Stammmaterial, die Stammform und die Beschichtungsgeometrie interagieren in Bezug auf den Lastübertragungsmechanismus, und es wird vorgeschlagen, dass optimale Kombinationen dieser Eigenschaften durch die vorgestellten Computersimulationsmethoden bestimmt werden können.