Analysis of stress distribution in hip joint after implantation of Weller stems

• Autorzy: Więckowski W.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study presents the results of numerical calculations of stress distribution in a model of healthy femur and after implantation of Weller II cement prosthesis. The obtained stress distribution allow for drawing conclusions about the processes of bone remodelling in the area of implant and for forecasting of effectiveness of implantation. The simulations were carried out by means of FEM for three types of stem material: CoCrMo alloy and titanium alloys of Ti6Al4V and Ti35Nb5Ta7Zr. The calculations revealed that implantation of prosthesis stem leads to unloading of prosthesis bone tissue, depriving it of natural stress which occurs in healthy femur, which might lead to loosening of the implant.

Słowa kluczowe

EN

Weller endoprosthesis; hip joint alloplasty; computer simulation

• Wydawca: Uniwersytet Jagielloński - Collegium Medicum ; De Gruyter
• Czasopismo: Bio-Algorithms and Med-Systems
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 7, no. 2
• Strony: 67--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Więckowski W.

• Zakład Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Częstochowska, Częstochowa, Dąbrowskiego 69, Poland

Bibliografia

• 1. Balin A.: Mechaniczne i materiałowe uwarunkowania stabilności trwałości endoprotezy stawu biodrowego. Inżynieria Materiałowa 1997, No. 2: 44- 52.
• 2. Bilinski P. J., Wolanski R., Gumanski R., Matewski D.: Wyniki leczenia zmian zwyrodnieniowych stawu biodrowego endoprotezoplastyką cementową Wellera. Chirurgia Narządów Ruchu i Ortopedia Polska 1996, LXI, Supl. 3A: 17-20.
• 3. Dietrich M., Kedzior K.: Design and manufacturing of the human bone endoprostheses using computer-aided systems. Journal of Theoretical and Applied Mechanics 1999, No. 3, Vol. 37: 481-503.
• 4. Krzesinski G., Zagrajek T.: Modelowanie własności mechanicznych kości. Biology of Sport 1998, Vol. 15, Suppl. 8: 238-243.
• 5. Kusz D.: Porównawcza ocena zmian mineralnych w kości udowej po endoprotezoplastyce cementowej stawu biodrowego typu Weller i Centrament. Chirurgia Narządów Ruchu i Ortopedia Polska 1999, 64 (4): 407-414.
• 6. Marciniak J.: Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej: Gliwice 2002.
• 7. Okrajni J., Kusz D., Zmudzki J., Kopka W.: Mechaniczne czynniki determinujące stan tkanki kostnej w otoczeniu implantów. Acta of Bioengineering and Biomechanics 1999, Vol. 1, Suppl. 1: 345-348.
• 8. Reilly D.T., Burstein A.H.: The Mechanical properties of cortical bone. The Journal of Bone and Joint Surgery 1974, Vol. 56-A, No. 5: 1001-1022.
• 9. Sumner D.R., Turner T.M., Igloria R., Urban R.M., Galante J.O.: Functional adaptation and ingrowth of bone vary as a function of hip implant stiffness. Journal of Biomechanics 1998, 31: 909-917.
• 10. Ziolkowski W., Kaminski M., Doerr-Winogradow K., Ostojski R.: Radiologiczne i histologiczne zmiany w jałowym obluzowaniu udowej części endoprotezy stawu biodrowego według Wellera. Chirurgia Narządów Ruchu i Ortopedia Polska 1996, LXI, Supl. 3A: 121-125.
• 11. Koczy B., Stoltny T., Pajak J. i in.: Realloplastyka komponentu panewkowego endoprotezy stawu biodrowego bez użycia mechanicznych systemów wzmacniających, Chirurgia Narządów Ruchu i Ortopedia Polska 2009, 74 (4): 207-213.
• 12. Ryniewicz A., Madej T.: Analiza biomechaniczna w stawie biodrowym po całkowitej alloplastyce z różnymi wariantami endoprotez cementowych, Mechanika w medycynie 2010, 10: 253-264.
• 13. Cwanek J., Liubimov V.: Przydatność parametrów geometrii powierzchni do oceny stopnia zużycia trzpienie endoprotez Wellera, Mechanika w medycynie 2010, 10: 45-51.
• 14. Bedzinski R., Scigala K.: Biomechanika stawu biodrowego i kolanowego, Biocybernetyka i inżynieria rehabilitacyjna, tom 5, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2004.