Estudio densitométrico y con elementos finitos de la remodelación ósea tras la implantación de un vástago femoral anatómico no cementado / Densitometric and finite-element analysis of bone remodeling further to implantation of an uncemented anatomical femoral stem

Introducción. La implantación de un vástago femoral cambia las condiciones de transmisión de carga de la cadera, produciendo el denominado remodelamiento adaptativo. El objetivo de todos los vástagos (cementados y no cementados) ha sido conseguir una perfecta transmisión de cargas que evite los fenómenos de puenteo de fuerzas o stressshielding, que a su vez producen una desvitalización ósea proximal.Material y método. Para cuantificar las variaciones de lamasa ósea en las 7 zonas de Gruen se ha realizado un estudio seriado a 10 años con DEXA en 80 pacientes, con mediciones en el pre y posoperatorio, 6 meses posperatorio, y a 1, 3, 5, 7 y 10 años tras la implantación de la prótesis.Resultados y conclusiones. La simulación con elementos finitos (EF) permite caracterizar los cambios biomecánicos que se producen en el fémur tras la implantación de un vástago protésico, así como su comportamiento a largo plazo. El objetivo de nuestro estudio es comprobar si los resultados de la simulación explican los cambios biomecánicos que justifiquen la evolución de la densidad ósea obtenida mediante el estudio con DEXA, tras la implantación de unvástago anatómico no cementado. Los resultados de la simulación con EF presentan un perfecto paralelismo entre las pérdidas de masa ósea detectadascon la DEXA y la evolución tensional en cada zona deGruen, lo que confirma que aunque el diseño de la prótesis es de apoyo metafisario, se produce un claro fenómeno de puenteo de fuerzas en la zona proximal del fémur, todo lo cual produce una desvitalización ósea en las zonas 1 y 7 de Gruen

Introduction. Implantation of a femoral stem changes theload transmission dynamics in the hip and gives rise tothe so-called adaptive remodeling. The goal pursued by all stems, whether cemented or not, is to achieve a perfect load transmission mechanism in order to avoid the phenomenon of stress-shielding, which may cause proximal bone devitalization.Materials and methods. In order to quantify bone mass variations in the 7 Gruen zones, a serial DEXA analysis was carried out in 80 patients, with preoperative measurements as well as postoperative measurements at 6 months and 1, 3, 5, 7 and 10 years post implantation.Results and conclusions. Finite-element (FE) simulationsmake it possible to characterize the biomechanical changes that occur in the femur further to implantation of a prosthetic stem, as well as the stem’s long-term performance. The purpose of our study is to determine whether the results of the simulation can explain the biomechanical changes that may lie behind the evolution of bone density observed through DEXA scanning after implantation of an uncemented anatomical stem.The results of the FE simulation show an excellent matchbetween the bone loss observed on DEXA scans and theevolution of stress patterns observed in each of the Gruen zones, which confirms that even if the stem implanted was metaphyseal, stress shielding was manifest in the proximal femoral area, giving rise to the devitalization of bone in Gruen zones 1 and 7

Métodos de análisis del polietileno en la investigación del material y su aplicación en artroplastias / Methods of analysis of polyethylene in materials research and its use in joint prostheses

Introducción. El polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMWPE) es el material más utilizado como interposición en la mayoría de los sistemas de artroplastia total. Su desgaste y fractura propició gran controversia durante los últimos años, por lo que los centros de investigación y la industria profundizaron en su análisis a la búsqueda de mecanismos de fallo y mejoras del material. Revisión de la bibliografía. En la revisión presentada, se han recogido diferentes técnicas para caracterizar mejor el polietileno utilizado en implantes ortopédicos. En los diferentes grupos de técnicas, algunas ofrecen datos más básicos y generales, mientras otras, las experimentales, son fases terminales de un estudio concreto, previos al ensayo clínico. Lógicamente, el diseño de un estudio de investigación requiere precisar unos objetivos y situar las técnicas más apropiadas para verificar si existen o no las diferencias que plantea la hipótesis. Conclusiones. Se presentan los análisis utilizados para progresar en el conocimiento del polietileno utilizado en cirugía ortopédica. Esta visión también puede servir para que la propuesta de nuevos materiales tenga una investigación sistemática, evitando las aproximaciones ensayo-error que, si bien han permitido grandes avances en el pasado, hoy serían difícilmente aceptables

Introduction. Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is the most common bearing material used in joint replacement systems. Its wear and fracture have given rise to controversy in the past, motivating research and industrial centers to carry out a thorough analysis of the material in search of failure mechanisms and ways to improve the material. Literature review. Different techniques for characterizing the polyethylene used in orthopedic implants are reviewed. Among the different groups of techniques, some obtain more basic and general data while more experimental techniques obtain information in the final stage of specific studies preceding the clinical trial. Logically, the design of a research study requires the establishment of objectives and the use of the most appropriate techniques for verifying whether the differences proposed by the hypothesis exist or not. Conclusions. The analyses used to advance our understanding of the polyethylene used in Orthopedic Surgery are presented. This approach is also useful for the systematic investigation of new materials, avoiding trial and error approaches that, although they made major advances possible in the past, would now be unacceptable