En sammenligning af slid blandt mobile og faste lejer knæudskiftninger

Polyethylen slid er en væsentlig faktor, der begrænser levetiden af ​​total knæarthroplastik. Evaluering af det volumetriske slid af eksplanterede polyethylen tibiale indlæg kan give værdifuld indsigt i ydeevnen af ​​forskellige designs. Nuværende teknologier, der er tilgængelige til at måle det volumetriske slid af tibiale indsatser, omfatter gravimetriske teknikker, koordinatmålemaskiner (CMM), laserscanning og mikro-CT.

I denne undersøgelse vil vi anvende mikro-CT til at bestemme volumetrisk slid, fordi det giver os mulighed for at opnå tredimensionelle billeder i høj opløsning af hele indsatsvolumenet, inklusive overfladerne såvel som det indre af indsatsen. Mikro-CT-billederne vil blive brugt til at rekonstruere hele den tredimensionelle geometri af indsatsen (inklusive underjordiske hulrum), og vi vil bruge billedanalysesoftware til at opdele den rekonstruerede indsats i diskrete områder (dvs. mediale/laterale artikulerende overflader, bagside og stolpe), hvilket giver os mulighed for at bestemme, hvordan forskellige regioner bidrager til total implantatslid. Ved at underinddele indsatsen i diskrete områder, vil vores analyseteknikker også gøre det muligt for os at tage højde for materiale, der er fjernet fra indsatsen under eksplantation, når vi evaluerer implantatslid. Ved at sammenligne hentede skær med ubrugte kontroller ved hjælp af software til tredimensionel billedanalyse, vil vi også kvantificere plastisk deformation ved at måle mængden af ​​materiale, der er deformeret uden for kontrolindsatsens grænser. Derudover vil inspektion af formforskelle mellem de slidte og ubrugte prøver sætte os i stand til at skelne mellem implantatslid, plastisk deformation og volumenforskelle forbundet med fremstillingstolerancer. Selvom delvise volumeneffekter kan gøre kantdetektion udfordrende, har højopløsnings mikro-CT-billeder tendens til at minimere disse effekter, og vi vil bruge gravimetriske målinger til at bestemme en insert-specifik Hounsfield-tærskel, der vil blive brugt til at definere billedvolumen for hver prøve. Vi vil efterfølgende validere nøjagtigheden af ​​det rekonstruerede indsatsvolumen afledt af mikro-CT-billedet ved at sammenligne det med lineære målinger fra den faktiske prøve på flere diskrete steder.

Brugen af ​​mikro-CT-scanninger til at evaluere det in vivo volumetriske slid forbundet med forskellige designs vil muliggøre nøjagtig måling af volumetrisk polyethylentab fra forskellige områder af indsatsen. Denne information vil give en bedre forståelse af det kliniske resultat forbundet med forskellige designstrategier og give data til at vejlede fremtidige udviklingsindsatser. Vi antager, at faste lejeindsatser, hvor polyethylenet er låst til metalbundpladen, vil udvise mere volumetrisk slid end de mobile lejeindsatser, der er designet til at glide eller rotere på metalbundpladen.

Artikulær sideslid vil blive målt ved at registrere mikro-CT-billeder fra hentede og kontrolindlæg på ubrugte dele af den artikulære overflade ved hjælp af analysesoftwaren til analyse af billeder (Mayo Biomedical Imaging Resource, Rochester, MN). Forskelle i volumen mellem de hentede og ubrugte kontrolindsatser vil blive evalueret under hensyntagen til plastisk deformation, der kan forekomme in vivo. Volumetrisk slid for hele skæret og underområderne vil blive beregnet ved at subtrahere volumenet af plastisk deformation (svarende til områder af det hentede skær uden for grænserne af kontrolskæret) fra mængden af ​​materiale tabt inden for rammerne af den oprindelige skærgeometri. Vi vil sammenligne slitage blandt de mobile og faste lejer ved hjælp af en Independent Sample t-test eller Mann-Whitney U, afhængigt af fordelingen af ​​dataene. Vi vil også bruge multipel lineær regressionsanalyse til at undersøge forholdet mellem indsatsslid og andre variabler, herunder tid in vivo, terminal steriliseringsteknik for indsatsen og patientrelaterede faktorer såsom køn, alder og kropsmasseindeks (BMI).