Una comparación del desgaste entre los reemplazos de rodilla con cojinete fijo y móvil

El desgaste del polietileno es un factor importante que limita la longevidad de la artroplastia total de rodilla. La evaluación del desgaste volumétrico de los insertos tibiales de polietileno explantados puede proporcionar información valiosa sobre el rendimiento de diferentes diseños. Las tecnologías actuales disponibles para medir el desgaste volumétrico de los insertos tibiales incluyen técnicas gravimétricas, máquinas de medición por coordenadas (CMM), escaneo láser y micro-CT.

En este estudio, emplearemos micro-CT para determinar el desgaste volumétrico porque nos permite obtener imágenes tridimensionales de alta resolución de todo el volumen del inserto, incluidas las superficies y el interior del inserto. Las imágenes de micro-CT se usarán para reconstruir la geometría tridimensional completa del inserto (incluidos los vacíos del subsuelo) y usaremos un software de análisis de imágenes para dividir el inserto reconstruido en regiones discretas (es decir, superficies de articulación medial/lateral, parte posterior y poste), lo que nos permite determinar cómo varias regiones contribuyen al desgaste total del implante. Al subdividir el inserto en regiones discretas, nuestras técnicas de análisis también nos permitirán tener en cuenta el material extraído del inserto durante la explantación al evaluar el desgaste del implante. Al comparar las inserciones recuperadas con los controles sin usar utilizando un software de análisis de imágenes tridimensionales, también cuantificaremos la deformación plástica midiendo el volumen de material que se ha deformado fuera de los límites de la inserción de control. Además, la inspección de las diferencias de forma entre las muestras desgastadas y no desgastadas nos permitirá distinguir entre el desgaste del implante, la deformación plástica y las diferencias de volumen asociadas con las tolerancias de fabricación. Aunque los efectos de volumen parcial pueden dificultar la detección de bordes, las imágenes micro-CT de alta resolución tienden a minimizar estos efectos y utilizaremos medidas gravimétricas para determinar un umbral de Hounsfield específico de la inserción que se utilizará para definir el volumen de la imagen para cada muestra. Posteriormente, validaremos la precisión del volumen de inserción reconstruido derivado de la imagen de micro-CT comparándolo con mediciones lineales del espécimen real en varias ubicaciones discretas.

El uso de escaneos micro-CT para evaluar el desgaste volumétrico in vivo asociado con diferentes diseños permitirá una medición precisa de la pérdida volumétrica de polietileno de diferentes regiones del inserto. Esta información proporcionará una mejor comprensión del resultado clínico asociado con diferentes estrategias de diseño y proporcionará datos para guiar los esfuerzos de desarrollo futuros. Nuestra hipótesis es que los insertos de cojinetes fijos, en los que el polietileno se fija a la placa base de metal, demostrarán un mayor desgaste volumétrico que los insertos de cojinetes móviles que están diseñados para deslizarse o rotar sobre la placa base de metal.

El desgaste del lado articular se medirá mediante el registro de imágenes micro-CT de inserciones recuperadas y de control en partes no desgastadas de la superficie articular utilizando el software de análisis de imágenes Analyze (Recurso de imágenes biomédicas de Mayo, Rochester, MN). Se evaluarán las diferencias de volumen entre los insertos de control recuperados y no usados ​​teniendo en cuenta la deformación plástica que puede ocurrir in vivo. El desgaste volumétrico para todo el inserto y las subregiones se calculará restando el volumen de deformación plástica (correspondiente a las regiones del inserto recuperado fuera de los límites del inserto de control) del volumen de material perdido dentro de los límites de la geometría del inserto original. Compararemos el desgaste entre los rodamientos móviles y fijos utilizando una prueba t de muestra independiente o U de Mann-Whitney, según la distribución de los datos. También utilizaremos un análisis de regresión lineal múltiple para examinar la relación entre el desgaste del inserto y otras variables, incluido el tiempo in vivo, la técnica de esterilización terminal del inserto y los factores relacionados con el paciente, como el sexo, la edad y el índice de masa corporal (IMC).