Une comparaison de l'usure entre les prothèses mobiles et fixes du genou

L'usure du polyéthylène est un facteur majeur limitant la longévité de l'arthroplastie totale du genou. L'évaluation de l'usure volumétrique des inserts tibiaux en polyéthylène explantés peut fournir des informations précieuses sur les performances des différentes conceptions. Les technologies actuelles disponibles pour mesurer l'usure volumétrique des inserts tibiaux comprennent les techniques gravimétriques, les machines de mesure de coordonnées (MMT), le balayage laser et le micro-CT.

Dans cette étude, nous utiliserons le micro-CT pour déterminer l'usure volumétrique car il nous permet d'obtenir des images tridimensionnelles à haute résolution de tout le volume de l'insert, y compris les surfaces ainsi que l'intérieur de l'insert. Les images micro-CT seront utilisées pour reconstruire toute la géométrie tridimensionnelle de l'insert (y compris les vides sous la surface) et nous utiliserons un logiciel d'analyse d'image pour diviser l'insert reconstruit en régions discrètes (c'est-à-dire surfaces articulaires médiales/latérales, arrière et tenon), nous permettant de déterminer comment diverses régions contribuent à l'usure totale de l'implant. En subdivisant l'insert en régions discrètes, nos techniques d'analyse nous permettront également de tenir compte du matériau retiré de l'insert lors de l'explantation lors de l'évaluation de l'usure de l'implant. En comparant les inserts récupérés avec des contrôles non usés à l'aide d'un logiciel d'analyse d'images tridimensionnelles, nous quantifierons également la déformation plastique en mesurant le volume de matériau qui s'est déformé en dehors des limites de l'insert de contrôle. De plus, l'inspection des différences de forme entre les spécimens portés et non portés nous permettra de faire la distinction entre l'usure de l'implant, la déformation plastique et les différences de volume associées aux tolérances de fabrication. Bien que les effets de volume partiels puissent rendre difficile la détection des bords, les images micro-CT haute résolution ont tendance à minimiser ces effets et nous utiliserons des mesures gravimétriques pour déterminer un seuil Hounsfield spécifique à l'insert qui sera utilisé pour définir le volume d'image pour chaque spécimen. Nous validerons ensuite la précision du volume d'insert reconstruit dérivé de l'image micro-CT en le comparant avec des mesures linéaires de l'échantillon réel à plusieurs endroits discrets.

L'utilisation de micro-CT scans pour évaluer l'usure volumétrique in vivo associée à différentes conceptions permettra une mesure précise de la perte volumétrique de polyéthylène à partir de différentes régions de l'insert. Ces informations permettront de mieux comprendre les résultats cliniques associés aux différentes stratégies de conception et fourniront des données pour guider les futurs efforts de développement. Nous émettons l'hypothèse que les inserts de roulement fixes, où le polyéthylène est verrouillé sur la plaque de base en métal, présenteront une usure volumétrique plus importante que les inserts de roulement mobiles qui sont conçus pour glisser ou tourner sur la plaque de base en métal.

L'usure latérale articulaire sera mesurée en enregistrant des images micro-CT à partir d'inserts récupérés et de contrôle sur des parties non portées de la surface articulaire à l'aide du logiciel d'analyse d'image Analyze (Mayo Biomedical Imaging Resource, Rochester, MN). Les différences de volume entre les inserts de contrôle récupérés et non portés seront évaluées en tenant compte de la déformation plastique qui peut se produire in vivo. L'usure volumétrique de l'ensemble de l'insert et des sous-régions sera calculée en soustrayant le volume de déformation plastique (correspondant aux régions de l'insert récupéré à l'extérieur des limites de l'insert de contrôle) du volume de matériau perdu dans les limites de la géométrie d'origine de l'insert. Nous comparerons l'usure des roulements mobiles et fixes à l'aide d'un test t d'échantillon indépendant ou de Mann-Whitney U, en fonction de la distribution des données. Nous utiliserons également une analyse de régression linéaire multiple pour examiner la relation entre l'usure de l'insert et d'autres variables, y compris le temps in vivo, la technique de stérilisation terminale de l'insert et les facteurs liés au patient tels que le sexe, l'âge et l'indice de masse corporelle (IMC).