A mobil és fix csapágyas térdcserék kopásának összehasonlítása

A polietilén kopás az egyik fő tényező, amely korlátozza a teljes térdízületi műtétek élettartamát. Az explantált polietilén sípcsontbetétek térfogati kopásának értékelése értékes betekintést nyújthat a különböző kialakítások teljesítményébe. A sípcsontbetétek térfogati kopásának mérésére rendelkezésre álló jelenlegi technológiák közé tartoznak a gravimetriás technikák, a koordináta mérőgépek (CMM), a lézerszkennelés és a mikro-CT.

Ebben a tanulmányban mikro-CT-t fogunk alkalmazni a térfogati kopás meghatározására, mivel ez lehetővé teszi, hogy nagy felbontású háromdimenziós képeket kapjunk a teljes betéttérfogatról, beleértve a betét felületeit és belsejét is. A mikro-CT-képek segítségével rekonstruáljuk a betét teljes háromdimenziós geometriáját (beleértve a felszín alatti üregeket is), képelemző szoftverrel pedig a rekonstruált betétet diszkrét régiókra osztjuk fel (pl. mediális/laterális csuklófelületek, hátoldal és posta), lehetővé téve annak meghatározását, hogy a különböző régiók hogyan járulnak hozzá az implantátum teljes kopásához. Azáltal, hogy a betétet diszkrét régiókra osztjuk fel, elemzési technikáink lehetővé teszik, hogy az implantátum kopásának értékelésekor figyelembe vegyük a kiültetés során a betétből eltávolított anyagot. Ha háromdimenziós képelemző szoftverrel összehasonlítjuk a visszakeresett betéteket el nem kopott vezérlőkkel, a képlékeny alakváltozást is számszerűsítjük a vezérlőbetét határain kívül deformált anyag térfogatának mérésével. Ezenkívül a kopott és el nem kopott minták alakbeli különbségeinek vizsgálata lehetővé teszi számunkra, hogy különbséget tegyünk az implantátum kopása, a képlékeny deformáció és a gyártási tűrésekhez kapcsolódó térfogati különbségek között. Bár a részleges térfogati effektusok megnehezíthetik az élérzékelést, a nagy felbontású mikro-CT-képek általában minimalizálják ezeket a hatásokat, és gravimetriás mérésekkel határozzuk meg a betétspecifikus Hounsfield-küszöböt, amelyet az egyes minták képtérfogatának meghatározásához használunk. Ezt követően ellenőrizni fogjuk a mikro-CT-képből származó rekonstruált betéttérfogat pontosságát, összehasonlítva azt a tényleges mintából több különálló helyen végzett lineáris mérésekkel.

A mikro-CT-vizsgálatok használata a különböző kialakításokhoz kapcsolódó in vivo volumetrikus kopás értékelésére lehetővé teszi a térfogati polietilén veszteség pontos mérését a betét különböző régióiból. Ezek az információk jobb megértést tesznek lehetővé a különböző tervezési stratégiákhoz kapcsolódó klinikai eredményekről, és adatokkal szolgálnak a jövőbeli fejlesztési erőfeszítésekhez. Feltételezzük, hogy a rögzített csapágybetétek, ahol a polietilén a fém alaplemezhez van rögzítve, nagyobb térfogati kopást mutatnak, mint a mozgatható csapágybetétek, amelyeket úgy terveztek, hogy a fém alaplemezen csúszjanak vagy forogjanak.

Az ízületi oldalsó kopást úgy mérik, hogy az Analyze képelemző szoftverrel (Mayo Biomedical Imaging Resource, Rochester, MN) regisztrálják az ízületi felület el nem kopott részein található mikro-CT-képeket a kiolvasott és kontrollbetétekről. Az in vivo esetlegesen előforduló képlékeny alakváltozások figyelembevételével értékelni kell a visszakeresett és el nem kopott vezérlőbetétek közötti térfogatbeli különbségeket. A teljes lapka és a részterületek térfogati kopását úgy számítják ki, hogy kivonják az eredeti lapkageometria határain belül elveszett anyagmennyiségből a plasztikus deformáció térfogatát (amely a visszanyert lapka vezérlőlapka határain kívül eső régióinak felel meg). A mobil és a rögzített csapágyak kopását Independent Sample t-teszttel vagy Mann-Whitney U-val hasonlítjuk össze, az adatok eloszlásától függően. Többszörös lineáris regressziós analízist is alkalmazunk a betétkopás és más változók közötti kapcsolat vizsgálatára, beleértve az időt in vivo, a betét terminális sterilizálási technikáját és a beteggel kapcsolatos tényezőket, például a nemet, az életkort és a testtömeg-indexet (BMI).