Een vergelijking van slijtage tussen knievervangingen met mobiele en vaste lagers

Slijtage van polyethyleen is een belangrijke factor die de levensduur van een totale knieartroplastiek beperkt. Evaluatie van de volumetrische slijtage van geëxplanteerde tibiale inzetstukken van polyethyleen kan waardevol inzicht verschaffen in de prestaties van verschillende ontwerpen. De huidige technologieën die beschikbaar zijn om de volumetrische slijtage van tibiale inzetstukken te meten, omvatten gravimetrische technieken, coördinatenmeetmachines (CMM), laserscanning en micro-CT.

In deze studie zullen we micro-CT gebruiken om volumetrische slijtage te bepalen, omdat het ons in staat stelt om driedimensionale afbeeldingen met hoge resolutie te verkrijgen van het volledige volume van het inzetstuk, inclusief de oppervlakken en de binnenkant van het inzetstuk. De micro-CT-beelden zullen worden gebruikt om de volledige driedimensionale geometrie van het inzetstuk te reconstrueren (inclusief ondergrondse holtes) en we zullen software voor beeldanalyse gebruiken om het gereconstrueerde inzetstuk te verdelen in discrete gebieden (d.w.z. mediale/laterale articulerende oppervlakken, achterkant en post), waardoor we kunnen bepalen hoe verschillende regio's bijdragen aan totale implantaatslijtage. Door het inzetstuk onder te verdelen in discrete gebieden, stellen onze analysetechnieken ons ook in staat om rekening te houden met materiaal dat tijdens explantatie uit het inzetstuk is verwijderd bij het evalueren van implantaatslijtage. Door herstelde inzetstukken te vergelijken met ongedragen controles met behulp van driedimensionale beeldanalysesoftware, zullen we ook plastische vervorming kwantificeren door het volume van het materiaal te meten dat buiten de grenzen van het controle-inzetstuk is vervormd. Bovendien stelt inspectie van vormverschillen tussen de versleten en ongedragen exemplaren ons in staat onderscheid te maken tussen implantaatslijtage, plastische vervorming en volumeverschillen die verband houden met fabricagetoleranties. Hoewel gedeeltelijke volume-effecten randdetectie uitdagend kunnen maken, hebben micro-CT-beelden met hoge resolutie de neiging om deze effecten te minimaliseren en zullen we gravimetrische metingen gebruiken om een ​​insert-specifieke Hounsfield-drempel te bepalen die zal worden gebruikt om het beeldvolume voor elk monster te bepalen. We zullen vervolgens de nauwkeurigheid van het gereconstrueerde inzetstukvolume, afgeleid van het micro-CT-beeld, valideren door het te vergelijken met lineaire metingen van het eigenlijke monster op verschillende discrete locaties.

Het gebruik van micro-CT-scans om de in vivo volumetrische slijtage te evalueren die gepaard gaat met verschillende ontwerpen, maakt een nauwkeurige meting mogelijk van volumetrisch polyethyleenverlies uit verschillende delen van het inzetstuk. Deze informatie zal een beter begrip geven van de klinische resultaten die verband houden met verschillende ontwerpstrategieën en gegevens verschaffen om toekomstige ontwikkelingsinspanningen te sturen. We veronderstellen dat vaste lagerinzetstukken, waarbij het polyethyleen op de metalen basisplaat is vergrendeld, meer volumetrische slijtage zullen vertonen dan de mobiele lagerinzetstukken die zijn ontworpen om over de metalen basisplaat te schuiven of te draaien.

Gewrichtszijslijtage zal worden gemeten door micro-CT-beelden van opgehaalde en controle-inserts op ongedragen delen van het gewrichtsoppervlak te registreren met behulp van de Analyse-beeldanalysesoftware (Mayo Biomedical Imaging Resource, Rochester, MN). Verschillen in volume tussen de opgehaalde en ongedragen controle-inserts zullen worden geëvalueerd rekening houdend met plastische vervorming die in vivo kan optreden. Volumetrische slijtage voor de gehele wisselplaat en subregio's zal worden berekend door het volume van plastische deformatie (overeenkomend met gebieden van de opgehaalde wisselplaat buiten de grenzen van de controle-wisselplaat) af te trekken van het volume materiaal dat verloren is gegaan binnen de grenzen van de originele wisselplaatgeometrie. We zullen de slijtage tussen de mobiele en vaste lagers vergelijken met behulp van een Independent Sample t-test of Mann-Whitney U, afhankelijk van de verdeling van de gegevens. We zullen ook meervoudige lineaire regressieanalyse gebruiken om de relatie tussen slijtage van het inzetstuk en andere variabelen te onderzoeken, waaronder tijd in vivo, terminale sterilisatietechniek voor het inzetstuk en patiëntgerelateerde factoren zoals geslacht, leeftijd en body mass index (BMI).