Uma comparação de desgaste entre substituições de joelho com rolamentos fixos e móveis

O desgaste do polietileno é um fator importante que limita a longevidade da artroplastia total do joelho. A avaliação do desgaste volumétrico de inserções tibiais de polietileno explantadas pode fornecer informações valiosas sobre o desempenho de diferentes designs. As tecnologias atuais disponíveis para medir o desgaste volumétrico de inserções tibiais incluem técnicas gravimétricas, máquinas de medição por coordenadas (CMM), varredura a laser e micro-CT.

Neste estudo, empregaremos micro-CT para determinar o desgaste volumétrico, pois nos permite obter imagens tridimensionais de alta resolução de todo o volume do inserto, incluindo as superfícies e o interior do inserto. As imagens micro-CT serão usadas para reconstruir toda a geometria tridimensional do inserto (incluindo vazios abaixo da superfície) e usaremos software de análise de imagem para particionar o inserto reconstruído em regiões discretas (ou seja, superfícies de articulação medial/lateral, posterior e poste), permitindo-nos determinar como várias regiões contribuem para o desgaste total do implante. Ao subdividir o inserto em regiões discretas, nossas técnicas de análise também nos permitirão contabilizar o material removido do inserto durante o explante ao avaliar o desgaste do implante. Ao comparar os insertos recuperados com controles não usados ​​usando software de análise de imagem tridimensional, também quantificaremos a deformação plástica medindo o volume de material que foi deformado fora dos limites do inserto de controle. Além disso, a inspeção das diferenças de forma entre os espécimes desgastados e não desgastados nos permitirá distinguir entre desgaste do implante, deformação plástica e diferenças de volume associadas às tolerâncias de fabricação. Embora os efeitos de volume parcial possam dificultar a detecção de bordas, as imagens micro-CT de alta resolução tendem a minimizar esses efeitos e usaremos medições gravimétricas para determinar um limite de Hounsfield específico da inserção que será usado para definir o volume da imagem para cada espécime. Posteriormente, validaremos a precisão do volume de inserção reconstruído derivado da imagem micro-CT, comparando-o com medições lineares do espécime real em vários locais discretos.

O uso de varreduras de micro-CT para avaliar o desgaste volumétrico in vivo associado a diferentes designs permitirá a medição precisa da perda volumétrica de polietileno de diferentes regiões do inserto. Esta informação fornecerá uma melhor compreensão do resultado clínico associado a diferentes estratégias de design e fornecerá dados para orientar futuros esforços de desenvolvimento. Nossa hipótese é que os insertos de rolamento fixos, onde o polietileno é travado na placa de base de metal, demonstrarão mais desgaste volumétrico do que os insertos de rolamento móveis que são projetados para deslizar ou girar na placa de base de metal.

O desgaste do lado articular será medido pelo registro de imagens micro-CT de inserções recuperadas e de controle em porções não desgastadas da superfície articular usando o software de análise de imagem Analyze (Mayo Biomedical Imaging Resource, Rochester, MN). As diferenças de volume entre os insertos de controle recuperados e não usados ​​serão avaliadas considerando a deformação plástica que pode ocorrer in vivo. O desgaste volumétrico para toda a pastilha e sub-regiões será calculado subtraindo o volume de deformação plástica (correspondente às regiões da pastilha recuperada fora dos limites da pastilha de controle) do volume de material perdido dentro dos limites da geometria original da pastilha. Vamos comparar o desgaste entre os rolamentos móveis e fixos usando um teste t de amostra independente ou Mann-Whitney U, dependendo da distribuição dos dados. Também usaremos análise de regressão linear múltipla para examinar a relação entre o desgaste do inserto e outras variáveis, incluindo tempo in vivo, técnica de esterilização terminal para o inserto e fatores relacionados ao paciente, como gênero, idade e índice de massa corporal (IMC).