ARTICOLI ORIGINALI   

Minerva Ortopedica e Traumatologica 2008 August;59(4):213-20

Copyright © 2008 EDIZIONI MINERVA MEDICA

lingua: Inglese

Comportamento meccanico di un femore umano fisiologico e protesizzato durante la salita delle scale : analisi comparativa attraverso una simulazione numerica 3D

Andreaus U. ¹, Colloca M. ², Toscano A. ³

¹ Department of Structural and Geotecnical Engineering La Sapienza University, Rome, Italy 2 Theoretical and Applied Mechanics La Sapienza University, Rome, Italy 3 Biomedical Engineering La Sapienza University, Rome, Italy

Obiettivo. In questo studio si è condotta un’analisi del comportamento meccanico di un femore umano protesizzato confrontato con un femore sano in una comune attività quotidiana: la salita delle scale. Allo scopo di valutare numericamente il fenomeno dello stress-shielding nel femore protesizzato, sono state ricavate tramite il metodo degli elementi finiti le distribuzioni dello sforzo e della deformazione nel sistema composito osso-protesi.
Metodi. Un insieme di immagini di tomografia assiale computerizzata (TAC) ha consentito la ricostruzione 3D del femore umano, mentre ricorrendo ad una operazione di chirurgia virtuale è stato possibile inserire le stelo metallico all’interno del canale midollare. Lo stelo presente sul mercato nazionale è stato ricostruito con l’ausilio di un programma CAD.
Risultati. La simulazione numerica ha messo in evidenza che gli sforzi e la densità di energia di deformazione crescono di intensità nella zona distale dell’interfaccia osso-protesi nel femore protesizzato. Viene quindi mostrato un trasferimento di carico dalle zone prossimali a quelle distali. Come previsto, le zone laterali e mediali sono soggette, rispettivamente, a sforzi normali di trazione e compressione lungo l’asse z ed attingono i propri valori massimi nella parte distale della diafisi.
Conclusioni. I risultati conseguiti giustificano l’analisi condotta in quanto esprimono valori sufficienti ad attivare i meccanismi di deposizione o di riassorbimento del tessuto osseo a contatto con un biomateriale artificiale e motivano la conclusione secondo cui la salita delle scale può mettere a rischio la stabilità primaria di un femore protesizzato.