Đánh giá cơ học của một loại xi măng xương sinh học cho phẫu thuật thay khớp háng toàn phần

Medical & Biological Engineering & Computing - Tập 38 - Trang 401-405 - 2000
D. Ikeda1, M. Saito2, A. Murakami1, T. Shibuya3, K. Hino4, T. Nakashima4
1Department of Chemical Engineering, Himeji Institute of Technology, Himeji, Hyogo, Japan
2Department of Orthopaedic Surgery, Osaka-Minami National Hospital, Osaka , Japan
3Department of Orthopaedic Surgery, Saiseikai Izuo Hospital, Osaka, Japan
4R&D Department of Medical & Dental Products, Kuraray Co. Ltd., Kurashiki, Okayama, Japan

Tóm tắt

Một loại xi măng xương sinh học mới, được biết đến với tên gọi CAP, đã được phát triển như một phương án thay thế cho xi măng xương acrylic. CAP có các tính chất cơ học cải thiện, với mô đun cao gấp hơn năm lần mô đun của PMMA. Các ảnh hưởng của mô đun cao này được kiểm tra bằng phân tích phần hữu hạn, khi CAP được sử dụng thay thế cho PMMA để cố định thành phần xương đùi trong phẫu thuật thay khớp háng toàn phần. Kết quả cho thấy ứng suất kéo cao hơn là 8.76 MPa trong xi măng CAP, so với 1.99 MPa trong xi măng PMMA. Tuy nhiên, cũng cho thấy rằng CAP có độ bền mỏi vượt trội khoảng 40 MPa, được xác định từ bài thử tải chu kỳ.

Từ khóa

#xi măng xương sinh học #phẫu thuật thay khớp háng #phân tích phần hữu hạn #ứng suất kéo #độ bền mỏi

Tài liệu tham khảo

Beaumont, P. W. R., andPlumpton, B. (1977): ‘The strength of acrylic bone cements and acrylic cement-stainless steel interfaces’,J. Mater. Sci.,12, pp. 1853–1856 Charnley, J. andKettlewell, J. (1965): ‘The elimination of slip between prosthesis and femur’,J. Bone Joint Surg.,47-B, pp. 56–60 Crowninshield, R. D., Brand, R. A., Johnston, R. C., andMilroy, J. C. (1980): ‘Femoral component stem design in total hip arthroplasty’J. Bone Joint Surg.,62-A, pp. 68–78 Frankenburg, E. P., Hoffler, C. E., Shibuya, T., Saito, M., Lavagnino, M., Baker, J. A., andGoldstein, S. A. (1999): ‘Long term evaluation of a hydroxyapatite composite cement in total hip arthroplasties’Trans Orthop. Res. Soc.,24, p. 185 Fujita, H., Nakamura, T., Tamura, J., Kobayashi, M., Katsura, Y., Kokubo, T., andKikutani, T. (1998): ‘Bioactive bone cement: effect of the amount of glass-ceramic powder on bone-bonding strength’,J. Biomed. Mater. Res.,40, pp. 145–152 Ishihara, K., Arai, H., Nakabayashi, N., Morita, S., andFuruya, K. (1992): ‘Adhesive bone cement containing hydroxyapatite particle as bone compatible filler’,J. Biomed. Mater. Res.,26, pp. 937–945 Huiskes, R. (1990): ‘The various stress patterns of press-fit, ingrown, and cemented femoral stems’,Clin. Orthop.,261, pp. 27–38 Jasty, M., Jensen, N. F., andHarris, W. H. (1984): ‘Porosity measurements in centrifuged and uncentrifuged commercial bone cement preparations’. Trans. 2nd World Cong. Biomater., 10th Ann. Meet. Soc. Biomater.,7, p. 46 Pilliar, R. M. Blackwell, Macnab, R. I., andCameron, H. U. (1976): ‘Carbon fiber-reinforced bone cement in orthopedic surgery’,J. Biomed. Mater. Res.,10, pp. 893–906 Saha, S. andPal, S. (1984): ‘Mechanical properties of bone cement: A review’,J. Biomed. Mater. Res.,18, pp. 435–462 Saito, M., Maruoka, A., Mori, T., Sugano, N., andHino, K. (1994): ‘Experimental studies on a new bioactive bone cement: hydroxyapatite composite resin’,Biomaterials,15, pp. 156–160 Saito, M., Murakami, A., Yamada, S. Ikeda, D., Shibuya, T., Sugano, N., Nakashima, T., andHino, K. (1995): ‘Mechanical properties of bioactive cement for total hip replacement’. Proc. 4th J. Int. SAMPE Symposium, pp. 25–28 Svesnsson, N. L., Valliappan, S., andWood R. D. (1977): ‘Stress analysis of human femur with implanted Charnley prosthesis’,J. Bio-mechanics,10, pp. 581–588 Weightman, B., Freeman, M. A. R., Revell, P. A. Branden, M., Albrektsson, B. E. J., andCarlson, L. V. (1987): ‘The mechanical properties of cement and loosening of the femoral component of hip replacement’,J. Bone Joint Surg.,69-B, pp. 558–564 deWijn, J. R., Slooff, T. J. J. H., andDriessens, F. C. M. (1975): ‘Characterization of bone cement’,Acta Orthop. Scand.,46, pp. 38–51