Biomechanical Analysis of micromotions and loosening of cemented acetabular
Project goals
The proposed grant project is of interdisciplinary character and deals with the description of actual biomechanical behaviour of hip joint and the cemented acetabular cups: (i) Construction of 3D FE models of the pelvis with cemented acetabular cups. (ii) Finding of the causes of the development of the micromotions of cemented acetabular cups and analysis of their loosening that can originate during gait loading, because the leaked-out blood creates a mid-layer on the cement-bone interface and the abrasion particles of the polyethylene penetrate into the newly formed interspace and induce formation of osteoagressive granuloma and consecutive osteolysis. Later, the cemented acetabular cup loosening takes place. (ii) Assessment of the microdeformation ofthe polyethylene cup during the gait loading. (iii) Optimisation of the cement thickness and the diameter, depth and number of acetabular "keyholes" to be drilled into the pelvic bone to maximise the torque rigidity of acetabular cups.
Keywords
THRacetabular implantsbone cementmicromotionsacetabular cup looseningabrasion particles of the polyethylene3-D FE model of the pelvisCT scans
Public support
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
Programme
Grants of distinctly investigative character focused on the sphere of research pursued at present particularly in the Academy of Sciences of the Czech Republic
Call for proposals
Výzkumné granty 5 (SAV02005-A)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
IAA200710504
Alternative language
Project name in Czech
Biomechanická analýza mikropohybů a uvolnění cementovaných acetabulárních implantátů
Annotation in Czech
Grant je interdisciplinárního charakteru a patří do základního výzkumu. Na základě klinických poznatků z ortopedie se bude zabývat výpočtovým a experimentálním modelováním biomechanických procesů v kyčelním kloubu, příčin vzniku mikropohybů cementovanýchacetabulárních implantátů a jejich uvolňováním při reálném zatěžování při lidské aktivitě. Pro analýzu budou vytvořeny konečněprvkové modely pánve s acetabulární jamkou na základě CT snímků. Bude posouzen vliv otěrové hmoty z polyetylénu na uvolňování jamky. Bude vypracována metoda pro optimalizaci způsobu ukotvení cementované kyčelní jamky. Dále je nutno vytvořit pomocí výpočtového modelování inženýrskou podporu ortopédům při operacích na kyčelním kloubu s různým stupněm postižení, aby byl dosažen vysoký stupeň pooperační spolehlivosti. Výsledkem řešení budou také kritéria po posouzení spolehlivosti cementované acetabulární jamky ve srovnání s necementovanou (mnohem dražší) pro jednotlivé operace.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
Derived method of CT scans of pelvis with creation of the 3D computation model of system pelvis-acetabular cup enables to explain loosening and micromotions of the cemented acetabular cup. The new method LSc was developed for analysis of UHMWPE wear.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2005
Realization period - end
Dec 31, 2008
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Feb 21, 2008
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP09-AV0-IA-U/01:1
Data delivery date
Jul 2, 2009
Finance
Total approved costs
2,020 thou. CZK
Public financial support
2,020 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
2 020 CZK thou.
Public support
2 020 CZK thou.
100%
Provider
Academy of Sciences of the Czech Republic
CEP
JM - Structural engineering
Solution period
01. 01. 2005 - 31. 12. 2008