No description available.

Periacetabular osteolysis is a significant complication following total hip replacement surgery. It is believed to be caused by wear debris and high fluid pressures within the joint capsule. To investigate the mechanisms by which high fluid pressures are generated in total hip replacement, a physical model of the hip joint was constructed, the Acetabular Pressure Transmission Rig (APTR). An aluminium chamber held the bone analogue, a polyurethane hemisphere with a 52mm acetabular cavity, and the prosthetic components, a 28mm femoral head and various uncemented cups, were inserted without press-fit to simulate cup loosening. A synovial fluid analogue was introduced into the chamber through an elevated reservoir. Rigid transmission tubes conducted fluid pressures from the cup-cavity interface to external transducers. The APTR was loaded under various conditions and the pressures produced by the loading regimes were analysed. Pressures over 35kPa, previously shown by other groups to cause osteolysis, were measured within the APTR, reaching a maximum of 131.3kPa measured at the pole of the cup. Changes in load application led to pressure changes within the APTR, with higher loading frequency and magnitude leading to higher median pressure amplitudes. The presence of different component features, such as screw holes in the metal shell, was also shown to affect periacetabular pressures. Tests with a fibrous rim interposed between the prosthetic cup and the test cavity showed an 88% reduction in periacetabular pressures, as the increased rim interference between cup and cavity prevented fluid ingress behind the cup. A larger initial separation between the loading head and the acetabular cup caused a significant increase in measured pressures, with a 0.15mm increase in head-cup separation producing a 53% increase in pressures measured at the pole of the cup. Pressure differentials between different transducer sites indicated the ability for fluid flow behind the cup, which can be related in vivo to the movement of particulate debris to periacetabular bone. The APTR was able to measure clinically significant pressures and to analyse the effects of modifying component and loading characteristics with currently available prosthetic components. This makes the rig useful in a clinical context, as it has been shown to be capable of testing a broad range of component types under a wide range of conditions. Its use will ensure new prostheses and fixation modes can be designed in such a way as to eliminate the damaging fluid pressures currently observed in artificial hip joint replacements.

L’objectif principal d’une Arthroplastie Totale de Hanche (ATH) est de réduire la douleur en reproduisant les propriétés mécaniques de l’articulation de la hanche à l'aide d'implants artificiels, qui assurent également une fonctionnalité optimale. Ce travail traite de la navigation de l’ATH, à base d’échographie, en mettant l'accent sur la navigation de l'implant fémoral. La conception d'un système de navigation pour l’ATH, basé sur l’échographie peropératoire et CT préopératoire et focalisant sur l’implant fémoral, est proposée. Il fournit un feed back visuel et quantitatif sur l'insertion de l'implant. Le pipeline de navigation proposé inclut : la calibration de la sonde, la segmentation tenant compte de la géométrie d’acquisition, et le recalage profitant de la forme quasi symétrique du fémur. La précision est évaluée en termes cliniques.Les temps d'exécution et la précision obtenus sont encourageants et rendent le pipeline proposé valable pour être évalué en utilisant des données réelles des patients. Une fois notre étude réussie le défi peropératoire, d’autres applications telles que l'arthroplastie totale de l'épaule et l'ablation du cancer osseux peuvent en profiter. / The principal aim of a Total Hip Arthroplasty (THA) is to reduce pain by reproducing the hip joint mechanical properties using artificial implants. This work addresses the ultrasound based navigation of THA, with a focus on the femoral implant. Using a calibrated 3D ultrasound probe, the aim is to image and recognize the femur after implant insertion, then to provide quantitative and visual navigation instructions for optimal implant placement. US bone interfaces are estimated per line of sight, then mapped to CT model profiting from the femur symmetry. The inaccuracy of the proposed navigation system is quantified in clinical terms. The obtained runtimes and accuracies make the proposed pipeline worthy to be tested in the OR. Once the proposed pipeline succeeds the intraoperative challenge, navigated bone tumor ablation and total shoulder arthroplasty can profit from our work.

Total Hip Arthroplasty (THA) is an orthopaedic procedure that is performed to reduce pain and restore the functionality of hip joints that are affected by degenerative diseases. The outcomes of THA are generally good. However, the stress shielding of the periprosthetic femur is a factor that can contribute towards the premature loosening of the femoral stem. In order to improve the stress shielding characteristics of metallic femoral stems, stiffness configurations that offer more flexibility should be considered. This research has investigated the potential of more flexible and lightweight cobalt chromium molybdenum (CoCrMo) femoral stems that can be manufactured using Selective Laser Melting (SLM). Square pore cellular structures with compressive properties that are similar to human bone have been presented and incorporated into femoral stems by utilising fully porous and functionally graded designs. A three dimensional finite element model has been developed to investigate and compare the load transfer to the periprosthetic femur when implanted with femoral stems offering different stiffness configurations. It was shown that the load transfer was improved when the properties of the square pore cellular structures were incorporated into the femoral stem designs. Factors affecting the manufacturability and production of laser melted femoral stems have been investigated. A femoral stem design has been proposed for cemented or cementless fixation. Physical testing has shown that a functionally graded stem can be repeatedly manufactured using SLM, which was 48% lighter and 60% more flexible than a traditional CoCrMo prosthesis. The research presented in this thesis has provided an early indication of utilising SLM to manufacture lightweight CoCrMo femoral stems with levels of flexibility that have the potential to reduce stress shielding in the periprosthetic femur.

Όταν οι κλινικοεργαστηριακές πληροφορίες είναι ανεπαρκείς για τη διά- γνωση σηπτικής φλεγμονής επί αρθροπλαστικής ισχίου, η Πυρηνική Ιατρική μπορεί να προσφέρει σημαντικά στη διαφοροδιάγνωση. Σκοπός της παρούσας προοπτικής μελέτης είναι ο έλεγχος της καταλληλότητας του σπινθηρογραφήματος με σημασμένα με 99mΤc μονοκλωνικά Fab-τμήματα αντισωμάτων ποντικού (IMMU-MN3, Leuko- Scan®) ως προς την ακριβή τοπογραφική εντόπιση και διάγνωση περιπροθετικών σηπτικών φλεγμονών επί αρθροπλαστικής ισχίου. Στο διάστημα 1/2001-2/2004 διερευνήθηκαν 21 ασθενείς με 21 αρθροπλαστικές ισχίου (12 ολικές αρθροπλαστικές χωρίς και 3 με τσιμέντο, 2 υβριδιακές αρθροπλαστικές, 3 αρθροπλαστικές διπλής κίνησης και 1 ημιολική) ως προς την πιθανότητα περιπροθετικής λοίμωξης και σηπτικής χαλάρωσης της αρθροπλαστικής. Ο χρόνος παρακολούθησης (follow up) ήταν κατά μέσο όρο 4,4 έτη (2-12). Οι ασθενείς αντιμετωπίσθηκαν με αναθεώρηση της αρθροπλαστικής σε ένα χρόνο (9 ασθενείς, 42,8%), επέμβαση τύπου Girdlestone (8 ασθενείς, 38,1%), χειρουργικό καθαρισμό και ροή-πλύση (3 ασθενείς, 14,3%) και αναθεώρηση της οστεοσύνθεσης με πλάκα-βίδες επί οστεοτομίας βράχυνσης του μηριαίου σε συγγενή πάθηση ισχίου (1 ασθενής, 4,7%). Ο μέσος όρος ηλικίας ήταν 63 έτη (42-78), με αναλογία άνδρες /γυναίκες 8:13. Aπαραίτητες προϋποθέσεις για να συμπεριληφθούν οι ασθενείς στη μελέτη ήταν: 1) Απουσία πιθανής εγκυμοσύνης, 2) Φυσιολογική νεφρική λειτουργία, 3) Μετεγχειρητικό διάστημα μετά την εμφύτευση της πρωτογενούς αρθροπλαστικής του ισχίου μεγαλύτερο από 12 μήνες, 4) Χρονικό διάστημα άνευ λήψεως αντιμικροβιακών φαρμάκων τουλάχιστον 3 εβδομάδων προ της διερεύνησης μέσω LeukoScan® και 5) Παθολογικά αυξημένες τιμές ταχύτητας καθίζησης ερυθρών αιμοσφαιρίων (ΤΚΕ) και C-αντιδρώσας πρωτεϊνης (CRP), επειδή οι φυσιολογικές τιμές ουσιαστικά αποκλείουν την πιθανότητα σηπτικής φλεγμονής επί αρθροπλαστικής ισχίου. Η επιλογή των ασθενών προς διαγνωστική διερεύνηση βασίσθηκε σε ένα «πρωτόκολλο παραγόντων κινδύνου» σε συνδυασμό με την κλινική υποψία της παρουσίας περιπροθετικής λοιμώξεως και σηπτικής χαλάρωσης. Ο έλεγχος των ασθενών περιελάμβανε κλινική αξιολόγηση (Harris Hip Score), κλασική ακτινολογική απεικόνιση και εργαστηριακές εξετάσεις αίματος (απόλυτος αριθμός λευκοκυττάρων, ποσοστιαία αναλογία πολυμορφοπυρήνων ουδετεροφίλων κοκκιοκυττάρων, ταχύτητα καθίζησης ερυθρών αιμοσφαιρίων και C-αντιδρώσα πρωτεϊνη). Κατά τη σπινθηρογραφική διερεύνηση, το 99mTc-Dynamic Bone Scan προηγήθηκε του LeukoScan® λόγω της υψηλής ευαισθησίας του ως προς την ανίχνευση φλεγμονωδών εστιών, το χαμηλό του κόστος και της ισχύουσας διαγνωστικής τακτικής σε αμφίβολες περιπτώσεις οστικής λοίμωξης. Tα ευρήματα του LeukoScan® διαβαθμίστηκαν σε 4 διακριτές κατηγορίες αποτελεσμάτων I-IV (I-άνευ αυξημένης καθήλωσης του ραδιοφαρμάκου, II-αυξημένη πρόσληψη στα μαλακά μόρια και φυσιολογική στο οστούν, III-ίση κατανομή σε μαλακά μόρια και οστούν, IV-μεγαλύτερη πρόσληψη στο οστούν ή μόνο σε αυτό). Οι κατηγορίες I και II αντιπροσωπεύουν αρνητικά LeukoScan®-αποτελέσματα, ενώ οι ΙΙΙ και ΙV θετικά αποτελέσματα. Ακολούθησε ιστοπαθολογική και μικροβιολογική εξέταση διεγχειρητικών δειγμάτων (αξιολογήθηκαν μόνο τα θετικά μικροβιολογικά αποτελέσματα) που ελήφθησαν από προκαθορισμένες περιοχές. Ιστοπαθολογικό κριτήριο περιπροθετικής σηπτικής φλεγμονής αποτέλεσε η ανεύρεση >5 ουδετερόφιλων πολυμορφοπυρήνων κοκκιο- κυττάρων κατά μέσο όρο για κάθε μεγάλο οπτικό πεδίο. Τα ευρήματα του LeukoScan® συσχετίσθηκαν με τα ιστοπαθολογικά και μικροβιολογικά αποτελέσματα και έγινε ονομαστική καταγραφή αληθών και λανθασμένων σπινθηρογραφικών διαγνώσεων. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Η προεγχειρητική αξιολόγηση των ασθενών ανέδειξε τους εξής μείζονες παράγοντες κινδύνου: Άλγος ισχίου ή/και άλγος μηρού (21 ασθενείς, 100%), παθολογικές εργαστηριακές εξετάσεις αίματος (21 ασθενείς, 100%), προηγηθείσες χειρουργικές επεμβάσεις (13 ασθενείς, 61,9%), λοίμωξη τραύματος του χειρουργημένου ισχίου (10 ασθενείς, 47,6%) και εστίες λοιμώξεως (9 ασθενείς, 42,8%). O προεγχειρητικός μέσος όρος του υπολογιζόμενου κλινικού Harris Hip Score ήταν 64 βαθμοί, από 28 έως 93 βαθμούς. Η ιστολογική και μικροβιολογική εξέταση των διεγχειρητικών δειγμάτων ανέδειξε την παρουσία περιπροθετικής λοίμωξης σε 17 αρθροπλαστικές, ενώ σε 4 αρθροπλαστικές δεν ανιχνεύθηκε σηπτική φλεγμονή. Η υπολογιζόμενη μέση τιμή των εργαστηριακών παραμέτρων φλεγμονής ήταν σχετικά με τον απόλυτο αριθμό λευκοκυττάρων 8,6 Κ/μl (3,9 – 14,5 Κ/μl), την ποσοστιαία αναλογία των πολυμορφοπυρήνων κοκκιοκυττάρων 64% (39 – 79%), την ταχύτητα καθίζησης ερυθρών αιμοσφαιρίων 56,3 mm (23 – 101 mm ) και την C-αντιδρώσα πρωτεϊνη 6,1 mg/dl (αρνητική τιμή – 40,5 mg/dl). Σε συνδυασμό με τα ιστολογικά και μικροβιολογικά ευρήματα προκύπτει για την ΤΚΕ ευαισθησία ίση με 1, ακρίβεια 0,8 και θετική προγνωστική αξία 0,8. Αντίστοιχα για την CRP προκύπτει ευαισθησία 0,94, ειδικότητα 0,25, ακρίβεια 0,8, θετική και αρνητική προγνωστική αξία 0,84 και 0,5 αντίστοιχα. Έγιναν 15 Dynamic Bone Scan εκ των οποίων 12 αληθώς θετικά, 1 αληθώς αρνητικό και 2 ψευδώς θετικά. Η σπινθηρογραφική διερεύνηση μέσω LeukoScan® που διενεργήθηκε σε 21 ασθενείς, ανέδειξε 17 αληθώς θετικά και 4 αληθώς αρνητικά αποτελέσματα. Στην κατηγορία-III ταξινομήθηκαν 7 θετικά και στην κατηγορία-IV 10 θετικά LeukoScan®. Στην κατηγορία-I ταξινομήθηκε 1 αρνητικό και στη κατηγορία-II 3 αρνητικά LeukoScan®. Από τη στατιστική ανάλυση προκύπτει για το σπινθηρογράφημα οστών τριών φάσεων ευαισθησία ίση με 1, ειδικότητα 0,33, ακρίβεια 0,86, θετική και αρνητική προγνωστική αξία 0,85 και 1 αντίστοιχα. Αντίστοιχα για το 99mTc- Sulesomab όλες οι στατιστικές παράμετροι είναι ίσες με 1. Σε τρεις ασθενείς διενεργήθηκε SPECT/CT-scan χωρίς επιπλέον χορήγηση ραδιοφαρμάκου, προς διερεύνηση της περιοχής των τροχαντήρων και ενισχύθηκε η ταξινόμηση των 99mTc-Sulesomab-ευρημάτων στην εκάστοτε κατηγορία. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Ακολουθώντας τον προτεινόμενο διαγνωστικό αλγόριθμο με τη σωστή επιλογή των ασθενών, το 99mTc-Sulesomab μπορεί να αποτελέσει σημαντική διαγνωστική επιλογή κατά τη διερεύνηση των σηπτικών φλεγμονών επί αρθροπλαστικών ισχίου, καθώς κάτω από τις παραπάνω προϋποθέσεις παρουσιάζει ευαισθησία, ειδικότητα, ακρίβεια, θετική και αρνητική προγνωστική αξία ίση με 1. Το SPECT/CT-scan προσφέρει διαγνωστικά όταν οι φλεγμονώδεις αλλοιώσεις εντοπίζονται πάνω από το όριο σώματος μηριαίας πρόθεσης-αυχένος μηριαίας πρόθεσης. / AIM: Nuclear Medicine can contribute in differential diagnosis of septic loosening of hip arthroplasty, when the clinical and laboratory findings are not clear. The aim of this study was to determine the ability of scintigraphy with 99mΤc–Sulesomab (LeukoScan®), to diagnose and localize periprosthetic septic lesions in patients with hip arthroplasty. MATERIALS AND METHODS: 21 patients with hip arthroplasty (12 cementless, 3 cemented, 2 hybrid, 3 bipolar total hip arthroplasties and 1 semiarthroplasty) were studied between 1/2001 up to 2/2004, for possible periprosthetic inflammation and septic loosening. The mean follow up period was 4,4 years (2-12). 9 patients (42,8%), were subjected in revision arthroplasty, 8 patients in Girdlestone procedure, 3 patients in surgical debridement and 1 patient, with congenital hip luxation who was primary subjected in femoral shortening osteotomy and fixation with plate and screws, in revision of the fixation. Then mean patient age was 63 years (42-78) and the male to female ratio was 8:13. All patients, in order to be evaluated, had to fulfill the following requirements: 1) absence of pregnancy, 2) normal renal function, 3) 12 months period after the implantation of the primary prosthesis, 4) 3 weeks period free of antibiotic therapy, before the investigation with Leukoscan and 5) abnormal high values of ESR and CRP, since normal values exclude septic loosening. Patients’ selection for diagnostic evaluation was based on a “high risk protocol” in combination with clinical suspicion of periprothetic infection and septic loosening. All patients were clinically evaluated using Harris Hip Score and were investigated with standard x-rays and blood tests, including total white cell number, percentage of neutrophile granulocytes, ESR and CRP. During scintigraphic studies, 99mTc-Dynamic Bone was done before LeukoScan®, because of its high sensitivity for detecting infectious areas, its low cost and the current diagnostic strategy for doubtful cases of bone infection. LeukoScan® findings were classified in four distinct categories I – IV (I – with normal radiopharmaceutical concentration, II – increased uptake in soft tissues and normal in bone, III – equal increased uptake in soft tissues and bone, IV – increased bony uptake). Categories I and II represent negative LeukoScan® findings, while III and IV were classified as positive. Histopathologic and microbiologic tests of intraoperative samples were done (only positive microbiologic tests were evaluated). Histopathologic criterion for periprothetic septic loosening was considered the finding of >5 neutrophile granulocytes per high energy field. LeukoScan® findings were matched with histopathologic and microbiologic results. RESULTS: Patients’ preoperative evaluation revealed the following risk factors: hip or thigh pain (21 patients, 100%), pathologic blood tests (21 patients, 100%), previous operations (13 patients, 61,9%), wound infection (10 patients, 47,6%) and other infectious regions (9 patients, 42,8%). Preoperative Harris Hip Score was 64 points (28 – 93). Histologic and microbiologic tests of intraoperative samples revealed periprothetic infection in 17 cases. Mean value of laboratory tests revealing infection with respect to total white cells number was 8,6 Κ/μl ( 3,9 – 14,5 Κ/μl ), percentage of neutrophile granulocytes 64% (39 – 79%), ESR 56,3 mm (23 – 101 mm) and CRP 6,1 mg/dl. ESR showed a sensitivity of 1, accuracy 0,8 and positive prognostic value 0,8. CRP had 0,94, 0,25 and 0,8 respective values, with positive prognostic value 0,84. 15 Dynamic Bone Scan were done, 12 were classified as positive, 1 true negative and 2 false positive. LeukoScan® were classified as 17 true positive and 4 true negative. 7 true positive tests were classified in category III and 10 in category IV. 1 negative LeukoScan® was classified in category I and 3 in category II. Dynamic Bone Scan showed a sensitivity 1, specificity 0,33, accuracy 0,86, positive and negative prognostic value 0,85 and 1 respectively. 99mTc-Sulesomab showed for all parameters value 1. CONCLUSIONS: Following the appropriate diagnostic algorithm and patient selection, 99mTc-Sulesomab can detect septic loosening, since it shows sensitivity, specificity, accuracy, positive and negative prognostic values of 1. SPECT/CT-scan offers significant diagnostic help when infection is localized above the neck of the femoral component.

Le but du travail réalisé dans cette thèse était d’approfondir les connaissances en matière d’utilisation du couple de frottement céramique-céramique dans l’implantologie moderne de hanche sans ciment. L’étude clinique de 100 prothèses totales de hanche sans ciment avec un recul de 9 ans a permis de montrer la fiabilité du couple de frottement céramique en terme d’usure, de biocompatibilité et d’ostéointégration. Par la suite, la comparaison de la méthode d’implantation de ces implants (impaction du métal-back avec ou sans adjonction de vis supplémentaires) a montré que la rigidité de la céramique n’était pas incompatible avec une impaction simple du métal-back, pour des patients qui ne présentent pas de fragilité osseuse. Nous avons ensuite étudié plus particulièrement une complication de la céramique, le grincement ou squeaking. Une étude in vitro du phénomène, a permis de reproduire ce phénomène dans des conditions de lubrification optimale, avec la présence d’un troisième corps métallique entre les surfaces de frottement, suggérant l’importance des problèmes de lubrification dans la genèse du phénomène. L’analyse d’explant a conforté notre hypothèse, mettant en évidence l’importance du dessin des implants afin d’éviter les conflits prothétiques pouvant générer des particules métalliques. Enfin, l’analyse sur le long terme du phénomène de squeaking a montré son faible impact sur la survie des implants et sur la qualité de vie des patients. Ce travail, qui a associé des analyses cliniques et biomécaniques nous conforte dans l’utilisation de la céramique comme couple de frottement dans les prothèses totales de hanche sans ciment, insiste sur l’importance du dessin et du positionnement des implants pour éviter les complications qui peuvent survenir et permet de mieux connaître le problème du squeaking et ses conséquences / The aim of the study done in this thesis was to enhance the knowledge in the use of ceramic on ceramic bearing for cementless total hip arthroplasty. A clinical study of 100 cementless total hip arthroplasty at 9 years of follow-up showed the reliability of ceramic in terms of wear, biocompatibility and osseointegration. Subsequently, the comparison of the method for implantation of the implants (press-fit with or without additional screws fixations) showed that the stiffness of ceramic was not inconsistent with a simple impaction, for patients who do not present bone fragility. We then studied a particular complication of ceramic bearing, the squeaking noise. An in vitro study of this phenomenon, allowed us to reproduce squeaking in lubricated conditions, with the presence of a third metal body between the frictions surfaces, suggesting the importance on lubrication damages in the genesis of this phenomenon. Analysis of explants has confirmed our hypothesis, highlighting the importance of implant design, to avoid impingement, potentially generating metal particles. Finally, the long-term analysis of squeaking phenomenon showed its low impact on implant survival and patient’s quality of life. This work, which involved clinical and biomechanical analysis, confirms the interest for the use of ceramics bearings in total hip arthroplasty, emphasizes the importance of implant design and implant positioning, to avoid complications, and helps for a better understanding with the problem of squeaking and its consequences

Λόγω των θεωρητικών πλεονεκτημάτων τους, τα συστήματα ισχίου που συνδυάζουν μεταβλητούς αυχένες και μεγάλες κεφαλές απέκτησαν βαθμιαία μεγάλη δημοτικότητα. Όμως, μεταξύ των άλλων, ανησυχίες διατυπώθηκαν για τις αλλαγές που τα συστήματα αυτά επιφέρουν στο πρότυπο των φορτίσεων στο εγγύς μηριαίο. Πράγματι, πρόσφατες αναλύσεις φορτίσεων έδειξαν ότι η χρήση των συναρμολογούμενων αυχένων και των μεγάλων κεφαλών αλλάζει σημαντικά την κατανομή των φορτίων κατά μήκος του μηριαίου. Η αρχική μας υπόθεση είναι ότι οι μεταβολές αυτές επηρεάζουν την πρώιμη άπω μετανάστευση του μηριαίου στυλεού. Εξετάσαμε, κατόπιν, την επίδραση της διαμέτρου της κεφαλής και της γεωμετρίας του αυχένα στην μετανάστευση του στυλεού μετά δύο χρόνια παρακολούθησης σε μια σειρά 116 ασθενών (125 ισχίων), οι οποίοι υποβλήθηκαν σε πρωτογενή ΜοΜ ΟΑΙ με την εγγύς αρθρωτή πρόθεση Profemur®E (Wright Medical Technology Inc., Arlington, TN) συνδυασμένη με κεφαλές μεγάλης διαμέτρου (≥40mm). Βρήκαμε ότι η επιλογή της γεωμετρίας του αυχένα και της διαμέτρου της κεφαλής δεν είχε καμία επίδραση στην μετανάστευση του στυλεού. Μία πολυπαραγοντική ανάλυση παλινδρόμησης που περιέλαβε τους συγχυτικούς παράγοντες του δείκτη μάζας σώματος, της ποιότητας του οστού, της πλήρωσης του αυλού σε διάφορες θέσεις και της θέσης τοποθέτησης του στυλεού απεκάλυψε μόνο μια αρνητική συσχέτιση μεταξύ της καθίζησης και της πλήρωσης του αυλού στο ύψος της μέσης του στυλεού. Η στατιστική ανάλυση δεν επιβεβαίωσε την αρχική μας υπόθεση ότι η επιλογή της γεωμετρίας του αυχένα και/ή της διαμέτρου της κεφαλής επηρεάζει την πρώιμη άπω μετανάστευση του στυλεού. Απεδείχθη όμως η σημασία της σωστής εκτίμησης του μεγέθους του στυλεού. Για να διερευνήσουμε παραπέρα αν τα διαφορετικά πρότυπα φορτίσεων των διαφόρων κατευθύνσεων του αυχένα και των διαφορετικών διαμέτρων της κεφαλής παίζουν κάποιο ρόλο στην αυξημένη συχνότητα χαλάρωσης, σχεδιάσαμε μια ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων και χρησιμοποιήσαμε σαν πρότυπο το σύστημα με τον ευθύ αυχένα και την κεφαλή των 28 χιλ. Χρησιμοποιώντας στοιχεία που προήλθαν από αξονικές τομογραφίες, αλλά και τη χρήση μιας σταθερής μετρητικής μηχανής, ένα πτωματικό μηριαίο και ο αρθρωτός στυλεός Profemur®E ψηφιοποιήθηκαν πλήρως, οδηγώντας μέσω του λογισμικού ANSYS Workbench σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων. Αρχικά, προσδιορίσθηκαν τα φορτία και οι παραμορφώσεις, εστιάζοντας σε ορισμένες περιοχές κατά μήκος του μηριαίου: στο μηριαίο πλήκτρο και στην εξωτερική επιφάνεια κάτω από τον μείζονα τροχαντήρα, στην περιοχή του άκρου του στυλεού, καθώς και κατά μήκος της τραχείας γραμμής. Η ανάλυση των πεπερασμένων στοιχείων απέδειξε ότι η χρήση των μεγάλων κεφαλών προκαλεί σημαντικές αλλαγές στις παραμορφώσεις μέσα στον οστικό όγκο, σε σχέση με το μοντέλο με την κεφαλή των 28 χιλ. Στην εξωτερική επιφάνεια του μηριαίου, κατά μήκος της τραχείας γραμμής και στο άκρο του στυλεού η αύξηση της διαμέτρου οδηγεί σε αύξηση των παραμορφώσεων, ενώ στην περιοχή του μηριαίου πλήκτρου συμβαίνει το αντίθετο. Κατόπιν υπολογίσθηκαν οι μέσες τιμές των παραμορφώσεων για καθεμία από τις 11 γεωμετρίες του αυχένα, εστιάζοντας σε συγκεκριμένες περιοχές ενδιαφέροντος: στην έσω πλευρά του μηριαίου στο μηριαίο πλήκτρο, στην έξω πλευρά στην περιοχή κάτω από τον μείζονα τροχαντήρα, καθώς επίσης στην πρόσθια και οπίσθια επιφάνεια του μηριαίου και σε μια κυκλική περιοχή γύρω από το άκρο του στυλεού. Συγκρινόμενοι με το σύστημα με τον ευθύ αυχένα, ο αυχένας με πρόσθια κλίση 15° έδειξε μια αύξηση 17% και 17.7% στην πρόσθια και οπίσθια επιφάνεια του μηριαίου καιφαίνεται να είναι ο πιο επικίνδυνος. Ο ίδιος αυχένας έδειξε τη μεγαλύτερη αύξηση των παραμορφώσεων στην εξωτερική περιοχή ενδιαφέροντος (13%) και στο μηριαίο πλήκτρο (5%). Στην περιοχή του άκρου του στυλεού η μεγαλύτερη αύξηση καταγράφηκε με τον διπλής γωνίας βλαισό-οπίσθιας κλίσης αυχένα (15.4%), ενώ με τον 15° πρόσθιας κλίσης ήταν 11%. Πιστεύουμε, πάντως, ότι η δημοσιευμένη μεγαλύτερη συχνότητα άσηπτης χαλάρωσης των συγκεκριμένων συστημάτων δεν μπορεί να εξηγηθεί με τα ευρήματα αυτής της μελέτης. Αντίθετα η εξήγηση πρέπει να αναζητηθεί στη βιοδραστικότητα των μεταλλικών ιόντων που παράγονται από τις ΜοΜ συνδέσεις και όχι μόνο στην εμβιομηχανική αυτών των συστημάτων. / Due to their theoretical advantages, hip systems combining modular necks and large diameter femoral heads have gained gradually popularity. However, among others, concerns regarding changes in the load transfer patterns were raised. Recent stress analyses have indeed shown that the use of modular necks and big femoral heads alters significantly the strain distribution along the femur. Our original hypothesis was that these changes may affect early distal migration of a modular stem. We examined the effect of head diameter and neck geometry on migration at two years of follow-up in a case series of 116 patients (125 hips), who have undergone primary Metal-on- Metal THA with the modular grit-blasted Profemur®E (Wright Medical Technology Inc., Arlington, TN) stem combined with large-diameter heads (≥40mm). We found that choice of neck geometry and head diameter has no effect on stem migration. A multivariate regression analysis including the confounding variables of the body mass index, bone quality, canal fill and stem positioning revealed only a negative correlation between subsidence and canal fill in midstem area. Statistical analysis didn’t confirm our hypothesis that choice of neck geometry and/or head diameter affects early distal migration of a modular stem. However, the importance of correct stem sizing was revealed. In order to further investigate whether the different strain distributions of the various neck geometries and head diameters play a role in the increased rate of loosening, we designed a Finite Element Analysis (FEA) and used as reference the loading behavior of the straight-neck system with the 28 mm head. Using data acquired by Computed Tomographies and a Coordinate Measurement Machine, a cadaveric femur and a Profemur-E modular stem were fully digitized, leading to a three dimensional finite element model in ANSYS Workbench. Firstly, strains and stresses were calculated, focusing on areas of clinical interest: the calcar and below the greater trochanter in the proximal femur, the stem tip region and a profile line along linea aspera. The performed FE analysis revealed that the use of large heads produces significant changes in strain development within the bone volume, with respect to the reference model featuring a typical femoral head of 28mm. In the lateral side, along linea aspera and for the stem tip area increasing the head diameter, results in strain rise, while in the calcar area the opposite is observed. Mean strain values, for each of the 11 available neck geometries were then calculated, focusing on specific regions of interest (ROIs) as a whole: medially the calcar and laterally the area below the greater trochanter, as well as, the anterior and the posterior surfaces of the femur and a circumferential area around the stem tip. Compared with the straight neck system, the 15° anteverted neck system showed an increase of 17% and 17.7% in the mean strain developed at the anterior and posterior ROIs respectively and seems to be the most precarious. The same neck showed the greatest strain increase also at the lateral ROI (13%) and at the calcar (5%). At the stem tip the greatest increase was recorded with the double-angled valgus-retroverted neck (15.4%), while for the 15° anteverted neck was 11%. We believe, however, that the reported higher incidence of aseptic loosening of modular-neck stems cannot be confirmed only by the findings of this study. Instead, the explanation should be sought also in the bioreactivity of the metal ions generated by the metal-on-metal junctions and not in the biomechanics of these systems alone.