تاثیر شکل و جنس پروتز سر رادیوس بر روی بیومکانیک مفصل آرنج

شکستگی‌ سر رادیوس از شایع­ترین شکستگی­ها در ناحیه مفصل آرنج است و نیاز به جایگزینی این بخش، با یک پروتز دارد. پروتزهای متداول به علت سفتی خیلی زیاد و شکل متفاوت نسبت به سر استخوان سالم، موجب تغییر بیومکانیک مفصل بازسازی شده می­شوند. هدف این مطالعه، ارزیابی بیومکانیکی یک پروتز آناتومیکی سر رادیوس از جنس سیمان استخوانی و مقایسه آن با یک پروتز متداول فلزی و مفصل آرنج سالم به کمک روش اجزای محدود است. مدل های سه­بعدی اجزای محدود شامل استخوان­های مفصل آرنج با خواص ناهمگن، الاستیک و ایزوتروپ، رباط­ها با خواص الاستیک، غضروف­ها با خواص هایپرالاستیک، و نیز پروتزهای موردنظر بود. توزیع تنش­ها در حرکات خم­شدن آرنج تا زاویه 40 درجه و پروناسیون ساعد تا زاویه 80 درجه بررسی شد. نتایج نشان داد که اگر چه عملکرد بیومکانیکی هر دو نوع پروتز نسبت به مفصل سالم ضعیف­تر است و موجب ایجاد تنش­های بزرگتری می­شوند، اما پروتز آناتومیکی سیمانی به دلیل سازگاری هندسی و مکانیکی بیشتر با سر رادیوس سالم موجب افزایش کمتری در ماکزیمم تنش میشود و توانایی بیشتری در بازسازی بیومکانیک مفصل آرنج دارد. بنابراین، پروتز آناتومیکی سیمانی میتواند به عنوان جایگزینی برای ایمپلنت های متداول فلزی سر رادیوس بکار رود.

the effect of the shape and material of the radial head implant on the elbow joint biomechanics

radial head fracture is among the most common fractures in the elbow and usually requires prosthetic replacement of the radial head. conventional prostheses usually change the biomechanics of the reconstructed joint, due to their different stiffness and shape compared to the native bones. the aim of this finite element study was to evaluate the biomechanical performance of an anatomical radius head prosthesis made of bone cement (pmma), compared to a conventional metallic axisymmetric prosthesis and the native radial head. three-dimensional models included elbow joint bones (with heterogeneous properties), ligaments, cartilage, and the prostheses. stress distribution in elbow at flexion up to 40 degrees and forearm pronation up to 80 degrees was investigated. the results showed that despite the relatively weaker biomechanical performance of both prostheses compared to the healthy radial head (as they resulted in elevated stress levels in elbow), the anatomical cement prosthesis had a superior geometrical and mechanical consistency with the healthy radius head and caused smaller increases in the maximum stress, compared to the metallic implant. hence, it was better able to restore the elbow joint biomechanics. therefore, this anatomical cement prosthesis can be used as an alternative to the conventional metallic implants of the radial head.