Effet des contraintes résiduelles dues à la polymérisation du ciment dans le transfert de la charge d'une arthroplastie totale de la hanche

摘要

Les contraintes résiduelles créées lors de la polymérisation du ciment pourraient avoir un rôle important dans le processus de descellement total des arthroplasties totales de la hanche cimentée (ATH). Afin de déterminer si les contraintes résiduelles créées lors de la polymérisation du ciment influent sur la distribution des contraintes dans le ciment à l'interface ciment implant, un modèle 3D du fémur proximal est reconstruit à partir d'images CT-scan. Les propriétés mécaniques de l'os cortical et spongieux sont extraites à partir des images médicales. En se basant sur une étude antérieure, un modèle éléments finis (EF) d'une ATH personnalisée est reconstruit afin d'étudier l'effet des contraintes résiduelles sur la distribution des contraintes dans le ciment à l'interface ciment-implant durant un chargement en flexion et un en torsion. La grandeur des contraintes résiduelles en compression simulées varie entre 2 et 5 MPa. L'interface ciment-implant est descellée avec un coefficient de friction de 0.3. Les contraintes radiales, circonférentielles et de Von Mises dans le ciment à l'interface ciment-implant sont calculées avec le modèle EF. Pour les deux chargements, lorsque les contraintes résiduelles sont prises en compte, les contraintes de Von Mises subissent une augmentation allant jusqu'à 8.5 MPa pour le côté médial et latéral. En général pour les deux chargements, sans les contraintes résiduelles, les contraintes de Von Mises du côté médial et latéral ont une grandeur de 1 MPa. Les résultats obtenus avec le modèle EF de l'ATH personnalisée démontrent que l'ajout des contraintes résiduelles pour les chargements en flexion et en torsion influe sur la distribution des contraintes dans le ciment à l'interface ciment-implant.