Hostname: page-component-848d4c4894-2pzkn Total loading time: 0 Render date: 2024-05-15T17:51:12.169Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Comportement mécanique des prothèses totales de hanche au pic de chargement

Published online by Cambridge University Press:  15 June 2010

Atef Boulila ,
Khemaïes Jendoubi ,
Ali Zghal ,
Mustapha Khadhraoui  and
Patrick Chabrand
Atef Boulila*
Affiliation:
Laboratoire de Biomécanique Orthopédique (LBO) INO. M.T. Kassab, Ksar Saïd, 2010 Manouba, Tunisie
Khemaïes Jendoubi
Affiliation:
Laboratoire de Biomécanique Orthopédique (LBO) INO. M.T. Kassab, Ksar Saïd, 2010 Manouba, Tunisie Laboratoire de Mécanique des Solides, des Structures et de Développement Technologique, ESST – Tunis, BP 56, Beb Mnara, 1008 Tunis, Tunisie
Ali Zghal
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique des Solides, des Structures et de Développement Technologique, ESST – Tunis, BP 56, Beb Mnara, 1008 Tunis, Tunisie
Mustapha Khadhraoui
Affiliation:
Université de Provence/UNIMECA, Technopôle de Château Gombert, 60 rue F. Joliot Curie, 13453 Marseille Cedex 13, France
Patrick Chabrand
Affiliation:
Laboratoire LABM UMSR, Université de la Méditerranée, 163 avenue de Luminy, case 918, 13288 Marseille, France
*
aAuteur pour correspondance : atef.boulila@laposte.net
Get access

Abstract

En dépit des progrès enregistrés en Arthroplastie Totale de Hanche (ATH), sous certaines conditions, les contraintes prothétiques peuvent être amplifiées et transmises aux ancrages osseux avec un risque accru de descellement (B. The et al., J. Biomech. 41 (2008) 100–105). Les pics de chargement sont identifiés parmi les facteurs qui conduisent aux échecs des ATH (A. Boulila, Optimisation et aide à la conception d’implants orthopédiques – Étude de l’usure d’implants articulaires de hanche, Travaux non publiés et Rapport d’avancement, INO MT Kassab, décembre 2006, Tunis, 82 p.). Cette étude porte sur une simulation numérique des prothèses de hanche hybrides, de géométrie et de couple de matériaux différents. On montre que certaines géométries (∅28 × 56 mm) et certains couples de matériaux (alumine/polyéthylène), peuvent atténuer les contraintes induites après choc et protéger la prothèse contre l’usure ou les ruptures prématurées. Devant une panoplie d’une cinquantaine de modèles de prothèses de hanche existant sur le marché (M.R. Urist, Curr. Prob. Surge. 12 (1975) 1–54), certaines PTH de diamètre (interne et externe) incompatible avec un niveau de contraintes admissible doivent être éliminées. Une combinaison judicieuse des matériaux de contact pour favoriser l’amortissement (cas du couple polyéthylène/céramique) peut être une solution pour absorber les chocs et remédier au problème de descellement.

Keywords

Prothèsehanchepolyéthylène UHMWPEinox 316Lcéramiquesurchargeélément-finisProstheseshippolyethylene UHMWPEAISI 316L SSceramicsoverloadfinite-element
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 11 , Issue 1 , January 2010 , pp. 25 - 36
Copyright
© AFM, EDP Sciences 2010

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

The, B., Hosman, A., Kootstra, J., Kralj-Iglic, V., Flivik, G., Verdonschot, N., Diercks, R., Association between contact hip stress and RSA-measured wear rates in total hip arthroplasties of 31 patients, J. Biomech. 41 (2008) 100–105CrossRefGoogle ScholarPubMed
A. Boulila, Optimisation et aide à la conception d’implants orthopédiques – Étude de l’usure d’implants articulaires de hanche, Travaux non publiés et rapport d’avancement, INO MT Kassab, Tunis, 82 p., décembre 2006
Urist, M.R., Acrylic Cement Stabilized Joint Replacements, Curr. Prob. Surg. 12 (1975) 1–54CrossRefGoogle Scholar
A. Boulila, Étude expérimentale et modélisation numérique du gonflement hydraulique des plaques minces, DEA de Mécanique Appliquée Option Construction et Fabrication Mécanique, École Nationale d’Ingénieurs de Tunis, 2000, Tunisie
Manuceau, J., Modèle à trois dimensions de l’articulation de la hanche, Rev. Chir. Orthop. 77 (1991) 293–300Google Scholar
Frain, Ph., Hanche normale et prothétique – Un comportement de surface différent, Rev. Chir. Orthop. 69 (1981) 95–105Google Scholar
D. Poitout, Biomécanique orthopédique, Éditions Masson, Paris New York, 1987
Green, S.M., Deformation of materials, Curr. Orthop. 20 (2006) 9–15CrossRefGoogle Scholar
F. Langlais, Le polyéthylène en 1997, Les Cahiers de la SOFCOT, Pathologies de la hanche de l’adulte, pp. 37–51
H. Baudriller, Approche micromécanique et modélisation de l’usure. Application aux biomatériaux de PTH, Thèse de doctorat en Mécanique, Université de la Méditerranée, décembre 2003, Marseille
A. Boulila, K. Jendoubi, M. Douik, P. Chabrand, Étude des défaillances des arthroplasties totales de hanche, Congrès de la SOTCOT, Tunis, 2–3 Juin 2007
O. Calonius, Tribology of prosthetic joints – Validation of wear simulation methods, Acta Polytechnica Scandinavica, Mechanical Engineering Series, N° 159, ESPOO 2002, p. 62
F. Pauwels, Biomechanics of the normal and diseased hip, Springer, Berlin, 1976
Rydell, N.W., Forces acting on the femoral head prostheses: a study on strain gauge supplied prostheses on living persons, Acta Orthopedica Scandinavica 37 (1966) 1–132CrossRefGoogle ScholarPubMed
Paul, J.P., Forces transmitted by joints in the human body, Proc. Inst. Mech. Eng. 8(3J) (1967) 181 Google Scholar
Carlson, C.E., A proposed method for measuring pressures on the human hip joint, Exp. Mech. 12 (1971) 499–506CrossRefGoogle Scholar
Paul, J.P., Influence of head constraint and muscle forces on the strain distribution within the intact femur, Med. Eng. Phys. 24 (2002) 243–249CrossRefGoogle ScholarPubMed
M. Nordin, V.H. Frankel, Basic biomechanics of musculoskeletal system, (3rd édition), Lippincott Williams and Wilkins, Baltimore (USA), 2001
Frain, Ph., Évolution du vecteur gravitaire au cours de la marche normale – Corrélations musculaires et cinétiques, Rev. Chir. Orthop. 71 (1985) 537–547Google Scholar
A. Boulila, K. Jendoubi, A. Zghal, P. Chabrand, Simulation numérique sur PTH du comportement tribologique du couple PE/316L, Troisième Workshop AMINA’2006, ISBN : 978-9973 – 9963 – 3-3 Monastir, p. 115–117
Rixrath, E., Wendling-Mansuy, S., Flecher, X., Chabrand, P., Argenson, J.N., Design parameters dependences on contact stress distribution in gait and jogging phases after total hip arthroplasty, J. Biomech. 41 (2008) 1137–1142CrossRefGoogle ScholarPubMed
Bouchard, S.M., Stewart, K.J., Peterson, D.R., Callaghan, J.J., Brown, T.D., Design factors influencing performance of constrained acetabular liners: finite element characterization, J. Biomech. 34 (2001) 859–871Google Scholar
Hall, R.M., bankes, M.J.K., Blunn, G., Biotribology for joint human joints, Curr. Orthop. 15 (2001) 281–290CrossRefGoogle Scholar
Teoh, S.H., Chen, W.H., Thampuran, R., An elasto-plastic finite element for polyethylene wear in total hip arthroplasty, J. biomech. 35 (2002) 323–330CrossRefGoogle ScholarPubMed
R. Skalak, S. Chien, Handbook of bioengineering, ISBN 0-07-057783-8, McGraw, USA, 1987
Sakai, R., Itomoan, M., Mabuchi, K., Assessements of different kinds of stems by experiments and FEM analysis: appropriate stress distribution on a hip prostheses, Clin. biomech. 21 (2006) 826–833CrossRefGoogle Scholar
M. Douik, Apport de la biomécanique et des biomatériaux avancés pour la chirurgie orthopédique, point de vue des orthopédistes, 3es Journées de biomécanique, biomatériaux avancés et Imagerie Médicale, Tunis 14–16 mai 2001
Bergmann, G., Deurtzbacher, G., Heller, M., Graichen, F., Rohlmann, A., Strauss, J., Duda, G.N., Hip contact forces and gait patterns from routine activities, J. Biomech. 34 (2001) 859–871CrossRefGoogle ScholarPubMed
L. Sedel, L’alumine en chirurgie orthopédique, Les cahiers d’enseignement de la Sofcot, N°25 Biomatériaux en chirurgie orthopédique – Expo-Scie Française
A. Khelil, K. Jendoubi, L. Nouisri, Le couple Polyéthylène/alumina en arthroplastie totale de hanche : le point de vue clinique et scientifique, Congrès de la SOTCOT, Tunis 2–4 juin 2007
Browsher, J.G., Shelton, J.C., A hip simulator study of influence of patient activity level on the wear of crosslinked polyethylene under smooth and roughened femoral conditions, Wear 250 (2001) 167–179CrossRefGoogle Scholar
Maîtrise Orthopédique, www.maitrise-orthopedique.com
J.P. Baïlon, J.M. Dorlot, Des Matériaux, 3e édition, École Polytechnique de Montréal, 2000, ISBN 2-553-00770-1
Shih-Shyn Wu, J., Hung, Jui-Pin, Shu, Chi-shiang, Chen, Jian-Horng, The computer simulation of wear behaviour appearing in total hip prostheses, Comput. Methods Programs Biomed. 70 (2003) 81–91Google Scholar
Calonius, O., Saikko, V., Slide track analysis of eight contemporary hip simulator designs, J. Biomech. 35 (2002) 1439–1450CrossRefGoogle Scholar
Delagoutte, J.P., Mainard, D., Dupuy, M., Peltre, G., G’Sell, C., Étude des descellements et de l’usure des prothèses totales de hanche – À propos d’une série de plus de 10 ans de recul, Rev. Chir. Orthop. 77 (1991) 25–33Google Scholar