Serdar KOLUAÇIK, Murat CAN, Erkan BAHÇE, Ender EMİR

Bağ Kesen Total Diz Protezinde Post Geometrisinin Konveks ve Konkav Durumunun Aşınmaya Etkisinin SEA ile Araştırılması

Diz osteoartritinde oluşan ağrı ve eklem hareket kısıtlılığını gidermede metal ve polietilen malzemeden imal edilen diz eklem protezleri kullanılmaktadır. Bu protezlerde hastanın yaşı, aktivite düzeyi, kilosu ve ek hastalıkları gibi nedenlere bağlı olarak aşınma, gevşeme, dengesizlik ve enfeksiyon gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu sorunlara bağlı olarak da protezlerin kullanım ömürleri değişmektedir. Protezlerde görülen bu sorunların çözümü için protez tasarımları üzerine yoğun çalışmalar devam etmektedir. Bunlardan biri de arka çapraz bağın görevini yapması için tasarlanan bağkesen total diz protezidir. Bağkesen protezlerdeki post-cam değişik geometrik şekillere göre dizayn edilmesine rağmen ideal tasarımın yapılması üzerine çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmada post-cam’deki düz-düz, konveks-konkav ve konkav-konveks olmak üzere üç farklı geometrik temas alanının von misses gerilmesine ve kontak basıncına etkileri sonlu elemanlar analizi ile araştırılarak aşınma üzerindeki etkileri incelendi. Çalışma sonucunda temas yüzeyi alanının artmasının von misses gerilmesi ve kontak basıncını azalttığı ve buna bağlı olarak da aşınma miktarının azaldığı tespit edildi. Analiz sonuçlarına göre de aşınmanın konkav-konveks temasa dayalı tasarımlarda en düşük olduğu ölçüldü.

Anahtar Kelimeler:

Diz protezi, post-cam, aşınma

PDF

___

Chiu, Y. S., Chen, W. M., Huang, C. K., Chiang, C. C., ve Chen, T. H. (2004). Fracture of the polyethylene tibial post in a NexGen posterior – stabilized knee prosthesis. Journal of Arthroplasty, 19(8), 1045-1049.
D'Angelo, F., Marcolli, D., Bulgheroni, P., Murena, L., Congiu, T., ve Cherubino, P. (2010). Two stage fracture of a polyethylene post in a 9-year-old posterior-stabilized knee prosthesis: A case report. Journal of Medical Case Reports, 4,65.
Fallahiarezoodar, A., Abdul, Kadir, M. R. Alizadeh, M., Naveen, S. V., ve Kamarul, T. (2014). Geometric variable designs of cam/post mechanisms influence the kinematics of knee implants. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 22(12), 3019–3027.
Fraser, J. F., Werner, S., ve Jacofsky, D. J. (2015). Wear and loosening in total knee arthroplasty: A quick review. Journal of Knee Surgery, 28(02), 139-144. Huang, C. H., Liau, J. J., Huang, C. H., ve Cheng, C. K. (2006). Influence of post-cam design on stresses on posterior-stabilized tibial posts. Clinical Orthopaedics and Related Research, 450, 150–156.
Koh, Y. G., Nam, J. H., ve Kang, K. T. (2018). Effect of geometric variations on tibiofemoral surface and post-cam design of normal knee kinematics restoration. Journal of Experimental Orthopaedics, 5(1), 53.
Koh, Y. G., Son, J., Kwon, O. R., Kwon, S. K., ve Kang, K. T. (2018). Tibiofemoral conformity variation offers changed kinematics and wear performance of customized posterior-stabilized total knee arthroplasty. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 27(4), 1213-1223. Koh, Y.G., Son, J., Kwon, O. R., Kwon, S. K., ve Kang, K. T. (2018). Effect of post-cam design for normal knee joint kinematic, ligament and quadriceps force in patient-specific posterior-stabilized total knee arthroplasty by using finite element analysis. Hindawi BioMed Research International, 11 sayfa
Kumar, N., Yadav, C., Raj, R., ve Yadav, S. (2015). Fracture of the polyethylene tibial post in a posterior stabilized knee prosthesis: A case report and review of literature. Journal of Orthopeadics, 12(3), 160–163.
Lin, K. J., Huang, C. H., Liu, Y. L., Chen, W. C., Chang, T. W., Yang, C. T., Lai, Y.S., ve Cheng, C. K. (2011). Inﬂuence of post-cam design of posterior stabilized knee prosthesis on tibiofemoral motion during high knee ﬂexion. Clinical Biomechanics, 26(8), 847-852.
Mikulak, S. A., Mahoney, O. M., ve dela Rosa, M. A. (2001). Loosening and osteolysis with the press-fit condylar posterior-cruciate–substituting total knee replacement. The Journal of Bone and Joint Surgery-American, 83(3), 398–403.
Nakayama, K., Matsuda, S., Miura, H., Iwamoto, Y., Higaki, H., ve Otsuka, K. (2005). Contact stress at the post-cam mechanism in posterior-stabilised total knee arthroplasty. The Journal of Bone and Joint Surgery British, 87(4), 483-488. Puloski, S. K., McCalden, R. W., MacDonald, S. J., Rorabeck, C.H., ve Bourne, R. B. (2001) Tibial postwear in posterior stabilized total knee arthroplasty. An unrecognized source of polyethylene debris. The Journal of Bone and Joint Surgery-American, 83-A(3), 390-397. Rawal, B. R., Yadav, A., ve Pare, V. (2016). Life Estimation of knee joint prosthesis by combined effect of fatigue and wear. 3rd International Conferences On Innovations in Automation And Mechatronics Engineering, (pp.60-67). Vallabh Vidhyanagar, India.
Tsumori, Y., Yoshiya, S., Kurosaka, M., Kobashi, S., Shibanuma, N., ve Yamaguchi, M. (2011). Analysis of weight-bearing kinematics of posterior-stabilized total knee arthroplasty with novel helical post-cam design. The Journal of Arthroplasty, 26(8), 1556-1561. Uluçay, Ç. (2005). Diz osteoartritinde artroskopik debridman ve viskosüplemantasyonun yeri. Uzmanlık tezi, Göztepe Eğitim ve Araştırma Hastanesi, 2.Ortopedi ve Travmatoloji Bölümü, İstanbul.
Walker, P.S., Lowry, M. T., ve Kumar, A. (2014). The Effect of Geometric Variations in Posterior-stabilized Knee Designs on Motion Characteristics Measured in a Knee Loading Machine, Clinical Orthopaedics and Related Research, 472(1), 238–247. Watanabe, T., Koga, H., Horie, M., Katagiri, H., Sekiya, I., ve Muneta, T. (2017). Post-cam design and contact stress on tibial posts in posterior-stabilized total knee prostheses: Comparison between a rounded and a squared design. Journal of Arthroplasty, 32(12), 3757 –3762.