Migration and strains induced by different designs of force-closed stems for THA

ObjectivesSubtle differences in stem design can result in different mechanical responses of the total hip arthroplasty. Tests measuring migration of the stem relative to the femur, as well as the strains in the cement mantle and on the femur can detect different mechanical behavior between stems.MethodsIn this article, conical, double and triple tapered stems were implanted in composite femurs and subjected to static and cyclic loads. Stems differed mainly on taper angle, calcar radius and proximal stiffness. Stem migration and strains on the femur and in the cement mantle were achieved.ResultsSignificant differences (p < 0.05) were noted in the permanent rotation between double and triple tapers, in the strains on the proximal medial femur between triple and both conical and double tapers, and in the strains on the lateral proximal femur between double tapers and both conical and triple tapers.ConclusionThe proposed mechanical tests were able to detect significant differences in the behavior of these resembling stems. Stem proximal stiffness and the calcar radius of the stem influence its rotational stability and the strain transmission to the femur.

ResumoObjetivosDiferenças sutis no projeto da haste podem resultar em diferentes respostas mecânicas da artroplastia total do quadril. Testes que meçam a migração da haste em relação ao fêmur, bem como as deformações no cimento e no fêmur, podem salientar as diferenças entre diferentes projetos de hastes.MétodosNeste artigo foram implantadas hastes cônicas, hastes duplamente afiladas e triplamente afiladas em fêmures compósitos e submetidas a cargas estáticas e cíclicas. As hastes diferenciaram-se principalmente em relação aos afilamentos, ao raio do calcar e à rigidez proximal. A migração das hastes e as deformações tanto no fêmur quanto no cimento foram medidas.ResultadosForam observadas diferenças significativas (p < 0,05) na rotação permanente entre as hastes duplamente e triplamente afiladas, nas deformações do nível proximal medial do fêmur entre as hastes triplamente afiladas e ambas cônicas e duplamente afiladas e nas deformações do nível proximal lateral do fêmur entre as hastes duplamente afiladas e ambas cônicas e triplamente afiladas.ConclusãoOs ensaios mecânicos propostos foram capazes de produzir diferenças significativas no comportamento dessas hastes semelhantes. A rigidez proximal da haste e o raio do calcar influenciam a estabilidade rotacional e a transmissão de deformação da haste ao femur.