Finite Element Analysis of Tibial Implants — Effect of Fixation Design and Friction Model
Notice bibliographique
Résumé
A three dimensional nonlinear finite element model was developed to investigate tibial fixation designs and friction models (Coulomb's vs nonlinear) in total knee arthroplasty in the immediate postoperative period with no biological attachment. Bi-directional measurement-based nonlinear friction constitutive equations were used for the bone-porous coated implant interface. Friction properties between the polyethylene and femoral components were measured for this study. Linear elastic isotropic but heterogeneous mechanical properties taken from literature were considered for the bone. The Tensile behaviour of polyethylene was measured and subsequently modeled by an elasto-plastic model. Based on the earlier finite element and experimental pull-out studies, pegs and screws were also realistically modeled. The geometry of every component was obtained through measurement. The PCA tibial baseplate with three different configurations was considered; one with three screws, one with one screw and two short inclined porous-coated pegs, and a third one with no fixation for the sake of comparison. The axial load of 2000N was applied through the femoral component on the medial plateau of articular insert. It was found that Coulomb's friction significantly underestimates the relative micromotion at the bone-implant interface. The lowest micromotion and lift-off were found for the design with screws. Relative micromotion and stress transfer at the bone-implant interface depended significantly on the friction model and on the baseplate anchorage configuration. Cortical and cancellous bones carried, respectively, 10-13% and 65-86% of the axial load depending on the fixation configuration used. The remaining portion was transmitted as shear force by screws and pegs. Normal and Mises stresses as well as contact area in the polyethylene insert were nearly independent of the baseplate fixation design. The Maximum Mises stress in the polyethylene exceeded yield and was found 1-2 mm below the contact surface for all designs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».