Fully porous 3D printed titanium femoral stem to reduce stress-shielding following total hip arthroplasty
Notice bibliographique
Résumé
Current hip replacement femoral implants are made of fully solid materials which all have stiffness considerably higher than that of bone. This mechanical mismatch can cause significant bone resorption secondary to stress shielding, which can lead to serious complications such as peri-prosthetic fracture during or after revision surgery. In this work, a high strength fully porous material with tunable mechanical properties is introduced for use in hip replacement design. The implant macro geometry is based off of a short stem taper-wedge implant compatible with minimally invasive hip replacement surgery. The implant micro-architecture is fine-tuned to locally mimic bone tissue properties which results in minimum bone resorption secondary to stress shielding. We present a systematic approach for the design of a 3D printed fully porous hip implant that encompasses the whole activity spectrum of implant development, from concept generation, multiscale mechanics of porous materials, material architecture tailoring, to additive manufacturing, and performance assessment via in vitro experiments in composite femurs. We show that the fully porous implant with an optimized material micro-structure can reduce the amount of bone loss secondary to stress shielding by 75% compared to a fully solid implant. This result also agrees with those of the in vitro quasi-physiological experimental model and the corresponding finite element model for both the optimized fully porous and fully solid implant. These studies demonstrate the merit and the potential of tuning material architecture to achieve a substantial reduction of bone resorption secondary to stress shielding. © 2016 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 35:1774-1783, 2017.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».