Influence of anisotropic bone properties on the biomechanical behavior of the acetabular cup implant: a multiscale finite element study
Notice bibliographique
Résumé
Although the biomechanical behavior of the acetabular cup (AC) implant is determinant for the surgical success, it remains difficult to be assessed due to the multiscale and anisotropic nature of bone tissue. The aim of the present study was to investigate the influence of the anisotropic properties of peri-implant trabecular bone tissue on the biomechanical behavior of the AC implant at the macroscopic scale. Thirteen bovine trabecular bone samples were imaged using micro-computed tomography (μCT) with a resolution of 18 μm. The anisotropic biomechanical properties of each sample were determined at the scale of the centimeter based on a dedicated method using asymptotic homogenization. The material properties obtained with this multiscale approach were used as input data in a 3D finite element model to simulate the macroscopic mechanical behavior of the AC implant under different loading conditions. The largest stress and strain magnitudes were found around the equatorial rim and in the polar area of the AC implant. All macroscopic stiffness quantities were significantly correlated (R2 > 0.85, p < 6.5 e-6) with BV/TV (bone volume/total volume). Moreover, the maximum value of the von Mises stress field was significantly correlated with BV/TV (R2 > 0.61, p < 1.6 e-3) and was always found at the bone-implant interface. However, the mean value of the microscopic stress (at the scale of the trabeculae) decrease as a function of BV/TV for vertical and torsional loading and do not depend on BV/TV for horizontal loading. These results highlight the importance of the anisotropic properties of bone tissue.
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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 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 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 ».