Grant je interdisciplinárního charakteru a patří do základního výzkumu. Na základě klinických poznatků z ortopedie se bude zabývat výpočtovým a experimentálním modelováním biomechanických procesů v kyčelním kloubu, příčin vzniku mikropohybů cementovaných acetabulárních implantátů a jejich uvolňováním při reálném zatěžování při lidské aktivitě. Pro analýzu budou vytvořeny konečněprvkové modely pánve s acetabulární jamkou na základě CT snímků. Bude posouzen vliv otěrové hmoty z polyetylénu na uvolňování jamky. Bude vypracována metoda pro optimalizaci způsobu ukotvení cementované kyčelní jamky. Dále je nutno vytvořit pomocí výpočtového modelování inženýrskou podporu ortopédům při operacích na kyčelním kloubu s různým stupněm postižení, aby byl dosažen vysoký stupeň pooperační spolehlivosti. Výsledkem řešení budou také kritéria po posouzení spolehlivosti cementované acetabulární jamky ve srovnání s necementovanou (mnohem dražší) pro jednotlivé operace.
The proposed grant project is of interdisciplinary character and deals with the description of actual biomechanical behaviour of hip joint and the cemented acetabular cups: (i) Construction of 3D FE models of the pelvis with cemented acetabular cups. (ii) Finding of the causes of the development of the micromotions of cemented acetabular cups and analysis of their loosening that can originate during gait loading, because the leaked-out blood creates a mid-layer on the cement-bone interface and the abrasion particles of the polyethylene penetrate into the newly formed interspace and induce formation of osteoagressive granuloma and consecutive osteolysis. Later, the cemented acetabular cup loosening takes place. (ii) Assessment of the microdeformation of the polyethylene cup during the gait loading. (iii) Optimisation of the cement thickness and the diameter, depth and number of acetabular %22keyholes%22 to be drilled into the pelvic bone to maximise the torque rigidity of acetabular cups. (en)
THR; acetabular implants; bone cement; micromotions; acetabular cup loosening; abrasion particles of the polyethylene; 3-D FE model of the pelvis; CT scans (en)
Odvozená metodika CT skenování pánve s tvorbou 3D výpočtového modelu systému pánev-acetabulární jamka umožňuje vysvětlit uvolnění a migraci cementované acetabulární jamky. Pro sledování otěru částic UHMWPE okolí acetabula byla vypracována metoda LSc. (cs)
Derived method of CT scans of pelvis with creation of the 3D computation model of system pelvis-acetabular cup enables to explain loosening and micromotions of the cemented acetabular cup. The new method LSc was developed for analysis of UHMWPE wear. (en)