Remodelación ósea a largo plazo alrededor de vástagos femorales “legendarios” sin cemento

Long-term bone remodelling around ‘legendary’ cementless femoral stems

 

Fuente

Este artículo es publicado originalmente en:

 

https://online.boneandjoint.org.uk/doi/full/10.1302/2058-5241.3.170024

 

De:

Published Online:26 Feb 2018 EFORT Open Rev 2018;3:45-57

 

Todos los derechos reservados para:

© 2018 The British Editorial Society of Bone & Joint Surgery.

 

 

  • Bone remodelling around a stem is an unavoidable long-term physiological process highly related to implant design. For some predisposed patients, it can lead to periprosthetic bone loss secondary to severe stress-shielding, which is thought to be detrimental by contributing to late loosening, late periprosthetic fracture, and thus rendering revision surgery more complicated.

  • However, these concerns remain theoretical, since late loosening has yet to be documented among bone ingrowth cementless stems demonstrating periprosthetic bone loss associated with stress-shielding.

  • Because none of the stems replicate the physiological load pattern on the proximal femur, each stem design is associated with a specific load pattern leading to specific adaptive periprosthetic bone remodelling. In their daily practice, orthopaedic surgeons need to differentiate physiological long-term bone remodelling patterns from pathological conditions such as loosening, sepsis or osteolysis.

  • To aid in that process, we decided to clarify the behaviour of the five most used femoral stems. In order to provide translational knowledge, we decided to gather the designers’ and experts’ knowledge and experience related to the design rationale and the long-term bone remodelling of the following femoral stems we deemed ‘legendary’ and still commonly used: Corail (Depuy); Taperloc (Biomet); AML (Depuy); Alloclassic (Zimmer); and CLS-Spotorno (Zimmer).

 

La remodelación ósea alrededor de un vástago es un proceso fisiológico inevitable a largo plazo altamente relacionado con el diseño de implantes. Para algunos pacientes predispuestos, puede conducir a la pérdida ósea periprotésica secundaria a una protección contra el estrés severa, que se cree que es perjudicial al contribuir al aflojamiento tardío, la fractura periprotésica tardía y, por lo tanto, hace que la cirugía de revisión sea más complicada.

Sin embargo, estas preocupaciones siguen siendo teóricas, ya que aún no se ha documentado el aflojamiento tardío entre los vástagos cementados de crecimiento interno óseo que demuestran la pérdida ósea periprotésica asociada con la protección contra el estrés.

Debido a que ninguno de los vástagos replica el patrón de carga fisiológica en el fémur proximal, cada diseño del tallo se asocia con un patrón de carga específico que conduce a una remodelación ósea periprotésica adaptativa específica. En su práctica diaria, los cirujanos ortopédicos necesitan diferenciar los patrones fisiológicos de remodelación ósea a largo plazo de afecciones patológicas tales como aflojamiento, sepsis u osteólisis.

Para ayudar en ese proceso, decidimos aclarar el comportamiento de los cinco vástagos femorales más utilizados. Con el fin de proporcionar conocimiento traslacional, decidimos reunir el conocimiento y la experiencia de los diseñadores y expertos relacionados con el diseño racional y la remodelación ósea a largo plazo de los siguientes vástagos femorales que consideramos “legendarios” y aún de uso común: Corail (Depuy ); Taperloc (Biomet); AML (Depuy); Alloclassic (Zimmer); y CLS-Spotorno (Zimmer).

 

 

Flexoelectricidad en huesos

Flexoelectricity in Bones.

 

Fuente

Este artículo es originalmente publicado en:

 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29345377

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201705316/abstract;jsessionid=F38FEA628757A858239DC2AF20E3ED8B.f02t01

 

De:

Author information

1 Institut Català de Nanociencia i Nanotecnologia (ICN2), CSIC and The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), Campus UAB, Bellaterra, 08193, Barcelona, Catalonia, Spain.
2 Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales (CICIMA), Universidad de Costa Rica, San José, 11501, Costa Rica.
3 Laboratori de Càlcul Numèric (LaCàN), Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), Campus Nord UPC-C2, E-08034, Barcelona, Spain.
4 Ecole Politechnique Federale de Lausanne (EPFL), Lausanne, CH-1015, Switzerland.
5 Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Pg. Lluís Companys 23, E-08010, Barcelona, Catalonia, Spain.

 2018 Jan 18. doi: 10.1002/adma.201705316. [Epub ahead of print]

 

 

Todos los derechos reservados para:

 

© 2018 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

 

Abstract

Bones generate electricity under pressure, and this electromechanical behavior is thought to be essential for bone’s self-repair and remodeling properties. The origin of this response is attributed to the piezoelectricity of collagen, which is the main structural protein of bones. In theory, however, any material can also generate voltages in response to strain gradients, thanks to the property known as flexoelectricity. In this work, the flexoelectricity of bone and pure bone mineral (hydroxyapatite) are measured and found to be of the same order of magnitude; the quantitative similarity suggests that hydroxyapatite flexoelectricity is the main source of bending-induced polarization in cortical bone. In addition, the measured flexoelectric coefficients are used to calculate the (flexo)electric fields generated by cracks in bone mineral. The results indicate that crack-generated flexoelectricity is theoretically large enough to induce osteocyte apoptosis and thus initiate the crack-healing process, suggesting a central role of flexoelectricity in bone repair and remodeling.

KEYWORDS:

bone remodeling; cracks; flexoelectricity; hydroxyapatite

 

 

Resumen

 

Los huesos generan electricidad bajo presión, y se considera que este comportamiento electromecánico es esencial para las propiedades de auto reparación y remodelación del hueso. El origen de esta respuesta se atribuye a la piezoelectricidad del colágeno, que es la principal proteína estructural de los huesos. En teoría, sin embargo, cualquier material también puede generar tensiones en respuesta a los gradientes de deformación, gracias a la propiedad conocida como flexoelectricidad. En este trabajo, se mide la flexoelectricidad del hueso y el mineral óseo puro (hidroxiapatita) y se encuentra que es del mismo orden de magnitud; la similitud cuantitativa sugiere que la flexoelectricidad de hidroxiapatita es la principal fuente de polarización inducida por flexión en el hueso cortical. Además, los coeficientes flexoeléctricos medidos se usan para calcular los campos eléctricos (flexo) generados por las grietas en el mineral óseo. Los resultados indican que la flexoelectricidad generada por grietas es teóricamente lo suficientemente grande como para inducir la apoptosis de osteocitos y, por lo tanto, iniciar el proceso de curación de grietas, lo que sugiere un papel central de la flexoelectricidad en la reparación y remodelación óseas.

 

PALABRAS CLAVE:

remodelación ósea; grietas; flexoelectricidad; hidroxiapatita

 

PMID:  29345377    DOI:   10.1002/adma.201705316

 

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