DOI: https://doi.org/10.15674/0030-598720093112-115

Modelling of the stress-deformed state of the proximal femur in aseptic necrosis by the method of end elements

Zoya Miteleva, Gennadiy Olinichenko, Nataliya Poletaeva

Abstract


The article cites scientific literature data on modelling of the stress-deformed state of the proximal femur in aseptic necrosis with use of the finite element method. New data about stresses and their distribution in the necrosis area as well as changes of these values after introduction of different implants were received. The method objectively demonstrated that early stages of aseptic necrosis required forage of the femoral head with plasty of the resultant cavity using different implants.


Keywords


aseptic necrosis; femur; the stress-strain state

References


Brown T.D. Structural consequences of subchondral bone involvement in segmental osteonecrosis of the femoral head / T.D. Brown, K.J. Baker, R.A. Brand // J. Orthop. Res. — 1992. — Vol. 10, № 1. — P. 79–87.

Brown T.D. Pre-collapse stress femoral head redistribution in osteonecrosis. A three-dimentional finite element analisis / T.D. Brown, G.G. Hild // J. Biomech. Eng. — 1983. — Vol. 105. — P. 172–176.

Brown T.D. A non-linear element analisis of some early collapse processes in femoral head osteonecrosis / T.D. Brown, T. Muschler, A. Ferguson // J. Biomechanics. — 1982. — Vol. 15, №9. — P. 715–725.

Brown T.D. Mechanical characteristics of bone in femoral capital aseptic necrosis / T.D. Brown, M. Way, A. Ferguson // Clin. Orthop. — 1981. — Vol. 15-B. — P. 240–247.

The degrees to which transtrochanteric rotational osteotomy moves the region of osteonecrotic femoral head out of the weight-bearing area as evaluated by computer simulation / W.P. Chen, C.L. Tai, C.F. Tan [et al.] // Clin Biomech (Bristol, Avon). — 2005. — Vol. 20, № 1. — P. 63–69.

Contact stress in hips with osteonecrosis of the femoral head / M. Daniel, S. Herman, D. Dolinar [et al.] // Clin Orthop Relat Res. — 2006. — Vol. 447. — P. 92–99.

Influence of contact hip stress on the outcome of surgical treatment of hips affected by avascular necrosis / D. Dolinar, V. Antolic, S. Herman [et al.] //Arch Orthop Trauma Surg. — 2003. — Vol. 123, № 10. — P. 509–513.

The influence of the biomechanical parameters of the hip on the outcome of treatment of hips subject to avascular necrosis of the femoral head / D. Dolinar, V. Kralj-Iglic, A. Iglic [et al.] // Cell Mol. Biol. Lett. — 2002. — Vol. 7, № 1. — P. 109–111.

Hip cartilage supported by methacrylate in canine artroplasty / T. Ewald, R. Ross, J. Pugh [et al.] // Clin. Orthop. — 1983. — № 171. — P.273–279.

Huisky R. Finite element analysis for artificial joint fixation problem in orthopaedics / R. Huisky, J. Janssen, I. Sloof // Finite Elem. Biomech., Chichister. — 1982. — P. 313–343.

Stress analysis on the acetabular side of bipolar hemiarthroplasty by the two-dimensional finite element method incorporating the boundary friction layer / K. Ichihashi, S. Imura, H. Oomori, H. Gesso // Nippon Seikeigeka Gakkai Zasshi. — 1994. — Vol. 68, № 11. — P. 939–952.

The effect of necrotic lesion size and rotational degree on the stress reduction in transtrochanteric rotational osteotomy for femoral head osteonecrosis--a three-dimensional finite-element simulation / M.S. Lee, C.L. Tai, V. Senan [et al.] // Clin. Biomech. (Bristol, Avon). — 2006. — Vol. 21, № 9. — P. 969–976.

Magnussen R.A. Cartilage degeneration in postcollaps cases of osteonecrosis of human femoral head: altered mechanical properties in tension, compression, and shear / R.A. Magnussen, F. Guilalc, T.P. Vai // J. Orthop. Res. — 2005. — Vol. 23 (3). — P. 576–583.

Femoral head stress bollowing cortical bone grafting aseptic necrosis / A. Penix, S. Cook, H. Skinner [et al.] // Clin. Orthop. Pel. Rct. — 1983. — № 173. — P. 159–165.

Radin E. The role of mechanical factors in the pathogenesis of primary osteoarthritis / E. Radin, J. Paul, R. Rose // Lancet. — 1972. — №1. — P. 519–521.

Biomechanical aspects of the development of aseptic necrosis of the femoral head / T. Ueo, S. Tsutsumi, T. Yamamuro [et al.] // Arch. Orthop. Trauma Surg. — 1985. — Vol. 104, № 3. — P. 145–149.

Biomechanical analysis of Perthes’ disease using the finite element method: the role of swelling of articular cartilage / T. Ueo, S. Tsutsumi, T. Yamamuro, H. Okumura // Arch. Orthop. Trauma Surg. — 1987. — Vol. 106, № 4. — P. 202–208.

Mechanics of femoral head osteonecrosis using three-dimensional finite element method / J.W. Yang, K.H. Koo, M.C. Lee [et al.] // Arch. Orthop. Trauma Surg. — 2002. — Vol. 122, № 2. — P. 88–92.

Мителева З.М. Биомеханический принцип заполнения дефектов околосуставных поверхностей: тез. докладов V Всерос. конф. по биомеханике «Биомеханика-2000» — Н. Новгород: ИПФ РАН, 2000. — С. 104.

Мителева З.М. Биомеханическое обоснование способа повышения прочности головки бедренной кости при аваскулярном некрозе / З.М. Мителева, Г.М. Меллерович // Ортопедия, травматология и протезирование. — 1988. — № 10. — С. 31–34.

Роль субхондральной пластинки вертлужной впадины при эндопротезировании / З.М. Мителева, В.В. Органов, А.Н. Чуйко, А. Бонсал // Ортопед., травматол. — 1999. — №1. — С. 33–37.

Олиниченко Г.Д. Влияние ориентации туннеля в шейке бедренной кости на напряженно-деформируемое состояние ее головки и шейки при асептическом некрозе / Г.Д. Олиниченко // Медицина и… — 2006. — № 3 (14). — С. 19–23.

Филиппенко В.А. Влияние диаметра туннеля в шейке на напряженно-деформируемое состояние проксимального отдела бедренной кости при асептическом некрозе / В.А. Филиппенко, З.М. Мителева, Г.Д. Олиниченко // Медицина и… — 2007. — № 2 (17). — С. 30–34.

Биомеханическое обоснование пластики полостного дефекта в головке и шейке бедренной кости после экскохлеации очага асептического некроза и туннелизации шейки / В.А. Филиппенко, З.М. Мителева, Г.Д. Олиниченко, А.В. Яресько // Медицина и… — 2007. — № 3–4 (18). — С. 26–30.

Обгрунтування пластики порожнинних дефектів кульшової западини різновидами кальцій-фосфатної кераміки при цементному реендопротезуванні за допомогою тривимірної моделі кульшового суглоба / В.А. Филиппенко, З.З. Зиман, З.М. Мителева [та ін.] // Ортопед., травматол. — 2008. — №4. — С. 35–40.

А.с. № 1662532 СССР, МКИ5 А61В17/56. Способ лечения коксартроза / З.М. Мителева, А.А. Корж, А.В. Ролик (СССР). — №4662002/14; заявл. 10.03.89; опубл. 15.07.91. — Бюл. №26. — 2 с.




Copyright (c) 2014 Zoya Miteleva, Gennadiy Olinichenko, Nataliya Poletaeva

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.