Publicado 16/12/2019 18:52:17 +01:00CET

Investigadores desarrollan un modelo matemático que ayuda a personalizar la prótesis de reemplazo de cadera

Distribución general de tensiones en el modelo "endoprótesis-esqueleto" de la estructura biomecánica cuando el paciente está de pie sobre dos piernas.
Distribución general de tensiones en el modelo "endoprótesis-esqueleto" de la estructura biomecánica cuando el paciente está de pie sobre dos piernas. - PETER THE GREAT ST.PETERSBURG POLYTECHNIC

MADRID, 16 Dic. (EUROPA PRESS) -

Un equipo de científicos de la Universidad Politécnica de San Petersburgo Pedro el Grande (Rusia) ha desarrollado un modelo matemático que ayuda a personalizar la prótesis de reemplazo de cadera. Su algoritmo presta especial atención a la geometría y estructura interna de los huesos de la cadera. Utilizando tecnologías avanzadas de modelado por ordenador, el equipo ha evaluado cómo debe ser la estructura biomecánica de este implante en un caso típico, un paciente de pie sobre dos piernas.

La artroplastia de la articulación de la cadera es un procedimiento relativamente común hoy en día. En esta técnica, la parte superior del hueso de la cadera del paciente se reemplaza con una válvula metálica con un elemento de articulación esférica y una copa para permitir que la cabeza de la articulación gire dentro de la pelvis.

Las compañías fabrican elementos estándar con diferentes parámetros para operaciones de reemplazo de cadera habituales. Sin embargo, después de algún tiempo, algunos pacientes experimentan problemas con los implantes y requiere su reemplazo. Por regla general, esto sucede debido a la carga insuficiente (o excesiva) que la endoprótesis coloca en el hueso de la cadera, lo que provoca que su tejido cambie. Además, la fuerza ósea puede verse afectada por la osteoporosis y otras enfermedades.

En el momento de la segunda cirugía (la extracción del implante inicial y la instalación de un implante de revisión), una parte del hueso de la cadera se vuelve inadecuado, ya que es incapaz de soportar la carga. Por lo tanto, cuando un paciente llega a una operación secundaria con un hueso de la cadera dañado, los implantes estándar no son de utilidad para ellos, y una copa normal (incluso si es de un tamaño mayor) podría no funcionar.

Los fabricantes producen conjuntos especiales de elementos que pueden combinarse entre sí de diferentes maneras para ser utilizados en operaciones de revisión, así como en pacientes con fracturas compuestas o cáncer. Sin embargo, tales cirugías tienen altas tasas de riesgo: cualquier problema con una estructura de revisión o pérdida adicional de tejido óseo puede causar graves problemas de salud. Es extremadamente importante entender si la prótesis es capaz de soportar la carga, y si el daño al hueso del paciente puede ser evitado.

Por ello, las pruebas virtuales antes de la instalación podrían ayudar a eliminar numerosas complicaciones posquirúrgicas. Sin embargo, actualmente no existe un método de evaluación universal para hacerlo. Se necesita mucho tiempo para construir un modelo basado en los resultados de la tomografía computarizada ósea, mientras que los parámetros de salud del paciente cambian constantemente. Por lo tanto, la ventana entre el diagnóstico y la cirugía debe ser lo más corta posible.

Este equipo de ingenieros ruso analizó la integridad de un sistema para un caso de artroplastia de revisión de la articulación de la cadera y evaluó la durabilidad de la estructura implantada y de los huesos de la pelvis, así como la distribución de la carga cuando un paciente está parado sobre dos pies. Actualmente, este proceso lleva mucho tiempo, pero el equipo está trabajando en un método para reducir el cálculo completo a varios días.