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FP7

TOTAL.KNEE Risultato in breve

Project ID: 303861
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Spagna

Simulazione dell’ingegneria e creazione di modelli per migliori protesi dell’articolazione del ginocchio

Il costo globale attuale per una sostituzione totale del ginocchio supera i 3 800 milioni di euro l’anno ed è destinato ad aumentare con l’invecchiamento della popolazione. Il miglioramento della progettazione del ginocchio prostetico permetterebbe di allungare la durata della protesi e migliorarne le prestazioni.
Simulazione dell’ingegneria e creazione di modelli per migliori protesi dell’articolazione del ginocchio
Il progetto TOTAL.KNEE (Development of a new generation of knee prostheses with enhanced lifespan features using advanced computational biomechanics) ha condotto uno studio sulle protesi del ginocchio attualmente esistenti e ha valutato gli stress ad esse associati. In seguito ha ridisegnato le superfici e gli aspetti del piatto tibiale che sostengono e trattengono i componenti in plastica del ginocchio prostetico.

I ricercatori hanno usato analisi dell’elemento finito per valutare diverse marche di impianti. Sono state analizzate le geometrie delle protesi, comprese le lunghezze, i diametri e le inclinazioni degli assi e i pioli di aggancio del femore. Sono state valutate le tensioni meccaniche e l’usura delle superfici della tibia.

Usando i dati ottenuti dall’analisi, il team ha generato diverse geometrie per le superfici delle protesi per ridurre l’usura. Anche il piatto tibiale è stato modificato per valutare il rischio di problemi meccanici. I ricercatori hanno valutato anche la portata dell’attacco di osso e protesi.

I ricercatori di TOTAL.KNEE hanno sviluppato un metodo per ricostruire le geometrie a partire da scansioni di tomografia computerizzata e risonanza magnetica. Le immagini a bassa qualità sono state potenziate con algoritmi seguiti da una segmentazione ibrida per l’identificazione del tessuto. Tutti gli aspetti del protocollo sono incorporati in una piattaforma virtuale – Body GiD – per rappresentare il corpo umano e gli impianti.

Per un rimodellamento osseo ben riuscito, essenziale per la longevità delle protesi, TOTAL.KNEE ha svolto uno studio di comportamento della cellula per lo sviluppo di nuove strategie. Un nuovo modello di automi cellulari ha simulato il comportamento della cellula ed è stato pubblicato sul periodico Advanced Modeling e Simulation in Engineering Sciences.

I risultati della ricerca di TOTAL.KNEE si sono occupati di molti dei fattori dell’usura delle protesi del ginocchio e della conseguente riduzione della durata. Il consorzio prevede che le migliori geometrie daranno vita a prototipi e prodotti commercializzabili. I dati prodotti saranno usati per informare i medici circa l’utilità dei modelli computerizzati per prevedere gli effetti degli impianti sulle articolazioni.

Informazioni correlate

Keywords

Sostituzione totale del ginocchio, TOTAL.KNEE, piatto tibiale, elemento finito, rimodellamento osseo
Numero di registrazione: 190918 / Ultimo aggiornamento: 2017-01-20