Aditivno proizvedeni kontrolirani porozni ortopedski dizajni zamjene zglobova kako bi se smanjila zaštita od naprezanja kostiju: sistematski pregled.
Journal of orthopaedic surgery and research
Sažetak istraživanja
Pozadina Totalne zamjene zglobova su uspostavljeni tretman za pacijente koji pate od smanjene pokretljivosti i bolova zbog teškog oštećenja zgloba. Aseptično popuštanje zbog zaštite od stresa trenutno je jedan od glavnih razloga za revizijske operacije. Kako je ovaj fenomen povezan s neusklađenošću mehaničkih svojstava između implantata i kosti, smanjenje krutosti implantata je od velikog interesa za nove dizajne implantata. Olakšano modernim tehnologijama aditivne proizvodnje, pokazalo se da uvođenje poroznosti u materijale implantata omogućava značajno smanjenje krutosti; međutim, ostaje slabo poznato da li ovi uređaji ublažavaju komplikacije povezane sa zaštitom od stresa ili kvar uređaja.
Metode U ovom sistematskom pregledu sprovedena je široka pretraga literature u šest baza podataka (Scopus, Web of Science, Medline, Embase, Compendex i Inspec) sa ciljem da se identifikuju trenutni pristupi dizajnu za zaštitu ciljanog naprezanja kroz kontrolisane porozne strukture. Ključne riječi za pretraživanje uključivale su 'rešetka', 'implantat', 'aditivna proizvodnja' i 'zaštita od stresa'.
Rezultati Nakon skrininga 2530 članaka, u ovaj pregled je uključeno ukupno 46 studija. Pronađene su studije koje su se fokusirale na zamjene kuka, koljena i ramena. Identificirane su tri strategije poroznog dizajna, posebno ujednačeni, stupnjevani i optimizirani dizajni. Potonji je uključivao personalizirane pristupe dizajnu koji ciljaju zaštitu od stresa na osnovu podataka specifičnih za pacijente. Sve studije su pokazale smanjenje zaštite od naprezanja postignuto predstavljenim dizajnom.
Zaključak Nisu sve studije koristile kvantitativne mjere za opis poboljšanja, a odabrane glavne mjere zaštite od stresa varirale su između studija. Međutim, zbog prirode pristupa optimizaciji, optimizirani dizajni su se pokazali kao najperspektivniji. Osim smanjenja krutosti, drugi faktori kao što je mehanička čvrstoća mogu se uzeti u obzir u dizajnu na nivou specifičnom za pacijenta. Iako je utvrđeno da kontrolirani porozni dizajn općenito obećava smanjenje zaštite od stresa, potrebna su daljnja istraživanja i klinički dokazi kako bi se odredio najnapredniji pristup dizajnu implantata za potpunu zamjenu zgloba.
Prikaži originalni naslov i sažetak na engleskom
Additively manufactured controlled porous orthopedic joint replacement designs to reduce bone stress shielding: a systematic review.
Background Total joint replacements are an established treatment for patients suffering from reduced mobility and pain due to severe joint damage. Aseptic loosening due to stress shielding is currently one of the main reasons for revision surgery. As this phenomenon is related to a mismatch in mechanical properties between implant and bone, stiffness reduction of implants has been of major interest in new implant designs. Facilitated by modern additive manufacturing technologies, the introduction of porosity into implant materials has been shown to enable significant stiffness reduction; however, whether these devices mitigate stress-shielding associated complications or device failure remains poorly understood.
Methods In this systematic review, a broad literature search was conducted in six databases (Scopus, Web of Science, Medline, Embase, Compendex, and Inspec) aiming to identify current design approaches to target stress shielding through controlled porous structures. The search keywords included 'lattice,' 'implant,' 'additive manufacturing,' and 'stress shielding.'
Results After the screening of 2530 articles, a total of 46 studies were included in this review. Studies focusing on hip, knee, and shoulder replacements were found. Three porous design strategies were identified, specifically uniform, graded, and optimized designs. The latter included personalized design approaches targeting stress shielding based on patient-specific data. All studies reported a reduction of stress shielding achieved by the presented design.
Conclusion Not all studies used quantitative measures to describe the improvements, and the main stress shielding measures chosen varied between studies. However, due to the nature of the optimization approaches, optimized designs were found to be the most promising. Besides the stiffness reduction, other factors such as mechanical strength can be considered in the design on a patient-specific level. While it was found that controlled porous designs are overall promising to reduce stress shielding, further research and clinical evidence are needed to determine the most superior design approach for total joint replacement implants.
Izvorni podaci
- DOI
- 10.1186/s13018-022-03492-9
- PMID
- 36647070
- PMCID
- PMC9841707
- Provjereno
- 2026-07-26
Naslov i sažetak prevedeni su automatski i prijevod može sadržavati netačnosti ili neprecizne stručne izraze. Za sve detalje, citiranje i medicinsko tumačenje pregledajte originalnu englesku verziju članka. Ne donosite zdravstvene odluke samo na osnovu ovog prijevoda.
Pregledaj originalni članak na engleskom