Comportement mécanique des prothèses totales de hanche au pic de chargement

Mechanical behaviour of the total hip prostheses to the loading peak

¹ Laboratoire de Biomécanique Orthopédique (LBO) INO. M.T. Kassab, Ksar Saïd, 2010 Manouba, Tunisie
² Laboratoire de Mécanique des Solides, des Structures et de Développement Technologique, ESST – Tunis, BP 56, Beb Mnara, 1008 Tunis, Tunisie
³ Université de Provence/UNIMECA, Technopôle de Château Gombert, 60 rue F. Joliot Curie, 13453 Marseille Cedex 13, France
⁴ Laboratoire LABM UMSR, Université de la Méditerranée, 163 avenue de Luminy, case 918, 13288 Marseille, France

^a Auteur pour correspondance : atef.boulila@laposte.net

Reçu : 11 Septembre 2007
Accepté : 18 Décembre 2008

Résumé

En dépit des progrès enregistrés en Arthroplastie Totale de Hanche (ATH), sous certaines conditions, les contraintes prothétiques peuvent être amplifiées et transmises aux ancrages osseux avec un risque accru de descellement (B. The et al., J. Biomech. 41 (2008) 100–105). Les pics de chargement sont identifiés parmi les facteurs qui conduisent aux échecs des ATH (A. Boulila, Optimisation et aide à la conception d’implants orthopédiques – Étude de l’usure d’implants articulaires de hanche, Travaux non publiés et Rapport d’avancement, INO MT Kassab, décembre 2006, Tunis, 82 p.). Cette étude porte sur une simulation numérique des prothèses de hanche hybrides, de géométrie et de couple de matériaux différents. On montre que certaines géométries (∅28 × 56 mm) et certains couples de matériaux (alumine/polyéthylène), peuvent atténuer les contraintes induites après choc et protéger la prothèse contre l’usure ou les ruptures prématurées. Devant une panoplie d’une cinquantaine de modèles de prothèses de hanche existant sur le marché (M.R. Urist, Curr. Prob. Surge. 12 (1975) 1–54), certaines PTH de diamètre (interne et externe) incompatible avec un niveau de contraintes admissible doivent être éliminées. Une combinaison judicieuse des matériaux de contact pour favoriser l’amortissement (cas du couple polyéthylène/céramique) peut être une solution pour absorber les chocs et remédier au problème de descellement.

Abstract

Under severe conditions, the prosthetic stresses in Total Hip Arthroplasty (THA) can be amplified and transmitted to bone anchoring. This increases the risk of loosening (B. The et al., J. Biomech. 41 (2008) 100–105). The loading peaks are identified as the factors which lead to the failures of the THA (A. Boulila, Optimisation et aide à la conception d’implants orthopédiques – Étude de l’usure d’implants articulaires de hanche, Travaux non publiés et Rapport d’avancement, INO MT Kassab, décembre 2006, Tunis, 82 p.). This study deals with a numerical simulation of the hybrid hip prostheses which have a different geometry and some materials friction. It is shown that some geometries (∅28 × 56 mm) and friction materials (alumina/polyethylene), can attenuate the stresses induced after a peak and protect the prosthesis against the premature wear or fractures. In front of panoply of about fifty models of hip prostheses existing on the market (M.R. Urist, Curr. Prob. Surg. 12 (1975) 1–54), some THP diameters (intern and external) are incompatible with a working level of stresses and must be eliminated. A judicious combination of friction materials to support damping (case of the polyethylene/ceramic) can be a solution to absorb the shocks and to cure the problem of loosening.