Contribution à l’analyse du comportement in vitro à rupture de tiges fémorales standards, à différents âges, implantées dans un fémur humain en vue de prédire sa durée de vie in-vivo

Abstract

Dans ce travail, les effets des paramètres géométriques et de la densité minérale sur l'évolution des contraintes générées dans un implant de hanche sans ciment sont étudiés afin de permettre aux chirurgiens orthopédistes de faire une sélection appropriée des implants. Un plan d'expérience a été utilisé, suivi d'une analyse de variance (ANOVA), pour identifier les effets des paramètres géométriques et des caractéristiques physiques, telles que la densité osseuse, sur un implant fémoral. Vingt-sept implants de dimensions géométriques différentes ont été considérés, sans modification de la topologie. Une analyse de régression multiple a été choisie pour remplacer la méthode des éléments finis, permettant ainsi de prédire de manière rapide et précise le niveau de contraintes générées dans la tige fémorale, en termes d'endurance. Cela facilite la sélection optimale des paramètres géométriques. Trois paramètres géométriques ont été sélectionnés pour cette étude : la longueur de la tige (SL), la longueur du col (NL) et l'angle du col (NSA), chaque paramètre étant évalué selon trois niveaux différents. Sur la base d'un design 33, vingt-sept modèles CAO fémur-implant ont été créés pour analyser l'effet de trois densités (faible, moyenne et élevée) et estimer les contraintes maximales par éléments finis. Le modèle de régression utilisé a montré une excellente précision en termes de prédiction des contraintes de von Mises, par rapport aux résultats obtenus par la méthode des éléments finis.