La artroplastia total de cadera es una intervención coste-efectiva para disminuir el dolor, mejorar la función y la calidad de vida de los pacientes con patología degenerativa o inflamatoria de la cadera.
Durante la misma, la parte superior del hueso de la cadera del paciente se reemplaza con un vástago de metal con un elemento particular esférico y una copa para permitir que la cabeza de la articulación gire dentro de la pelvis.

Este reemplazo se elige de entre diversos modelos estándar que realizan la industria ortoprotésica, siendo la mayoría modulares. El problema es que, en ocasiones, pasado el tiempo, un porcentaje de pacientes acaba por tener problemas con dichos implantes, necesitando del reemplazo del mismo. Es por ello que, conseguir mejorar las prótesis, lograría disminuir el número de segundas cirugías.

Hay que tener en cuenta que, en estas segundas cirugías, una parte del hueso de la cadera se vuelve no apta, ya que no puede 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 útiles para ellos, y una copa regular (incluso si es de un tamaño más grande) podría no funcionar.

Para evitar este tipo de situaciones, diversos expertos trabajan en la posibilidad de desarrollar implantes personalizados para cada paciente.

En concreto, el último avance al respecto ha sido el desarrollo de un modelo matemático de un sistema de “endoprótesis-esqueleto”. Todo ello teniendo en cuenta los resultados de trabajos previos, en los que se describen los resultados de los estudios biomecánicos del sistema de “endoprótesis esquelética” en las condiciones de la artroplastia de revisión asociada con una intervención quirúrgica significativa y la selección de implantes individuales.

Un modelo matemático

En este trabajo, que fue publicado en la Revista de Vibroingeniería, se examina un sistema biomecánico que consiste en la endoprótesis de cadera y los huesos de la región pélvica de una persona, bajo una carga correspondiente al equilibrio de una persona en estado de doble soporte.

El modelo matemático consiguió detectar así áreas peligrosas del hueso pélvico con un alto nivel de estrés, lo que permitió proponer la optimización de la ubicación y el número de tornillos utilizados para crear una distribución de tensiones más uniforme.

Asimismo, también podía realizar recomendaciones para lograr la mayor coincidencia posible de las superficies geométricas, y así evitar tensiones adicionales debido al desajuste geométrico de las superficies de contacto. También recomendó encontrar la ubicación espacial óptima de los tornillos, ya que la colocación apretada de los tornillos conduce a la formación de paredes delgadas en el tejido óseo, que puede afectar negativamente la integridad del sistema. Es decir, que el modelo matemático permitía buscar la mejor morfología de la prótesis para que esta pudiera adaptarse mejor al cuerpo, postura y necesidades del paciente.

“Si consideramos el trabajo como una prueba virtual, el artículo describe la carga que ponemos en el esqueleto y el implante del paciente, como si se hubieran probado en la realidad. Estudios como este ayudan a reducir el riesgo de complicaciones en pacientes con implantes diseñados. Con suerte, ayudarían a priorizar la prevención sobre la cura”, concluía al respecto Mikhail Zhmaylo, ingeniero principal en el Centro de Tecnologías de Fabricación Avanzada de la Iniciativa Nacional de Tecnología (NTI) de la Universidad Politécnica de San Petersburgo (SPbPU) Peter the Great.