Validation d’un modèle numérique d’analyse des surfaces de contact et des contraintes fémoro-tibiales dans les prothèses totales de genou

Introduction La survie d’une prothese totale du genou depend pour une part des contraintes et des surfaces de contact femoro-tibiales (FT). L’evaluation experimentale de ces donnees mecaniques est complexe et lourde. Les auteurs proposent ici un modele numerique valide permettant a l’avenir de s’affranchir des tests mecaniques. Materiel et methodes Une des methodes reconnues analysant les surfaces de contact et la pression FT est l’utilisation de film sensible FUJIy. Un protocole a analyse ces parametres dans une prothese Anatomicy (Amplitude), a divers degres de flexion (0 °C, 15 °C, 30 °C, 45 °C, 60 °C, 90 °C et 130 °C) et de rotation (+ 15°C, −15°C). Des courbes de contraintes et des cartes des surfaces de contact ont ete etablies avec un niveau de chargement moyen de 3000 N. Parallelement, un modele, de type « element finis O », simulant les conditions experimentales precedentes (nature et lois de comportement des materiaux, degres de liberte des pieces, protocole de charge) a ete cree sur Solidworksy. Une analyse statistique a compare les resultats issus du modele avec les donnees experimentales. Resultats Les surfaces de contact FT globales constatees experimentalement sont comprises entre 80 mm 2 (a 130°C) et 155 mm 2 (a 60°C). 66 % de cette surface presentait des contraintes inferieures a 40 Mpa. Le modele surestimait en moyenne de 39 % les surfaces de contact mesurees selon une loi lineaire entre les valeurs numeriques et experimentales (ratio 1,39). La repartition geographique des surfaces de contact etait semblable. L’analyse de Student n’a pas montre de difference significative entre les resultats numeriques et experimentaux. Discussion Ces resultats sont en accord avec les quelques etudes publiees qui rapportent des ratios valeurs numeriques experimentales de 1,25 a 2,5. Cette coherence nous conforte sur la pertinence du modele. Conclusion Nous disposons maintenant d’un modele valide permettant de comparer differentes geometries prothetiques et d’analyser les contraintes FT ainsi que la geographie et l’etendue des zones de contact sur le polyethylene.