Comportement mécanique du ciment orthopédique sous chargement dynamique

Abstract

En chirurgie orthopédique et plus particulièrement en arthroplastie totale de hanche, La fixation des implants s’effectue généralement au moyen d’un ciment chirurgical constitué essentiellement de polymère (PMMA),Il est nécessaire de connaître les forces appliquées au droit de l'articulation prothétique au cours des activités courantes exercées par le patient dans leur vie quotidienne afin de pouvoir établir la distribution des contraintes dans le système (os – ciment – implant). L'accumulation de dommages et l'échec dans le ciment polyméthacrylate de méthyle (PMMA) sont les plus importants dans une arthroplastie totale de la hanche cimentée (THA) conduisant à un éventuel relâchement de l'implant. Dans cette étude, nous avons utilisé la méthode des éléments finis tridimensionnels (FEM) pour analyser et calculer les trois modes (I, II et III) du facteur d'intensité de contrainte (FIC) de la fissure , de forme elliptique et autre de forme plane se situe à l’intérieure du manteau de ciment pour différentes tailles, orientation et l'emplacement de la fissure en fonction des différentes activités du patient. A partir des résultats obtenus, nous montrons que le mode fissure d'ouverture est proportionnel à la contrainte appliquée à la pièce endommagée (compression ou traction). Le risque de rupture de la fissure dans la région antérieure de la partie proximale est plus important et provoque un risque de fracture du ciment dont la valeur du F.I.C dépasse la résistance intrinsèque du matériau. Les valeurs de FIC sont moins important pour la fissure elliptique celle de la fissure rectiligne, qui atteint le seuil de la rupture dans certaine condition, et se propage essentiellement par cisaillement des deux lèvres de fissure en modes mixtes II et III, Ces valeurs montrent que le mode de rupture le plus probable est le mode II.