Modelo numérico para ligamentos de tobillo sanos y lesionados

Numerical model for healthy and injured ankle ligaments

 

Fuente
Este artículo es originalmente publicado en:

 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28220401

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13246-017-0533-7

 

 

De:

 

 

Forestiero A1, Carniel EL1,2, Fontanella CG3,4, Natali AN1,2.

Australas Phys Eng Sci Med. 2017 Feb 20. doi: 10.1007/s13246-017-0533-7. [Epub ahead of print]

 

 

Todos loa derechos reservados para:

 

© Australasian College of Physical Scientists and Engineers in Medicine 2017

 

 

 

Abstract

The aim of this work is to provide a computational tool for the investigation of ankle mechanics under different loading conditions. The attention is focused on the biomechanical role of ankle ligaments that are fundamental for joints stability. A finite element model of the human foot is developed starting from Computed Tomography and Magnetic Resonance Imaging, using particular attention to the definition of ankle ligaments. A refined fiber-reinforced visco-hyperelastic constitutive model is assumed to characterize the mechanical response of ligaments. Numerical analyses that interpret anterior drawer and the talar tilt tests reported in literature are performed. The numerical results are in agreement with the range of values obtained by experimental tests confirming the accuracy of the procedure adopted. The increase of the ankle range of motion after some ligaments rupture is also evaluated, leading to the capability of the numerical models to interpret the damage conditions. The developed computational model provides a tool for the investigation of foot and ankle functionality in terms of stress-strain of the tissues and in terms of ankle motion, considering different types of damage to ankle ligaments.

KEYWORDS:

Ankle ligaments; Constitutive model; Foot mechanics; Numerical model

 

 

Abstract

The aim of this work is to provide a computational tool for the investigation of ankle mechanics under different loading conditions. The attention is focused on the biomechanical role of ankle ligaments that are fundamental for joints stability. A finite element model of the human foot is developed starting from Computed Tomography and Magnetic Resonance Imaging, using particular attention to the definition of ankle ligaments. A refined fiber-reinforced visco-hyperelastic constitutive model is assumed to characterize the mechanical response of ligaments. Numerical analyses that interpret anterior drawer and the talar tilt tests reported in literature are performed. The numerical results are in agreement with the range of values obtained by experimental tests confirming the accuracy of the procedure adopted. The increase of the ankle range of motion after some ligaments rupture is also evaluated, leading to the capability of the numerical models to interpret the damage conditions. The developed computational model provides a tool for the investigation of foot and ankle functionality in terms of stress-strain of the tissues and in terms of ankle motion, considering different types of damage to ankle ligaments.

KEYWORDS:

Ankle ligaments; Constitutive model; Foot mechanics; Numerical model

 

 

 

Resumen


El objetivo de este trabajo es proporcionar una herramienta computacional para la investigación de la mecánica del tobillo bajo diferentes condiciones de carga. La atención se centra en el papel biomecánico de los ligamentos del tobillo que son fundamentales para la estabilidad de las articulaciones. Un modelo de elementos finitos del pie humano se desarrolla a partir de Tomografía Computarizada y Resonancia Magnética, con especial atención a la definición de los ligamentos de tobillo. Se asume que un modelo constitutivo visco-hiperelástico reforzado con fibra reforzada caracteriza la respuesta mecánica de los ligamentos. Se realizan análisis numéricos que interpretan el cajón anterior y las pruebas de inclinación de los talares reportados en la literatura. Los resultados numéricos están de acuerdo con la gama de valores obtenidos por pruebas experimentales que confirman la exactitud del procedimiento adoptado. También se evalúa el aumento de la amplitud de movimiento del tobillo después de la rotura de algunos ligamentos, lo que conduce a la capacidad de los modelos numéricos para interpretar las condiciones de daño. El modelo computacional desarrollado proporciona una herramienta para la investigación de la funcionalidad del pie y tobillo en términos de estrés-deformación de los tejidos y en términos de movimiento de tobillo, considerando diferentes tipos de daño a los ligamentos de tobillo.

 


PALABRAS CLAVE:
Ligamentos del tobillo; Modelo constitutivo; Mecánica de los pies; Modelo numérico

 

PMID:   28220401   DOI:   10.1007/s13246-017-0533-7

Transferencia de aloinjertos osteocondrales para el tratamiento de lesiones osteocondrales del talus: una revisión sistemática.

Osteochondral Allograft Transfer for Treatment of Osteochondral Lesions of the Talus: A Systematic Review.

 

Fuente
Este artículo es originalmente publicado en:

 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27546173

http://www.arthroscopyjournal.org/article/S0749-8063(16)30366-8/abstract

 

De:

VanTienderen RJ1, Dunn JC2, Kusnezov N2, Orr JD2.

 

Arthroscopy. 2017 Jan;33(1):217-222. doi: 10.1016/j.arthro.2016.06.011. Epub 2016 Aug 18.

 

Todos los derechos reservados para:

 

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Abstract

PURPOSE:

The purpose of this study is to present a systematic review of the literature regarding the use of fresh bulk osteochondralallograft transfer for treatment of large osteochondral lesions of the talus (OCLT) in an effort to characterize the functional outcomes, complications, and reoperation rates.

CONCLUSIONS:

Fresh bulk allograft transplantation can substantially improve functional status as well as effectively prevent or delay the eventual need for ankle arthrodesis or replacement. However, patients must be carefully selected and counseled on the morbidity of the procedure as well as the high incidence of clinical failure (13%) and need for reoperation (25%) and revision surgery (8.8%).

 

Resumen

PROPÓSITO:
El propósito de este estudio es presentar una revisión sistemática de la literatura sobre el uso de la transferencia de aloinjerto osteocondral a granel para el tratamiento de grandes lesiones osteocondrales del astrágalo en un esfuerzo por caracterizar los resultados funcionales, las complicaciones y las tasas de reoperación.
CONCLUSIONES:
El trasplante de aloinjerto a granel fresco puede mejorar sustancialmente el estado funcional así como prevenir o retrasar efectivamente la eventual necesidad de artrodesis o reemplazo de tobillo. Sin embargo, los pacientes deben ser cuidadosamente seleccionados y asesorados sobre la morbilidad del procedimiento, así como la alta incidencia de fracaso clínico (13%) y necesidad de reoperación (25%) y cirugía de revisión (8,8%).

LEVEL OF EVIDENCE:

Level IV, systematic review of Level IV studies.

PMID:  27546173   DOI:  10.1016/j.arthro.2016.06.011