Anatomical hip simulator aims for improved surgical outcomes / Il simulatore anatomico dell'anca mira a migliorare i risultati chirurgici
An anatomical hip simulator is being developed in the UK to advance the understanding of hip shape and motion and improve outcomes for hip replacement patients.
Around 80 million people worldwide suffer from hip osteoarthritis, of whom an increasing number require a replacement joint.
In England and Wales alone, 90,000 hip replacements are carried out each year.
While the majority of these replacements are considered a success, an increasing number of people are finding they do not regain the level of movement they were hoping for after surgery. What’s more, some replacements fail in the early stages due to mechanical problems with the artificial hip.
The simulator, being developed by a team led by Dr Sophie Williams at Leeds University with £1m funding from EPSRC, will allow the researchers to investigate the mechanical performance of hip joints – both “phantoms” designed to mimic real hips and artificial replacement components – when pushed to extremes of motion.
“Computer simulations are great, and they enable us to go through lots of different variables very quickly, but we need to understand what is physically happening to the materials,” said Williams.
“This project will look at mechanical performance when you go to extremes of motion, so not necessarily gymnastics, but maybe just bending down to tie your shoe laces, which can cause impingement in the joint.”
Williams will work with Prof Russ Harris and Dr Rob Kay, both advanced manufacturing engineers at Leeds, to develop materials and structures designed to mimic human bone and tissue.
One issue that can lead to osteoarthritis is when a patient’s hip is not as round as it should be, which interferes with the smooth motion of the ball within the socket.
“Part of the project will look at whether we can use additive manufacturing techniques to produce material properties like those you would see in the natural hip, so we can start to understand how the natural hip, when it is not quite the shape it should be, performs in those extremes of loading and motion,” she said.
Ultimately, Williams hopes to be able to advise surgeons on how best to position artificial hips, depending on factors such as the individual patient’s shape and gait.
ITALIANO
Un simulatore anatomico dell'anca è stato sviluppato nel Regno Unito per far progredire la comprensione della forma e del movimento dell'anca e migliorare i risultati per i pazienti con sostituzione dell'anca.
Circa 80 milioni di persone in tutto il mondo soffrono di osteoartrosi dell'anca, di cui un numero crescente richiede una articolazione sostitutiva.
Solo in Inghilterra e nel Galles vengono effettuate 90.000 sostituzioni all'anca ogni anno.
Mentre la maggior parte di queste sostituzioni è considerata un successo, un numero crescente di persone sta scoprendo di non riprendere il livello di movimento che speravano dopo l'intervento chirurgico. Inoltre, alcune sostituzioni falliscono nelle prime fasi a causa di problemi meccanici con l'anca artificiale.
Il simulatore, sviluppato da un gruppo guidato dalla dott.ssa Sophie Williams dell'Università di Leeds con un finanziamento di £ 1m da EPSRC, consentirà ai ricercatori di studiare le prestazioni meccaniche delle articolazioni dell'anca - entrambi i "fantocci" progettati per imitare i fianchi reali dei componenti di ricambio artificiali - quando viene spinto verso condizioni estremi di movimento.
"Le simulazioni al computer sono grandiose e ci permettono di provare molte variabili diverse molto velocemente, ma dobbiamo capire cosa sta accadendo fisicamente ai materiali", ha affermato Williams.
"Questo progetto guarderà alle prestazioni meccaniche quando si va a movimenti estremi, quindi non necessariamente ginnastica, ma anche forse solo piegandosi verso il basso per legare i lacci delle scarpe, che possono causare il conflitto nell'articolazione".
Williams lavorerà con il prof. Russ Harris e il dott. Rob Kay, entrambi ingegneri di produzione avanzati a Leeds, per sviluppare materiali e strutture progettati per imitare ossa e tessuti umani.
Un problema che può portare all'osteoartrosi è quando l'anca di un paziente non è tonda come dovrebbe essere, il che interferisce con il movimento regolare del dispositivo rotondo all'interno della struttura.
"Una parte del progetto esaminerà se possiamo usare tecniche di produzione additiva per produrre proprietà del materiale come quelle che vedresti nell'anca naturale, così possiamo iniziare a capire come l'anca naturale, quando non è proprio la forma che dovrebbe essere , si comporta in quegli estremi di carico e movimento ", ha detto.
In definitiva, Williams spera di essere in grado di consigliare i chirurghi sul modo migliore di posizionare i fianchi artificiali, a seconda di fattori come la forma e l'andatura del singolo paziente.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/anatomical-hip-simulator/?cmpid=tenews_4410963&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
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