Tibial cartilage stress analysis in osteoarthritis development : a comparison of traumatic injury and degenerative causes using finite element analysis

Abstract

Gerður var samanburður á spennu í liðbrjóski sköflungs (í hnélið) á milli þriggja hópa einstaklinga: Þeirra sem hafa orðið fyrir nýlegum áverkum á hné, einstaklinga sem greindir hafa verið með slitgigt á háu stigi, auk viðmiðunarhóps án einkenna (n=23). Notast var við líkön unnin með hugbúnaðarpakkanum Materialise Mimics Innovation Suite og þau greind með einingaraðferðinni. Einföld líkön af sköflungnum og liðbrjóski hans voru unnin úr samsettum tölvusneiðmyndum og myndum úr segulómun. Líkönin voru greind með forritinu FEBio en niðurstöður þess voru hærri spennugildi í áverka- og slitgigtar hópunum samanborið við viðmið. Þær niðurstöður gefa vísbendingu um þætti sem leiða til slitgigtar og gætu leitt til nýrra forvarna gegn sjúkdóminum.

Tibial cartilage stress distributions of the tibiofemoral joint were compared between three subject groups: Recent knee trauma, Late-stage degenerative osteoarthritis (OA), and control (n=23). Finite element analysis was performed on models created using the Materialise Mimics Innovation Suite programs. Simple models comprising the tibial bone and cartilage, based on computer tomography and magnetic resonance imaging. The models were analyzed using the FEBio software and revealed higher stress concentrations in the anterior tibial cartilage for both trauma and OA groups compared to controls. These findings suggest that specific stress patterns may contribute to OA development, potentially paving the way for preventative strategies.