Las uniones de titanio-titanio en la rodilla se corroen y generan daños similares a los de la cadera
Estudios anteriores
identificaron corrosión entre los componentes tibiales modulares de los
dispositivos de artroplastia total de rodilla. Sin embargo, persisten
las brechas. En comparación con la cadera, los modos de daño que ocurren
dentro de las uniones cónicas en la rodilla siguen siendo poco
comprendidos. En este estudio, investigamos la corrosión en los
componentes de artroplastia total de rodilla con uniones de
titanio-titanio. Planteamos la siguiente pregunta: en condiciones
típicas de carga cíclica in vivo, ¿los mismos modos de daño de aleación
de los dispositivos de artroplastia total de rodilla se parecerán a los
documentados en la cadera?
The Journal of Arthroplasty
Titanium-Titanium Junctions in the Knee Corrode, Generating Damage Similar to the Hip – The Journal of Arthroplasty (arthroplastyjournal.org)
@JArthroplasty
Cada uno de los modos de daño identificados en las uniones tibiales de titanio-titanio modulares se informó previamente en estudios de recuperación de artroplastias totales de rodilla. En conjunto, los resultados sugieren que la corrosión por grietas asistida mecánicamente promovió el daño in vivo.
Conclusiones
Recopilamos
y analizamos 50 pares de placas base y vástagos de aleación de titanio,
identificando visualmente la corrosión en el 95 % de los componentes
del dispositivo. Luego, investigamos más a fondo una subsección de
vástagos y conos de orificios corroídos moderadamente y severamente.
Mediante SEM y DOM, identificamos los modos de daño generados por MACC,
incluida la oxidación, la corrosión por grietas, la disolución selectiva
y las picaduras. Los estudios de recuperación documentan estos 4 modos
de daño en las uniones modulares Ti-Ti en la cadera [19,23,24,36].
La artroplastia total de
rodilla (TKA) es un procedimiento clínicamente exitoso con bajas tasas
de revisión [1,2]. Sin embargo, los pacientes con TKA que se someten a
un procedimiento de revisión pueden tener un mayor riesgo de
complicaciones posquirúrgicas y revisiones posteriores [3–8]. Además,
los procedimientos de revisión son más complejos, requieren más tiempo
operatorio y aumentan los costos [9–11]. A pesar de las mayores tasas de
falla en comparación con los procedimientos primarios, la TKA de
revisión sigue siendo comparativamente poco estudiada, y los modos de
daño que ocurren en los componentes de la unión cónica de revisión
siguen siendo poco conocidos. Muchos dispositivos de revisión de
artroplastia total de rodilla utilizan vástagos de aleación de titanio
para mejorar la estabilidad y compensar la pérdida ósea [12]. En el caso
de los componentes tibiales, se forma una grieta en la unión del
vástago de la placa base, donde puede producirse corrosión por grietas
asistida mecánicamente (MACC) in vivo [13-15]. Si bien muchos estudios
investigan la corrosión por frotamiento y la corrosión en las uniones
modulares de la artroplastia total de cadera (ATC), pocos exploran la
corrosión dentro de la artroplastia total de rodilla [16-22]. Además,
los modos de daño por corrosión en las uniones titanio-titanio (Ti-Ti)
parecen distintos de los de las uniones de aleación mixta [23,24]. Los
estudios de recuperación generalmente se centran en las superficies de
cobalto cromo molibdeno (CoCrMo), donde, para una subsección de
pacientes, la liberación de iones puede estar asociada con reacciones
locales adversas en los tejidos (ALTR), incluidas las lesiones asociadas
a vasculitis con predominio linfocítico aséptico (ALVAL) [25-29]. Por
el contrario, las aleaciones de titanio se consideran algunos de los
materiales más biocompatibles, y la revisión asociada con la corrosión
de la aleación de titanio rara vez ocurre [30,31].
La mayor parte del
conocimiento sobre la degradación de Ti-Ti in vivo proviene de la
caracterización mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) de una
pequeña cantidad de implantes [23,24,32–34]. Las micrografías de los
componentes recuperados de la artroplastia total de cadera muestran
formación de óxido, corrosión por grietas, disolución selectiva y
picaduras [23,24]. Bajo carga cíclica, pueden producirse grietas por
corrosión bajo tensión, fragilización por hidrógeno y fractura [34].
Estudios previos de nuestro grupo informaron sobre la prevalencia de la
corrosión cónica en dispositivos modulares de artroplastia total de
cadera y cuantificaron la pérdida volumétrica de material [14,15].
Mostramos que la mayoría (93 %) de los componentes tibiales modulares
recuperados parecían visualmente corroídos [14]. Sin embargo, más allá
de identificar la fricción y una morfología de agrietamiento, no
caracterizamos el daño a los componentes tibiales Ti-Ti [15].
Es
importante señalar que los vástagos de cadera y rodilla pueden diferir
tanto en diseño como en función. Los vástagos de cadera presentan
superficies de crecimiento interno porosas, están bien fijados y están
expuestos a magnitudes de estrés relativamente grandes.
Comparativamente, los vástagos de rodilla a menudo no están fijos,
encarnados o cargados tanto como las caderas. Sin embargo, tanto los
vástagos de cadera como los de rodilla forman grietas en las uniones
cónicas, y ambos están expuestos a cargas cíclicas, 2 elementos que se
supone que promueven la MACC in vivo [35].
En este estudio,
investigamos la corrosión cónica de aleación de titanio en 50 pares de
placas base y vástagos tibiales. Planteamos la siguiente pregunta: ¿Qué
modos y mecanismos de daño por corrosión ocurren? Planteamos la
hipótesis de que en condiciones comparables a las uniones cónicas de la
misma aleación en la cadera (por ejemplo, carga cíclica dentro de una
grieta por el uso típico in vivo), la MACC generaría modos de daño
similares.
Kurtz MA, Aslani S, Smith JA, Klein GR, Spece H, Kurtz SM. Titanium-Titanium Junctions in the Knee Corrode, Generating Damage Similar to the Hip. J Arthroplasty. 2024 Jul 23:S0883-5403(24)00748-4. doi: 10.1016/j.arth.2024.07.026. Epub ahead of print. PMID: 39053666.
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