Biomechanical Considerations in the Design of High-Flexion Total Knee Replacements

Abstract

Typically, joint arthroplasty is performed to relieve pain and improve functionality in a diseased or damaged joint. Total knee arthroplasty (TKA) involves replacing the entire knee joint, both femoral and tibial surfaces, with anatomically shaped artificial components in the hope of regaining normal joint function and permitting a full range of knee flexion. In spite of the design of the prosthesis itself, the degree of flexion attainable following TKA depends on a variety of factors, such as the joint's preoperative condition/flexion, muscle strength, and surgical technique. High-flexion knee prostheses have been developed to accommodate movements that require greater flexion than typically achievable with conventional TKA; such high flexion is especially prevalent in Asian cultures. Recently, computational techniques have been widely used for evaluating the functionality of knee prostheses and for improving biomechanical performance. To offer a better understanding of the development and evaluation techniques currently available, this paper aims to review some of the latest trends in the simulation of high-flexion knee prostheses.

Bio-Functional Design, Application and Trends in Metallic Biomaterials

“…The first important property of metal implants is the biomechanical design, including suitable mechanical properties such as strength, stiffness, wear, corrosion resistances and fatigue properties that need to be carefully designed [ 25 , 26 , 27 , 28 , 29 ]. A great number of researchers are still working on this field of biomechanical design to resolve various issues being faced today [ 30 , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 ].…”

The Effectiveness and Safety of General and Spinal Anesthesia on Systemic Inflammatory Response in Patients with Tumor-Type Total Knee Arthroplasty

“…Artificial prosthesis replacement reconstruction by TKA has some advantages, such as early weight bearing, individualized design, less complications, and good recovery of the limb function, etc. [4][5][6][7][8]. Therefore, various effective methods are applied in TKA from beginning to end in order to minimize the perioperative stress response and pain, and to recover early organ function, the patient's bodies are prompted to reach the preoperative status as soon as possible.…”

Inquérito sobre a funcionalidade do joelho em mulheres praticantes de BODYPUMP™

“…Esta articulação é projetada para mobilidade, fornecida pela estrutura óssea, estabilidade, fornecida pelos tecidos moles (ligamentos, músculos e cartilagens) 1 . Muitas atividades diárias exigem considerável flexão e extensão de joelho, como caminhar, subir e descer escadas, além de suportar grandes cargas 2 . Dores e a diminuição da funcionalidade do joelho são comuns tanto em pessoas ativas como em sedentárias, sendo as causas multifatoriais como o repetido esforço de forma irregular, desgastes, subluxações, desequilíbrios musculares, incompatibilidade entre aplicação de sobrecarga e capacidade de recuperação e pré-disposição genética.…”

“…Qualquer desconforto no joelho pode desestabilizar a articulação, causando uma diminuição da função 3 . O joelho é uma articulação de grande instabilidade, expondo essa articulação diante de atividades que exigem grande mobilidade a maior número de traumas, resultando em dor, fraqueza muscular e até perda de função 4,5. Tais traumas podem ser provocados por um excesso das limitações fisiológicas, ou bem por um estresse de intensidade normal sobre músculo enfraquecido ou não treinado, gerando insegurança, desconforto e a dor 2 . As mulheres são mais acometidas a desenvolverem um processo de algum tipo de desconforto nos joelhos, pela sua anatomia, diferenças neuromusculares e variações hormonais.…”