LOMBER DİSK PROTEZLERİNİN OMURGA BİYOMEKANİĞİNE KATKISI VE SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ

Transkript

1 bolum8 4/8/11 5:04 PM Page Lomber Dejeneratif Disk Hastal ve Dinamik Stabilizasyon 8- LOMBER DİSK PROTEZLERİNİN OMURGA BİYOMEKANİĞİNE KATKISI VE SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ 8 LOMBER DİSK PROTEZLERİNİN OMURGA BİYOMEKANİĞİNE KATKISI VE SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ Bilim gerçeklerden kuruludur, t pk evin tu lalardan kurulu olmas gibi. Ancak, gerçeklerin toplanmas bilim de ildir. T pk bir küme tu lan n ev anlam na gelmemesi gibi. Henri Poincaré Lomber Disk Protezleri ve Omurga Biyomekani indeki Etkileri Lomber disk protezinin tercih edilme nedenlerinden en önemlisi, füzyon kullan m ile ortaya ç kan problemlerin en aza indirgenmesidir. Füzyon tekni i ile bel a r s n n azalt lmas na hatta yok edilebilmesine ra men, en büyük problem komflu segmentlerin hareketinin k s tlanmas ve bu sebepten dolay komflu disklerde meydana gelen önemli hasarlard r (1,2). Disk protezinin uygulanmas nda beklenen önemli sonuçlarlardan biri, bel a r s n n yok edilmesi ve sa l kl bir disk yüksekli inin tekrar yerine getirilmesidir. Disk yüksekli inin tekrar yerine getirilmesi ile omurilik kanal ve foramenlerin fizyolojik s - n rlara dönmesi ve arka faset eklemlerindeki gerilimin azalt lmas sa lanmaktad r. Bunlar n yan s ra diskin yeniden normal sa l kl bir disk gibi hareket edebilmesi, disk protezinin en büyük avantajlar ndan biridir. Disk protezinin dinamik olmas, normal vücut hareketlerine izin vererek hastan n günlük hayatta daha rahat ve verimli olmas n sa lamaktad r (3). Disk protezlerinin gere inden fazla hareketli olmas ise, istenmeyen bir durumdur. Disk protezinin öne, arkaya ve yana e ilme ve dönme hareketlerini normal s n rlar içerisinde sa lamas ve bu s n rlar zorlamamas çok önemlidir (4). Hareketli olan diskin dönme ekseni omurgan n hareketlerinde önemli bir rol oynamaktad r. Kuramsal olarak dönme ekseni, sagital görünüflte vertebran n orta k sm n n biraz daha arkas ile alt vertebran n üst son pla n n biraz alt k sm n n kesiflti i nokta olarak kabul edilmektedir (3). Bütün lomber disk protezleri öne, arkaya ve yana e ilme ve dönme hareketlerini belirli bir ölçüde sa lamaktad r. Disk protezi taraf ndan sa lanan bu hareketler çevredeki adaleler, ligaman denilen ba lar ve vertabra üzerindeki eklemler taraf ndan kontrol edilmektedir (fiekil 1). Disklerin hareketleri tamamen çevredeki bu dokulara ba l d r. Anulus fibrosus Lamel Nüklesus pulposus fiekil 1: Diskin anulus fibrosus, nükleus pulposus ve lamelden oluflan genel yap s görülmektedir.

2 bolum8 4/8/11 5:04 PM Page Örne in; FlexiCore (Stryker Spine, Allendale, NJ) protezi d fl nda, piyasadaki disk protezlerinin dönme hareketine karfl k s tlamalar yoktur (3). Di er disk protezlerinde k s tlamalar anulus fibrosus, diskin yan k s mlardaki ba lar ve kas yap lar taraf ndan sa lanmaktad r. Disk protezi ameliyatlar nda cerrahlar, anulus fibrosusu zedelememeye özellikle dikkat ederler. Bunun nedeni ise, diskin hareketlili ini özellikle dönme hareketini k s tlamak ve kontrol alt na almakt r (5,6). Disk protezinin vertebraya tutturulmas tekni i, diskin uzun y llar kullan lmas aç s ndan önemlidir. Disk protezinin vertebralarla temas eden yüzeyinin kemik oluflumuna izin vermesi, diskin daha iyi tutunmas n sa lamaktad r. Bunun yan s ra kemik oluflumu, süreç gerektiren bir yap lanmad r ve diskin ilk yerlefltirilmede vertebralara belirli sistemler yard m ile tutturulmas gerekmektedir. Bu sistemlerden biri de, keel sistemi ad verilen protezin vertebralarla temas yüzeyinde bulunan ç k nt d r (5,7) (fiekil 2). Bu ba lamda, lomber disk protezlerinin uygulanmas na yönelik cerrahilerde en çok kullan lan dört lomber disk protezi olan Charité, ProDisc, Maverick ve FlexiCore üzerinde durmak faydal olacakt r. Tablo 1'de ad geçen bu dört lomber disk protezinin tasar mlar hakk nda teknik bilgiler bulunmaktad r. Tabloda bulunan bilgiler; diskin meydana geldi i parça say s, yataklama çeflidi, kullan lan malzeme ve k s tlamalar içermektedir. ProDisc II Protezi ProDisc, iki tane metal plaka ve ortalar nda diskin hareketini üst plaka üzerinde sa lamas na yarayan parçadan oluflmaktad r.ortadaki bu parçan n malzemesi, çok yüksek moleküler a rl kl polietilen (ÇYMAPE) polimeridir. Orta parça, diskin alt k sm na yerlefltirilmifltir ve ba ms z olarak hareket edememektedir. ÇYMAPE GUR 1020 cerrahi protezleri, ISO 5834 ve ASTM F 648 standartlar nda bas nçl döküm yöntemiyle üretilmifltir (8). Klinik raporlarda ço unlukla uygulamas ndan baflar l sonuçlar elde edildi i belirtilen ProDisc II protezleri, k sa dönemlik incelemeler sonucunda de erlendirilmifltir. Ayr ca Pro- Disc II protezlerinin, Charité protezlerine nazaran daha dayan kl oldu u vurgulanmaktad r. Uygulama sonuçlar nda ProDisc II protezlerinden yak nma oran % 3, olarak bildirilmifltir (9). Tasar m Charité ProDisc Maverick FlexiCore Üretici firma Cerrah n yerlefltirmesi gereken parça say s Temas eden hareket yüzeyleri Yataklama modeli Biyomalzeme Hareket s n rl l Kemi e tutturulma yöntemi Kanatç k (Keel) fiekil 2: Keel ad verilen vertebraya tutunmay sa layan kanatç k görülmektedir. Tablo 1: En çok kullan lan dört lomber disk protezine dair teknik bilgiler. DePuy spine (Raynham, MA, A.B.D.) Hareketli yataklama Bilyeli mafsal Bilyeli mafsal Bilyeli mafsal Difllerle (içinde), CaP/Ti kaplama (d fl nda, A.B.D.) Synthes (Paoli, PA) Keel kanatç k ve Ti kaplama Medtronic Sofamor Danek (Memphis, TN) Keel kanatç k ve hidroksiapatite kaplama Stryker Spine (Allendale, NJ) 1 (4 parçadan oluflur) CoCr/ÇYMAPE CoCr/ÇYMAPE CoCr/CoCr CoCr/CoCr Yok Yar s n rl Yar s n rl S n rl Plazma spreyli Ti kaplama Yok Var Var Yok

3 bolum8 4/8/11 5:04 PM Page Lomber Dejeneratif Disk Hastal ve Dinamik Stabilizasyon 8- LOMBER DİSK PROTEZLERİNİN OMURGA BİYOMEKANİĞİNE KATKISI VE SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ fiekil 3: Protezin sa lad 10 derece arkaya, 13 derece öne ve 10 derece yana e ilme görülmektedir (11). Protezin vertebra yüzeyi ile temas na iliflkin olarak, vertebralarda çökmeler meydana geldi i vurgulanm flt r. Bunun yan s ra, ön tarafa do ru kaymalar ve orta k s mda bulunan ÇYMAPE parças n n yuvas ndan ç kabildi i kaydedilmifltir. Literatürde, di er iki incelemede ise, ProDisc in üzerindeki keel ad verilen ç k nt n n vertebra cismini k rarak ikiye ay rd na yer verilmifltir (10). ProDisc protezi, öne, arkaya ve yana e ilme hareketleri yapacak flekilde tasarlanm flt r (5,12). Protez; 13 derece öne, 7 derece arkaya, 10 derece yana e ilme ve 3 derece dönme hareketine olanak sa lamaktad r (13) (fiekil 3). Maverick Protezi Maverick protezi, kobalt krom (Co-Cr) malzemesi kullan larak üretilen iki metal parçadan oluflmaktad r. Bilyeli mafsal eklemi üst ve alt parçalar n biraz gerisine yerlefltirilerek, protezin normal omurga hareketine yak n bir flekilde hareket etmesi sa lanm flt r. Co-Cr malzeme teknolojisi, kalça protezlerinde de kullan lmaktad r ve bu bölgede malzemenin afl nma oran çok az olarak saptanm flt r (14) (fiekil 4). Sözü edilen teknoloji Maverick protezlerinde de kullan lm flt r. Her iki parças n n vertebrayla temas yüzeylerinde keel ad verilen protezin vertebralara tutunmas n sa layan dikey kanatç klar bulunmaktad r. Bu kanatç klar n boyu, protezin tasar m sürümlerinde 11 mm den 6,5 mm ye kadar küçültülmüfltür. Ayn zamanda, bu kanatç klarla beraber vertebralarla temas yüzeyleri kemik oluflumu için hidroksiapatit ile kaplanm flt r. Kemik oluflumunu kolaylaflt rman n amac ise, daha önce de bahsedildi i gibi protezin vertebralara daha sa lam tutunmas n sa lamakt r. fiekil 4: Maverick disk protezi afl nma testi sonucu afl nm fl yüzeyleri görülmektedir.

4 bolum8 4/8/11 5:04 PM Page Öne ve arkaya olan hareketlerinde, L5-S1 disk aral nda, 7,9 derece; L4-L5 aral nda 9,4 derece ve L3-L4 aral nda 7,4 derece e ilme sa lamaktad r (8). Mathews ve arkadafllar (15) taraf ndan yorulma testleri, en yüksek kompresif yükleme 10,000 N, 2004 y l nda yap lm flt r. On bin N'lik kompresif yüklemenin, vertebran n yük tafl ma kapasitesinden yaklafl k olarak 2,3-3,2 kat daha fazla oldu unu belirtmifllerdir. Yap lan incelemeler sonucunda, 10 milyon devir yorulma testinden sonra hiçbir mekanik sorun olmad gözlenmifltir. Ayn yorulma testi için afl nma de erlerine bak lm fl ve hacimde mm 3 lük bir azalma gözlemlenmifltir. Bu test ile protezin hastaya implante edildi i düflünüldü- ünde 13,5 y ll k bir kullan m süresine denk düfltü ü belirtilmifltir. FlexiCore Protezi Lomber omurga bölgesi, disk protezleri aras nda en fazla hareket s n rl l olan protezlerden biri olarak bilinmektedir. FlexiCore protezi dört parçadan oluflmaktad r ve bu parçalar n her biri kobalt-krom (CoCr) alafl m ndan üretilmektedir (16) (fiekil 5). Bilyeli mafsal eklemi, tam olarak vertebra yüzeylerine temas eden parçalar n ortas na yerlefltirilmifltir. Bilye k sm, ekstra bir plaka ile ba lant s oldu undan protez gerilme yüklemelerine karfl direnç gösterebilmektedir. Bunlara ek olarak protez tasar m nda öne, arkaya ve yana e ilme hareketlerini s n rlamak için bölümler bulunmaktad r. Fakat bu s n rlamalar, normal bir lomber diskin yapabilece i hareketten daha fazlas na izin vermektedir. FlexiCore disk protezi, üzerinde bulunan difller yard m ile vertebralara tutunabilmektedir. Protez üzerinde kemik oluflumunu h zland rmak için titanyum sprey kaplama uygulanm flt r. Yap lan hareketli ve hareketsiz kullan m analizleri sonucunda protezin normal vertebran n kald rabilece i yüklemelerden daha fazlas için bir performansa sahip oldu u gözlenmifltir. Buna ek olarak 10 milyon devirlik afl nma testlerinden ise, çok iyi sonuçlar al nm flt r (16). Bu proteze dair klinik veriler hakk nda henüz herhangi bir çal flma yay mlanmam flt r. FlexiCore, hareketi k s tlanm fl bir disk protezidir ve düzlemsel harekette avantaj sa lamamaktad r. 15 derece öne, arkaya ve yana e ilme özelli ine sahiptir. Bu de erler, normal omurga hareket s n r n geçmektedir. Dönme ekseni etraf nda ise, 5 derecelik bir dönme gözlenmekte ve bu dönme hareketi de normal omurga s n rlar n aflmaktad r (17). Charité Protezi Charité protezi, üç ayr parçadan oluflmaktad r (fiekil 6). Vertebra yüzeyi ile temas eden alt ve üst parçalar, kobalt-krom-molibden (CoCrMo) alafl m ndan üretilmifltir. Bu iki plaka aras nda serbestçe hareket edebilen ÇYMAPE parça bulunmaktad r. Vertebralara tutunma olarak üst ve alt bölümlere eklenen difller kullan lm flt r. Difller, flekilde görüldü ü gibi ön ve arka k s mlara eklenmifltir. Kemik oluflumunun sa lanmas ve replasman sonras nda vertebralara uzun süre ba l kalabilmesi için plazma sprey yöntemi ile porous titanyum ve kalsiyum fosfat kaplamalar yap lm flt r (18). Yedi ayr tasar m ile vertebra yüzeyine uyumunun daha iyi olmas na çal fl lm flt r. Ayn zamanda vertebra yüzeyi ile temas eden k s mlar dört ayr aç da (0; 5; 7,5; 10 derece) sunulmaktad r. Bu durum, belde 20 dereceye kadar lordosise izin vermektedir. Dönme ekseninin tam ortada olmas ndan dolay protezin omurgan n orta çizgisinin 2 mm gerisine yerlefltirilmesi uygun görülmektedir (fiekil 7). Protezin bu flekilde tasar m vertebralar n do rusal hareket yapmas na izin vermekte, böylece komflu vertebralar ve faset eklemler daha az yüke maruz kalmaktad r (20). fiekil 5: FlexiCore disk protezinin önden görünümü.

5 bolum8 4/8/11 5:04 PM Page Lomber Dejeneratif Disk Hastal ve Dinamik Stabilizasyon 8- LOMBER DİSK PROTEZLERİNİN OMURGA BİYOMEKANİĞİNE KATKISI VE SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ fiekil 6: Charité III disk protezi ve parçalar n n görünümü. Sonlu Elemanlar Yönteminin Omurga çin Kullan lmas Vertebra k sm n n 2 mm gerisi Vertebra orta çizgisi fiekil 7: Charité III disk protezinin yerlefltirme ekseni görülmektedir (19). Bilgisayar teknolojisinin çok h zl büyümesi ve geliflmesi ile bilgisayar ortam nda problem çözme h z n n ve kapasitesinin artmas, modelleme programlar n n daha güvenilir olmas ve daha karmafl k problemler için rahatl kla kullan labilir hale gelmesi sa lanm flt r. Bununla birlikte, sonlu eleman analiz programlar mühendisler için standart bir araç olmufltur. Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modellenen Rijid ve Dinamik Sistemlerin Omurga Biyomekani ine Katk s bafl l kl bölümde omurgan n sonlu eleman yöntemi ile modellenmesi detayl olarak aç klanm flt r. Bu bölümde, lomber omurga protezleri modellemesi ele al nacakt r. Sonlu elemanlar yöntemi ile çözüm aramada öncelikle problemin belirlenmesi gerekmektedir. Sonlu elemanlar tekni i, belirli yüklemeler için tan mlanan problemin elastik deformasyon derecesine göre belirlenmektedir. Örne in, bir tane vertebra segmentinin gerinim ( strain ) ve gerilim ( stress ) analizi için do rusal ( lineer ) çözüm tekni i kullan labilmektedir. Fakat, çok segmentli omurga problemleri için sadece do rusal olmayan ( nonlineer ) çözüm tekni inin kullan lmas gerekmektedir. Böylece, büyük derecelerde meydana gelebilecek gerinim daha do ru ve güvenilir hesaplanabilmektedir.

6 bolum8 4/8/11 5:04 PM Page Do ru bir sonlu eleman uygulamas na örnek olarak, modellemenin faset eklemlerde uygulanacak do rusal olmayan kontak tekni i verilebilir (21). Birçok karmafl k araflt rma problemi duru umsu ( quasistatik ) veya eylemsizlik kuvvet yüklemeleri için dinamik çözüm teknikleri uygun görülmektedir. Omurga Model Geometrisi Omurga modellemesi yap l rken birçok yap n n ayr ayr modellenmesi gerekmektedir. Böylece omurga yap lar geometrisi, öz kütlesi, büyüklü ü ve di er yap larla birleflimi ile birbirinden ayr lmaktad rlar. Omurga modellenmesine eklenecek en önemli yap lar; vertebral kemik dokusu, ligaman yap lar, yumuflak dokular, diskin iç ve difl bölümleridir. Bütün dokular n modellemeye eklenmesi mümkün olmad gibi, eklenecek dokunun çal fl lacak modellemeye uygun olup olmad n da tespit etmek de zordur. Malzeme Modelleme Modellemelerde bütün biyolojik malzemelerin, yüklemelere karfl direkt olarak do rusal olmayan bir hareket sergiledikleri kabul edilmektedir (22,23). Baz omurga modellerinde do rusal ve do rusal olmayan malzeme modelleri ayn anda tan mlanm flt r. Her iki model kullan larak çok az çal flma yap lm flt r (24,25). Omurga çal flmalar nda, ligaman malzeme modellerinde ise ön gerilim tan mlama çal flmalar çok genel olmamakla birlikte nadiren gözlenmektedir (26). Kemik malzeme tan mlamas n n homojen ve efl yönlü olmamas na ra men, genellikle homojen ve efl yönlü modelleme yap lmaktad r (27,28). Modellemede S n r fiartlar Omurgan n görevlerinden en önemlileri, vücudun üst k sm n n a rl - n ve vücut hareketlerindeki yüklenmeleri tafl mas n n yan s ra vücut hareketlerini de k s tlamamas d r (29). Omurgan n modellemesi yap l rken, s n r flartlar bu normal fizyolojik duruma uygun flekilde belirlenmelidir. Omurga modeli s n r flartlar genellikle fizyolojik yap lar, omurga ba lant lar ve adalelerin etkileri alt ndad rlar. Baz araflt rmac lar, s n r flartlar n n belirlenmesinde omurga modelinde çal fl lacak olan yüklemelerin dikkate al narak tespit edilmesini önermekle beraber, White ve Panjabi (30) omurga hareket s n rlar n oldukça ayr nt l bir flekilde araflt r p üzerine yapt klar çal flmay yay mlam fllard r. Lomber Disk Protez Modellemesi ve Analizi Daha iyi bir performans elde etmek için yap lan protez model analizleri her zaman hareketsiz bir yap ya göre daha karmafl k ve zordur. Bunun nedeni ise, protez model analizlerinin gerçek çevresel koflullarda yap l yor olmas d r. Baflka bir deyiflle, protezin vücut içerisindeki davran fl - n n ve vücut ile etkilefliminin de analize kat lmas n n zorunlu olmas d r. Disk protezi modelinin kullan labilirli ini do rulama aflamalar n n ilk ad - m bilgisayar analizleridir. Bu analizleri daha sonra laboratuvar testleri ve klinik incelemeler takip etmektedir. Kurtz ve arkadafllar (31), sonlu elemanlar yöntemi ile Charité protezinin ÇYMAPE parças n analiz etmifllerdir. Bu analizin temel amac ; ÇYMAPE malzemesinden üretilen protezin orta k sm na eksenel do rultuda darbeler uygulayarak, malzemenin bu kuvvetlere olan tepkisini ölçmektir (fiekil 8). b) c) a) d) e) fiekil 8: Sonlu eleman yöntemi ile punch analizi; a) ÇYMAPE laboratuvar deney sonucu, b-c) Modelden en az gerilim al nan sonuç, d-e) Modelden en fazla gerilim al nan sonuç görülmektedir.

7 bolum8 4/8/11 5:04 PM Page Lomber Dejeneratif Disk Hastal ve Dinamik Stabilizasyon 8- LOMBER DİSK PROTEZLERİNİN OMURGA BİYOMEKANİĞİNE KATKISI VE SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ Ad geçen araflt rmac lar, ayn deneyi de iflik derecelerde darbelerle de denetlemifllerdir. Kullan lan ÇYMAPE parças daha sonra mekanik olarak ayn koflullarda deneye tabi tutulmufltur. Al nan sonuçlara göre sonlu eleman yöntemi analiz sonuçlar n n, laboratuvar deneylerine yak n oldu u saptanm flt r. Bilgisayar analiz modeli olarak do rusal olmayan ( nonlineer ) model uygulanm flt r (32). Moumene ve arkadafllar (33), sonlu eleman yöntemini kullanarak iki ayr disk protezinin faset eklemlerdeki yüklemelerin yer de ifltirmesi ile protezlerin içindeki polietilen gerilimlerini incelemifllerdir. Analizler, hareketli ve hareketsiz polietilen parçalar olan disk protezleri üzerinde yap lm flt r (fiekil 9). 3D düzlemsel olmayan sonlu eleman analizleri, sa l kl L4-L5 lomber diski için yap lm fl ve daha önceden sonuçlar al nan laboratuvar çal flmalar ile do rulamas gerçeklefltirilmifltir. Omurga dönme hareketi analiz sonuçlar na göre iç k sm hareketli olan protez, faset eklemlerde yüklenmeyi % 50 oran nda azalt rken; iç k sm sabit protezin ise bu yüklenmeyi % 10 oran nda artt rd gözlemlenmifltir (fiekil 10). Kompresif yüklemelerde 3 MPa ve 24 MPa de erleri için protezlerin yerleflmelerine göre gerilim da l m na bak lm flt r. Al nan sonuçlara göre, iç k sm hareketli olan disk protezinin replasman yerine ba l olarak disk üzerindeki gerilim da l m n n de iflmemesine ra men, iç k sm sabit olan protezin üzerindeki gerilim da l m % 40 oran nda art fl göstermifltir. a) fiekil 9: a) Muhtemel disk protezi yerlefltirme noktalar (protezin vertebra kemik yap s ndan taflmayacak flart ile), b) Önden yerlefltirilmifl iç taraf hareketli disk protez modeli, c) Önden yerlefltirilmifl iç taraf hareketsiz disk protez modeli görülmektedir. b) c) fiekil 10: Panjabi taraf ndan yap lan laboratuvar çal flmas ile Moumene ve arkadafllar n n sonlu elemanlar yöntemi çal flmas n n do rulamas (33).

8 bolum8 4/8/11 5:04 PM Page KAYNAKLAR 1- Gertzbein, SD, Holloper MR: Disc herniation after lumbar fusion. Spine 27(16):E , Etebar S, Cahill DW: Risk factor for adjacent-segment failure following lumbar fixation with rigid instrumentation for degenerative instability. J. Neurosurg 90(Suppl 2): , Errico TJ: Lumbar disc arthroplasty. Clin Orthop Relat Res 435: , Maigne R: Paon syndromes of the thoracolumbar junction. Phys Med Rehab Clin North Am 8:87-100, Tropiano P, et al: Lumbar total disc replacement: Seven to eleven year follow-up. J Bone Joint Surg Am 87: , Lemaire JP, Skalli W, Lavaste F: Intervertebral disc prosthesis: Results and prospects for the year Clin Orthop Relat Res 337:64-76, Le Huec JC, Mathews H, Basso Y: Clinical resutls of Maverick lumbar total disc replacement: Two-year prospective follow-up. Orthop Clin North Am 36: , Kurtz S: Total disc arthroplasty. In Kurtz SM, Edidin AA (eds). Spine Technology Handbook, London, Elsevier, 2006, pp Bertagnoli R, et al: Complications and strategies for revision surgery in total disc replacement. Orthop Clin North Am 36: , Shim CS, et al: Vertical split fracture of the vertebral body following disc replacement using prodisc: Report of two cases. J Spinal Disord Tech, 18: , Zigler JE, Bennett MT: ProDisc lumbar artificial disk, in dynamic reconstruction of the spine. In Kim DH, Cammisa FP, Fessler RG (eds). New York, Thieme, Hallab N, Link HD, Mcafee PC: Biomaterial optimization in total disc arthroplasty. Spine 28: , Delamarter RB, et al: ProDisc artficial total lumbar disc replacement: Introduction and early results from the U.S. clinical trial. Spine 28:S167-S175, Clarke IC, Good V: Ultra-low wear rates for rigid-on-rigid bearings in total hip replacements. Proc Inst Mech Eng 214: , Mathews HH, et al: Design rationale and biomechanics of Maverick total disc arthroplasty with early clinical results. The Spine Journal 4(Suppl 1):S268-S275, Valdevit A, Errico TJ: Design and evaluation of the FlexiCore meal-on-metal intervertebral disc prosthesis. Spine 4: , Sharan AD, Errico R: The FlexiCore disk in dynamic reconstruction of the spine. In Kim DH, Cammisa FP, Fessler RG (eds). New York, Thieme, Link H, Buttner-Janz K, Link SB: Chrarité artificial disc: History, design, and biomechanics in spinal restabilization procedures: In Kaech D, Jinkins J (eds): Diagnostic and therapeutic aspects of intervertebral fusion cages, artificial disc, and mobile implants. Netherlands, Elsevier, Geisler FH: Chrarité artificial disc in dynamic reconstruction of the spine. In Kim DH, Cammisa FP, Fessler RG (eds). New York, Thieme, Huec JCL, et al: Biomechanical considerations for total lumbar disk replacement in dynamic reconstruction of the spine. In Kim DH, Cammisa FP, Fessler RG (eds). New York, Thieme, Bowden A: Finite element modeling of the spine, in spine technology handbook. Kurtz SM, Edidin AA (eds). London, Elsevier, Natarajan RN, Williams JR, Andersson GBJ: Recent advances in analytical modeling of lumbar disc degeneration. Spine 29(23): , Panjabi MM, et al: The cortical shell architecture of human cervical vertebral bodies. Spine 26(22): , Baer AE, et al: The micromechanical environment of intervertebral disc cells determined by a finite deformation, anisotropic and biphasic finite element model. Journal of Biomechanical Engineering 125(1):1-11, Ulrich D, et al: Finite element analysis of trabecular bone structure: A comparison of image-based meshing techniques. Journal of Biomechanics 31(12): , Weiss J, Gardiner J: Critical reviews in biomedical engineering, computational modeling of ligament mechanics. Proceedings of the IASTED International Conference Biomedical Engineering 29:1-70, Morgan EF, Bayraktar HH, Keaveny TM: Trabecular bone modulus-density relationships depend on anatomic site. Journal of Biomechanics 36(7): , Hou FJ, et al: Human vertebral body apparent and hard tissue stiffness. Journal of Biomechanics 31(11): , Wilke HJ, et al: Intradiscal pressure together with anthropometric data: A data set for the validation of models. Clinical Biomechanics 16(Suppl 1):S111-S126, White AA, Panjabi MM: Clinical biomechanics of the spine. Philadelphia, PA Lippincott Williams & Wilkins, Kurtz SM, et al: Validation of a small punch testing technique to characterize the mechanical behaviour of ultra-highmolecular-weight polyethylene. Biomaterials 18(24): , Bergström JS, Rimnac CM, Kurtz SM: Prediction of multiaxial mechanical behavior for conventional and highly crosslinked UHMWPE using a hybrid constitutive model. Biomaterials 24(8): , Moumene M, Geisler FH: Comparison of biomechanical function at ideal and varied surgical placement for two lumbar artificial disc implant designs: Mobile-core versus fixed-core. Spine 32(17): , 2007.