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. 2024 Aug 1;59(5):e752–e757. doi: 10.1055/s-0044-1787770

A Retrospective Cohort Study of the Effects of Canal Filling Ratio and Femoral Bone Density Change on the Outcomes of Anatomical and Double-tapered Wedge Stems

Thakrit Chompoosang 1, Patcharavit Ploynumpon 1,✉
PMCID: PMC11624936  PMID: 39649047

Abstract

Objective  This study aims to compare the proximal femoral bone density changes in follow-up X-ray imaging and the proximal filling ratios of stems between anatomical and double-tapered wedge stem designs.

Methods  Patients aged between 18 and 80 years who received primary total hip arthroplasty using both types of stems between 2017 and 2019 and had follow-up tests for up to a year were included in the study. Canal filling ratios at 3 levels (lesser trochanter [LT], 2 cm above LT, and 7 cm below LT) using the optimal densitometry method. Femoral bone density changes were measured using the Gruen zoning method.

Results  A total of 92 patients (76% female and 24% male) met the inclusion criteria for this study. The mean age was 53.86 ± 13.00 years. The canal filling ratio in the double-tapered wedge group (Accolade II) was significantly higher than that in the anatomical stem group (ABGII) ( p  < 0.001, p  < 0.001, and p  = 0.013) for all levels of measurement. No significant difference was observed between both types of stems in femoral bone density changes in zones 1 and 4. However, there were significant differences in femoral bone change, with bone loss being higher in the anatomical stem group in zone 7 (−25% versus −17%; p  = 0.010).

Conclusion  Double-tapered wedge stem had a significantly higher canal filling ratio than the anatomical stem at all levels but had less femoral bone density loss in the follow-up postoperative imaging in zone 7. Furthermore, in zones 1 and 4, there was no significant difference in femoral bone density loss.

Keywords: bone remodeling, femur, hip prosthesis, prosthesis design

Introduction

Total hip arthroplasty is one of the most common orthopedic surgical procedures. As the number of surgeries increased, the stem design became one of the most important factors affecting overall prosthesis longevity and patient satisfaction. One of the stems that provide good results and long-term outcomes is the cementless one, invented in 1950. 1 Several studies have reported early loosening and instability associated with the initial design, which may be caused by proximal femoral osteopenia resulting from the stress shielding effect. 2 Many modern stems have been developed by promoting proximal engagement, using hydroxyapatite porous coating, which is more compatible with the patient proximal femoral dense bone. By utilizing taper and anatomical designs, they can decrease the distal stem engagement and employ shorter stems, which can reduce proximal bone loss by up to 14%. 3 Moreover, many studies have shown that the stem design revolution reduced stem subsidence, thigh pain, and loosening. 4 5 Nevertheless, no previous research has compared the progression of bone integration and proximal bone loss between a double-tapered wedge stems (Accolade II, Stryker, Portage, MI, USA) and anatomical stems (ABGII, Stryker). Therefore, this study compares proximal femoral filling differences between such stem designs, using immediate postoperative imaging and proximal bone loss utilizing follow-up X-ray. The results will provide a better choice of stem, decrease early complications, and increase satisfaction with the total hip replacement operation.

Materials and Methods

Study Design

This study is a retrospective descriptive-cohort study of immediate and postoperative follow-up imaging from total hip arthroplasty surgery performed from 2017 to 2019. The hospital's Ethics Committee (ID: 62133) approved the research protocol and waived the requirement for informed consent for this study. All patients' collected data and identifiers were made fully anonymous.

Samples

Inclusion Criteria

With permission from the radiology department of Rajavithi, patients aged between 18 and 80 years who received primary total hip arthroplasty using both types of stems between 2017 and 2019 and had follow-up imaging for up to a year were included in this study.

Exclusion Criteria

Patients who were under 18 years of age, received revision hip arthroplasty, had prior hip dysplasia, had any postoperative complication, and with follow-up imaging of less than 1 year were excluded.

Data Collection and Measurement

We obtained immediate and postoperative follow-up imaging from the radiology department for patients who underwent total hip arthroplasty, covering a period of up to 1 year. Data analysis was based on the femoral canal filling ratio method, used by the orthopedic surgeon responsible for adult hip and knee reconstruction. 6 The data included measurements of the proximal femoral and stem diameter in the anteroposterior view at three levels: lesser trochanter (LT), 2 cm proximal to the LT, and 6 cm distal to the LT ( Fig. 1 ).

Fig. 1.

Fig. 1

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Measurement of canal filling ratios at the lesser trochanter (LT), 2 cm proximal to LT, and 6 cm distal to LT.

The follow-up imaging was analyzed for proximal femoral bone density changes using the optimal densitometry method, 7 employing Image J (public domain), a digital optical image analysis software for windows, which measured bone changes in zones 1, 4, and 7 according to the Gruen fixation zone 8 ( Fig. 2 ).

Fig. 2.

Fig. 2

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Measurement of the proximal femoral bone density using optimal densitometry method.

Statical Analysis

Descriptive statistics (number, percentage, mean, median, standard deviation, as well as minimum and maximum values) were used to describe the characteristics of the samples. The Chi-squared test was employed to compare categorical data. The paired t test was utilized to compare independent data such as stem and femoral types. Furthermore, the t test was employed to compare dependent data such as postoperative imaging. The level of significance was defined as a p -value < 0.05. All statistical analyses were performed using the IBM SPSS Statistics for Windows (IBM Corp., Armonk, NY, USA) software, version 20.0.

Results

Demographics Data

A total sample of 92 patients (22 males and 70 females) was included in this study. The mean age was of 53.86 ± 13.00 years. There were 34 patients in the anatomical stem group (ABGII) and 58 patients in the double-tapered wedge stem group (Accolade II).

When comparing canal filling ratios between both stems, the canal filling ratio in the double-tapered wedge stem was significantly higher than that in the anatomical stem group at all 3 measurement levels ( p  < 0.001, p  < 0.001, and p  = 0.013), as shown in Table 1 .

Table 1. Comparison of canal filling ratios between two types of stems.

Level Anatomical stem (n = 34) Double-tapered wedge stem (n = 58) Difference (95% confidence interval) p -value
Lesser trochanter 81.56 88.13 −6.57 (−9.74 to −3.39) < 0.001*
2 cm above the lesser trochanter 85.98 93.49 −7.51 (−10.07 to −4.95) < 0.001*
6 cm below the lesser trochanter 78.58 85.64 −7.06 (−12.56 to −1.56) 0.013*
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Note: *Statistical significant ( p -value <0.05).

Table 2 presents the femoral bone density changes in each stem type in Gruen zones 1, 4, and 7. Both stems showed a femoral proximal bone loss from the baseline to every time point.

Table 2. Femoral bone density changes in each stem type in Gruen zones 1, 4, and 7.

Femur Anatomical stem (n = 34) Double-tapered wedge stem (n = 58)
Postoperative (baseline) 6 months 1 year 2 years Postoperative (baseline) 6 months 1 year 2 years
Zone 1
FBD (%; mean ± SD)
Change (%)		  
(135.59 ± 12.20)		  
(131.15 ± 10.53)
−4.44		  
(117.35 ± 14.19)
−13.79		  
(84.74 ± 7.29)
−34.48		  
(130.33 ± 13.30)		  
(122.05 ± 15.14)
−8.28		  
(109.57 ± 12.09)
−12.48		  
(91.63 ± 9.06)
−22.37
p -value 0.024* < 0.001* < 0.001* < 0.001* < 0.001* < 0.001*
Zone 4
FBD (%; mean ± SD)
Change (%)		  
(164.03 ± 16.41)		  
(158.29 ± 17.11)
−5.74		  
(145.74 ± 16.92)
−12.56		  
(135.39 ± 12.74)
−13.65		  
(152.86 ± 29.44)		  
(148.14 ± 24.19)
−4.72		  
(138.64 ± 18.49)
−9.50		  
(129.77 ± 11.34)
−16.23
p -value 0.001* < 0.001* 0.004* 0.098 < 0.001* < 0.001*
Zone 7
FBD (%; mean ± SD)
Change (%)		  
(157.85 ± 13.84)		  
(152.71 ± 11.31)
−5.15		  
(132.06 ± 12.33)
−20.65		  
(107.83 ± 19.79)
−29.57		  
(152.29 ± 13.11)		  
(144.29 ± 14.85)
−8.00		  
(135.12 ± 14.89)
−9.17		  
(126.87 ± 10.59)
−11.13
p -value 0.006 < 0.001* < 0.001* < 0.001* < 0.001* < 0.001*
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Abbreviations: FBD, femoral bone density; SD, standard deviation.

Note: *Statistical significant ( p -value <0.05).

  1. Proximal bone density changes in anatomical stem

    At 6-months postoperatively, there were significant differences in femoral bone loss in zones 1, 4, and 7 ( p  = 0.024, p  < 0.001, and p  = 0.006, respectively); the highest femoral bone loss was observed in zone 4 (5.74%). At 1-year postoperatively, there was a significant difference in femoral bone loss in zones 1, 4, and 7 ( p  < 0.001); the highest femoral bone loss was found in zone 7 (20.65%). At 2 years postoperatively, significant differences in femoral bone loss were observed in zones 1 ( p  < 0.001), 4 ( p  = 0.004), and 7 ( p  < 0.001); the highest femoral bone loss was seen in zone 1 (34.48%).

  2. Proximal bone density changes in double-tapered wedge stem

    At 6-months postoperatively, there was a significant difference in femoral bone loss in zones 1, 4, and 7 ( p  < 0.001); the highest femoral bone loss was observed in zone 1 (8.28%). At 1-year postoperatively, there was a significant difference in femoral bone loss in zones 1, 4, and 7 ( p  < 0.001); the highest femoral bone loss was seen in zone 1 (12.48%). At 2-years postoperatively, a significant difference in the femoral bone loss was found in zones 1, 4, and 7 ( p  < 0.001); the highest femoral bone loss was seen in zone 1 (22.37%).

Comparing proximal femoral bone loss between both designs, the double-tapered wedge stem demonstrated significantly less proximal femoral bone loss in the Gruen zone 7 ( Fig. 3 ). However, there was no significant difference in proximal femoral bone loss in zones 1 and 4, as shown in ( Figs. 4 5 ) and Table 3 .

Fig. 3.

Fig. 3

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Comparison of the proximal femoral bone density changes in the Gruen zone 7 of both stems (A, anatomical stem; B, double-tapered wedge stem).

Fig. 4.

Fig. 4

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Comparison of the proximal femoral bone density changes in the Gruen zone 1 of both stems (A, anatomical stem; B, double-tapered wedge stem).

Fig. 5.

Fig. 5

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Comparison of the proximal femoral bone density changes in the Gruen zone 4 of both stems (A, anatomical stem; B, double-tapered wedge stem).

Table 3. Comparison of femoral bone density changes in each zone in both types of stems.

Femoral bone density Stem type p -value
Anatomical stem (n = 34) Double-tapered wedge stem (n = 58)
Zone 1
 Postoperative (baseline) 135.59 ± 12.20 130.33 ± 13.30 0.062
 6 months 131.15 ± 10.53 122.05 ± 15.14 0.003*
 1 year 117.35 ± 14.19 109.57 ± 12.09 0.006*
 2 years 84.74 ± 7.29 91.63 ± 9.06 0.004*
 Change (1-year postoperatively) −18.24 ± 20.48 −20.76 ± 9.36 0.501
Zone 4
 Postoperative (baseline) 164.03 ± 16.41 152.86 ± 29.44 0.022*
 6 months 158.29 ± 17.11 148.14 ± 24.19 0.021*
 1 year 145.74 ± 16.92 138.64 ± 18.49 0.070
 2 years 135.39 ± 12.74 129.77 ± 11.34 0.096
 Change (1-year postoperatively) −18.29 ± 14.79 −14.22 ± 24.22 0.320
Zone 7
 Postoperative (baseline) 157.85 ± 13.84 152.29 ± 13.11 0.058
 6 months 152.71 ± 11.31 144.29 ± 14.85 0.005*
 1 year 132.06 ± 12.33 135.12 ± 14.89 0.314
 2 years 107.83 ± 19.79 126.87 ± 10.59 < 0.001*
 Change (1-year postoperatively) −25.79 ± 15.85 −17.17 ± 13.23 0.010*
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Note: *Statistical significant ( p -value <0.05).

Table 3 showed that only zone 7 had significant differences in femoral bone density changes between both stems ( p  = 0.01).

Discussion

Cementless total hip arthroplasty is a popular procedure, particularly for younger patients, 9 with a good long-term outcome. However, it was reported to have proximal femoral osteopenia and early aseptic loosening in early designs 4 due to the stress shielding effect and proximal micromotion of the stem. Later, the stem was refined by improvement in surface and coating material, decrease in the material's stiffness, and variants of the femoral stem length all greatly improve the survival and lessens chance of complications in the procedure. 10

For canal filling of femoral canal, our study found the canal filling ratio in the double-tapered wedge stem was significantly higher than that in the anatomical stem group at all levels (LT, 2 cm above LT, and 6 cm below LT). It is worth noting that the higher femoral canal filling and canal filling ratio observed in our study may increase the risk of failure of osteointegration, as suggested by the study by Cooper et al., 11 who noted that an increase in the mid and distal filling, as well as and canal-flare index, are the most important risk factors for osteointegration failure.

According to our study on changes in periprosthetic bone density, the immediate postoperative bone mineral density on the operated side should be used as the baseline value to exclude bone loss due to the operation procedure. 12 Despite this method, our study found bone density loss in both stems from the baseline, which we attribute to stress-shielding in the area. This finding is consistent with the Venesmaa et al. 13 study, which reported a general decrease in all regions of interest until 6 months, particularly in the Calcar region, and only minor changes after this time period. However, our study observed a decrease in bone density up to 1 year postoperatively. We found that in zone 7, the anatomical stem had a significantly higher femoral bone density loss than that the double-tapered wedge stem (−25% versus −17%, p  = 0.010). Nevertheless, no significant femoral bone density loss was observed in zones 1 and 4.

The main strength of this study is that it was conducted by a single surgeon in a single center, which minimized confounding factors from surgical technique and postoperative patient care. However, this study has limitations. First, its retrospective nature, which limited data collection on all factors that may have influenced bone loss in our patient population. Additionally, the sample size was relatively small, which prevented us from conducting a meaningful subgroup analysis to investigate the impact of various factors on bone loss. Second, the follow-up period was short (12 months), although we believe it was adequate, as periprosthetic bone density loss was most pronounced in the first postoperative year, with minimal changes thereafter. This finding is consistent with previous studies that highlighted the initial periprosthetic bone remodeling process occurring within the first 12 postoperative months. 14

Conclusion

Double-tapered wedge stem design had a significantly higher canal filling ratio than the anatomical stem at all levels, with a lower femoral bone density loss identified in the follow-up postoperative imaging at zone 7. However, in zones 1 and 4, no significant difference in femoral bone density loss was observed.

Funding Statement

Suporte Financeiro Os autores declaram que não receberam suporte financeiro de agências dos setores público, privado ou sem fins lucrativos para a realização deste estudo.

Financial Support The authors declare that they have received no financial support from agencies in the public, private, or nonprofit sectors to conduct the present study.

Conflito de Interesses Os autores não têm conflito de interesses a declarar.

Contribuições dos Autores

TK: Conceituação, metodologia, validação, coleta de dados, experimento-piloto, redação do manuscrito original e redação – revisão e edição. PP: análise formal e redação – revisão e edição. Todos os autores leram e concordaram com a versão publicada do manuscrito.

Trabalho desenvolvido no Departamento de Ortopedia, Faculdade de Medicina, Rajavithi Hospital, Bangcoc, Tailândia.

Author Contributions

TK: Conceptualization, methodology, validation, data collection, pilot experiment, writing of the original draft, and writing—review and editing. PP: formal analysis and writing—review and editing. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.

Work carried out at the Department of Orthopedics, Faculty of Medicine, Rajavithi Hospital, Bangkok, Thailand.

Supplementary Material

10-1055-s-0044-1787770-s2400011en.pdf (21.1KB, pdf)

Supporting Information

Supporting Information

10-1055-s-0044-1787770-s2400011pt.pdf (23.1KB, pdf)

Informações de Apoio

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Referências

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Rev Bras Ortop (Sao Paulo). 2024 Aug 1;59(5):e752–e757. [Article in Portuguese]

Um estudo de coorte retrospectiva dos efeitos da taxa de preenchimento do canal e da alteração da densidade óssea femoral nos desfechos de hastes anatômicas e cônicas de cunha dupla

Resumo

Objetivo  Este estudo teve como objetivo comparar as alterações na densidade óssea femoral proximal em radiografias de acompanhamento e as taxas de preenchimento proximal das hastes anatômicas ou cônicas de cunha dupla.

Métodos  O estudo incluiu pacientes com idade entre 18 e 80 anos submetidos à artroplastia total primária do quadril com os dois tipos de hastes entre 2017 e 2019 e que tinham radiografias de acompanhamento por até um ano. As taxas de preenchimento do canal em três níveis (trocânter menor [TM], 2 cm acima do TM e 7 cm abaixo do TM) foram determinadas pelo método de densitometria ideal. As alterações na densidade óssea femoral foram medidas pelo método de zoneamento de Gruen.

Resultados  Ao todo, 92 pacientes (76% do sexo feminino e 24% do sexo masculino) atenderam aos critérios de inclusão deste estudo. A média de idade foi de 53,86 ± 13,00 anos. A taxa de preenchimento do canal no grupo com hastes cônicas de cunha dupla (Accolade II) foi significativamente maior do que no grupo com haste anatômica (ABGII) ( p  < 0,001, p  < 0,001 e p  = 0,013) em todos os níveis de medição. Não foi notada diferença significativa entre os dois tipos de hastes nas alterações da densidade óssea femoral nas zonas 1 e 4. Porém, diferenças significativas na alteração óssea femoral foram detectadas, já que a perda óssea foi maior no grupo com haste anatômica, na zona 7 (−25% versus −17%; p  = 0,010).

Conclusão  A haste cônica de cunha dupla gerou uma taxa de preenchimento do canal significativamente maior do que a haste anatômica em todos os níveis, mas com menor perda de densidade óssea femoral em radiografias pós-operatórias de acompanhamento na zona 7. Além disso, nas zonas 1 e 4, não houve perda significativa de densidade óssea femoral.

Palavras-chave: desenho de prótese, fêmur, prótese de quadril, remodelação óssea

Introdução

A artroplastia total do quadril é um dos procedimentos cirúrgicos ortopédicos mais comuns. À medida que o número de cirurgias aumentou, o design da haste tornou-se um dos fatores mais importantes que afetam a longevidade geral da prótese e a satisfação do paciente. Um dos modelos de haste que proporcionam bons resultados e desfechos em longo prazo é a haste não cimentada, inventada em 1950. 1 Vários estudos relataram afrouxamento precoce e instabilidade associada ao design inicial, que podem ser causados por osteopenia femoral proximal decorrente do estresse do efeito de proteção. 2 Muitas das hastes modernas foram desenvolvidas para promover o encaixe proximal e com revestimento poroso de hidroxiapatita, que é mais compatível com o denso osso femoral proximal do paciente. Ao utilizar designs cônicos e anatômicos, o encaixe distal da haste é reduzido e hastes mais curtas são empregadas, podendo reduzir a perda óssea proximal em até 14%. 3 Além disso, muitos estudos demonstraram que a revolução do design da haste reduziu a subsidência da haste, a dor na coxa e o afrouxamento. 4 5 No entanto, nenhuma pesquisa comparou a progressão da integração óssea e a perda óssea proximal entre hastes cônicas de cunha dupla (Accolade II, Stryker, Portage, MI, EUA) e hastes anatômicas (ABGII, Stryker). Portanto, o presente estudo compara as diferenças de preenchimento femoral proximal entre esses designs de haste usando radiografias pós-operatórias imediatas e perda óssea femoral proximal utilizando radiografias de acompanhamento. Os resultados proporcionarão uma melhor escolha de modelo de haste, diminuirão as complicações precoces e aumentarão a satisfação com a artroplastia total do quadril.

Materiais e Métodos

Delineamento Experimental

Este é um estudo descritivo de coorte retrospectiva de radiografias pós-operatórias imediatas e de acompanhamento após a cirurgia de artroplastia total de quadril realizada entre 2017 e 2019. O Comitê de Ética do hospital (identificação: 62133) aprovou o protocolo de pesquisa e dispensou a exigência de consentimento informado para este estudo. Todos os dados e identificadores coletados dos pacientes foram anonimizados por completo.

Amostras

Critérios de Inclusão

Com a permissão do departamento de radiologia de Rajavithi, pacientes com idade entre 18 e 80 anos submetidos à artroplastia total primária do quadril usando os dois tipos de hastes entre 2017 e 2019 e tinham radiografias de acompanhamento por até um ano foram incluídos neste estudo.

Critérios de Exclusão

Foram excluídos pacientes menores de 18 anos, submetidos à artroplastia de quadril de revisão, com displasia de quadril prévia, qualquer complicação pós-operatória e radiografias de acompanhamento de menos de 1 ano.

Coleta e Medida de Dados

Obtivemos radiografias pós-operatórias imediatas e de acompanhamento do departamento de radiologia de pacientes submetidos à artroplastia total do quadril, abrangendo um período de até um ano. A análise dos dados foi baseada no método das taxas de preenchimento do canal femoral e realizada pelo cirurgião ortopedista responsável pela reconstrução de quadril e joelho em adultos. 6 Os dados consistiam na medida do diâmetro femoral proximal e do diâmetro da haste em incidência anteroposterior em três níveis: trocânter menor (TM), 2 cm proximal ao TM e 6 cm distal ao TM ( Fig. 1 ).

Fig. 1.

Fig. 1

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Medida das taxas de preenchimento do canal no trocânter menor (TM), 2 cm proximal ao TM e 6 cm distal ao TM.

A radiografia de acompanhamento foi analisada quanto a alterações na densidade óssea femoral proximal usando o método de densitometria ideal, 7 empregando o Image J (domínio público), um programa de análise de imagem óptica digital para Windows, que mediu alterações ósseas nas zonas de fixação de Gruen 1, 4 e 7 8 ( Fig. 2 ).

Fig. 2.

Fig. 2

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Medida da densidade óssea femoral proximal pelo método de densitometria ideal.

Análise Estatística

Estatísticas descritivas (número, percentual, média, mediana, desvio-padrão e valores mínimo e máximo) foram utilizadas para descrever as características das amostras. O teste do Qui-quadrado comparou os dados categóricos. O teste t pareado foi utilizado para comparar dados independentes, como tipos de haste e fêmur. Além disso, o teste t foi empregado para comparação dos dados dependentes, como as radiografias pós-operatórias. O nível de significância foi definido como valores de p  < 0,05. Todas as análises estatísticas foram realizadas no programa IBM SPSS Statistics for Windows (IBM Corp., Armonk, NY, EUA), versão 20.0.

Resultados

Dados Demográficos

Uma amostra total de 92 pacientes (22 homens e 70 mulheres) foi incluída neste estudo. A média de idade foi de 53,86 ± 13,00 anos. Foram 34 pacientes a receber hastes anatômicas (ABGII) e 58 pacientes hastes cônicas em cunha dupla (Accolade II).

Ao comparar as taxas de preenchimento do canal entre as duas hastes, a taxa de preenchimento do canal com a haste cônica em cunha dupla foi significativamente maior do que no grupo que recebeu hastes anatômicas em todos os três níveis de medição ( p  < 0,001, p  < 0,001 e p  = 0,013), como mostra a Tabela 1 .

Tabela 1. Comparação das taxas de preenchimento do canal entre os dois tipos de hastes.

Nível Haste anatômica (n = 34) Haste cônica de cunha dupla (n = 58) Diferença (intervalo de confiança de 95%) Valor de p
Trocânter menor 81,56 88,13 −6,57 (−9,74 a −3,39) < 0,001*
2 cm abaixo do trocânter menor 85,98 93,49 −7,51 (−10,07 a −4,95) < 0,001*
6 cm abaixo do trocânter menor 78,58 85,64 −7,06 (−12,56 a −1,56) 0,013*
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Nota: *Estatisticamente significativo (valor de p <0,05).

A Tabela 2 apresenta as alterações na densidade óssea femoral com cada tipo de haste nas zonas de Gruen 1, 4 e 7. As duas hastes levaram a uma perda óssea do fêmur proximal entre o valor basal e todos os períodos avaliados.

Tabela 2. Alterações na densidade óssea femoral com cada tipo de haste nas zonas de Gruen 1, 4 e 7.

Fêmur Haste anatômica (n = 34) Haste cônica de cunha dupla (n = 58)
Pós-operatório (basal) 6 meses 1 ano 2 anos Pós-operatório (basal) 6 meses 1 ano 2 anos
Zona 1
DOF (%; média ± DP)
Alteração (%)		  
135,59
 ± 12,20		  
131,15
 ± 10,53
−4,44		  
117,35
 ± 14,19
−13,79		  
84,74
 ± 7,29
−34,48		  
130,33
 ± 13,30		  
122,05
 ± 15,14
−8,28		  
109,57
 ± 12,09
−12,48		  
91,63
 ± 9,06
−22,37
Valor de p 0,024* < 0,001* < 0,001* < 0,001* < 0,001* < 0,001*
Zona 4
DOF (%; média ± DP)
Alteração (%)		  
164,03
 ± 16,41		  
158,29
 ± 17,11
−5,74		  
145,74
 ± 16,92
−12,56		  
135,39
 ± 12,74
−13,65		  
152,86
 ± 29,44		  
148,14
 ± 24,19
−4,72		  
138,64
 ± 18,49
−9,50		  
129,77
 ± 11,34
−16,23
Valor de p 0,001* < 0,001* 0,004* 0,098 < 0,001* < 0,001*
Zona 7
DOF (%; média ± DP)
Alteração (%)		  
157,85
 ± 13,84		  
152,71
 ± 11,31
−5,15		  
132,06
 ± 12,33
−20,65		  
107,83
 ± 19,79
−29,57		  
152,29
 ± 13,11		  
144,29
 ± 14,85
−8,00		  
135,12
 ± 14,89
−9,17		  
126,87
 ± 10,59
−11,13
Valor de p 0,006 < 0,001* < 0,001* < 0,001* < 0,001* < 0,001*
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Abreviaturas: DOF, densidade óssea femoral; DP, desvio padrão.

Nota: *Estatisticamente significativo (valor de p <0,05).

  1. Alterações na densidade óssea proximal com a haste anatômica

    Aos 6 meses pós-operatórios, houve diferenças significativas na perda óssea femoral nas zonas 1, 4 e 7 ( p  = 0,024, p  < 0,001 e p  = 0,006, respectivamente); a maior perda óssea femoral foi observada na zona 4 (5,74%). Em 1 ano após a cirurgia, houve diferença significativa na perda óssea femoral nas zonas 1, 4 e 7 ( p  < 0,001); a maior perda óssea femoral foi encontrada na zona 7 (20,65%). Aos 2 anos após a cirurgia, diferenças significativas na perda óssea femoral foram observadas nas zonas 1 ( p  < 0,001), 4 ( p  = 0,004) e 7 ( p  < 0,001); a maior perda óssea femoral foi observada na zona 1 (34,48%).

  2. Alterações na densidade óssea proximal com a haste cônica em cunha dupla

    Aos 6 meses pós-operatórios, houve uma diferença significativa na perda óssea femoral nas zonas 1, 4 e 7 ( p  < 0,001); a maior perda óssea femoral foi observada na zona 1 (8,28%). Com 1 ano de cirurgia, houve diferença significativa na perda óssea femoral nas zonas 1, 4 e 7 ( p  < 0,001); a maior perda óssea femoral foi observada na zona 1 (12,48%). Aos 2 anos após a cirurgia, foi encontrada uma diferença significativa na perda óssea femoral nas zonas 1, 4 e 7 ( p  < 0,001); a maior perda óssea femoral foi observada na zona 1 (22,37%).

Comparando a perda óssea femoral proximal entre os dois designs, a haste cônica em cunha dupla demonstrou perda óssea femoral proximal significativamente menor na zona de Gruen 7 ( Fig. 3 ). No entanto, não houve diferença significativa na perda óssea femoral proximal nas zonas 1 e 4, como mostrado nas Figs. 4 5 e na Tabela 3 .

Fig. 3.

Fig. 3

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Comparação das alterações da densidade óssea femoral proximal na zona de Gruen 7 de ambas hastes (A, haste anatômica; B, haste cônica em cunha dupla).

Fig. 4.

Fig. 4

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Comparação das alterações da densidade óssea femoral proximal na zona de Gruen 1 de ambas hastes (A, haste anatômica; B, haste cônica em cunha dupla).

Fig. 5.

Fig. 5

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Comparação das alterações da densidade óssea femoral proximal na zona de Gruen 4 de ambas hastes (A, haste anatômica; B, haste cônica em cunha dupla).

Tabela 3. Comparação das alterações na densidade óssea femoral em cada zona com os dois tipos de hastes.

Densidade óssea femoral Tipo de haste Valor de p
Haste anatômica (n = 34) Haste cônica de cunha dupla (n = 58)
Zona 1
 Pós-operatório (basal) 135,59 ± 12,20 130,33 ± 13,30 0,062
 6 meses 131,15 ± 10,53 122,05 ± 15,14 0,003*
 1 ano 117,35 ± 14,19 109,57 ± 12,09 0,006*
 2 anos 84,74 ± 7,29 91,63 ± 9,06 0,004*
 Alteração (1 ano de pós-operatório) −18,24 ± 20,48 −20,76 ± 9,36 0,501
Zona 4
 Pós-operatório (basal) 164,03 ± 16,41 152,86 ± 29,44 0,022*
 6 meses 158,29 ± 17,11 148,14 ± 24,19 0,021*
 1 ano 145,74 ± 16,92 138,64 ± 18,49 0,070
 2 anos 135,39 ± 12,74 129,77 ± 11,34 0,096
 Alteração (1 ano de pós-operatório) −18,29 ± 14,79 −14,22 ± 24,22 0,320
Zona 7
 Pós-operatório (basal) 157,85 ± 13,84 152,29 ± 13,11 0,058
 6 meses 152,71 ± 11,31 144,29 ± 14,85 0,005*
 1 ano 132,06 ± 12,33 135,12 ± 14,89 0,314
 2 anos 107,83 ± 19,79 126,87 ± 10,59 < 0,001*
 Alteração (1 ano de pós-operatório) −25,79 ± 15,85 −17,17 ± 13,23 0,010*
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Nota: *Estatisticamente significativo (valor de p <0,05).

A Tabela 3 mostra que houve diferenças significativas nas alterações da densidade óssea femoral entre ambas as hastes apenas na zona 7 ( p  = 0,01).

Discussão

A artroplastia total do quadril não cimentada é um procedimento popular, principalmente em pacientes mais jovens, 9 com bom desfecho em longo prazo. No entanto, há relatos de osteopenia femoral proximal e afrouxamento asséptico precoce com os primeiros designs 4 devido ao efeito de proteção contra estresse e ao micromovimento proximal da haste. Posteriormente, a haste foi refinada pela melhora da superfície e do material de revestimento, assim como redução da rigidez do material e a variação do comprimento da haste femoral, todos melhoram muito a sobrevida e reduzem as chances de complicações no procedimento. 10

Nosso estudo descobriu que a taxa de preenchimento do canal com a haste cônica em cunha dupla foi significativamente maior do que no grupo com haste anatômica em todos os níveis (TM, 2 cm acima do TM e 6 cm abaixo do TM). Vale ressaltar que o maior preenchimento do canal femoral e a maior proporção de preenchimento do canal observados em nosso estudo podem aumentar o risco de falha da osteointegração, como sugerido por Cooper et al, cujo estudo relata que um aumento no preenchimento médio e distal e no índice de alargamento do canal é o fator de risco mais importante para falha da osteointegração. 11

De acordo com nosso estudo sobre alterações na densidade óssea periprotética, a densidade mineral óssea pós-operatória imediata no lado operado deve ser usada como valor basal para exclusão de perda óssea devido ao procedimento cirúrgico. 12 Apesar desse método, nosso estudo observou perda de densidade óssea com as duas hastes a partir do valor basal, que atribuímos à proteção contra estresse na área. Este achado é consistente com o estudo de Venesmaa et al., 13 que relatou uma diminuição geral em todas as regiões de interesse até 6 meses, particularmente na região de Calcar, e apenas pequenas alterações após esse período. Entretanto, nosso estudo também observou diminuição da densidade óssea em até 1 ano após a cirurgia. Descobrimos que na zona 7, a perda de densidade óssea femoral foi significativamente maior em pacientes com haste anatômica do que naqueles com haste em cunha cônica dupla (−25% versus −17%, p  = 0,010). No entanto, nenhuma perda significativa de densidade óssea femoral foi observada nas zonas 1 e 4.

O ponto forte deste estudo é sua condução por um único cirurgião em um único centro, o que minimizou fatores de confusão da técnica cirúrgica e do cuidado pós-operatório do paciente. Este estudo, porém, tem limitações. Primeiro, sua natureza retrospectiva, o que limitou a coleta de dados sobre todos os fatores que podem ter influenciado a perda óssea em nossa população. Além disso, o tamanho da amostra foi relativamente pequeno, o que nos impediu de realizar uma análise significativa de subgrupos para investigar o impacto de vários fatores na perda óssea. Em segundo lugar, o período de acompanhamento foi curto (12 meses), mas acreditamos que foi adequado, uma vez que a perda de densidade óssea periprotética foi mais pronunciada no primeiro ano pós-operatório, com alterações mínimas posteriormente. Este achado é consistente com estudos anteriores que destacaram o processo inicial de remodelação óssea periprotética nos primeiros 12 meses de pós-operatório. 14

Conclusão

A haste em cunha cônica dupla teve uma taxa de preenchimento do canal significativamente maior do que a haste anatômica em todos os níveis, com menor perda de densidade óssea femoral identificada na radiografia pós-operatória de acompanhamento da zona 7. No entanto, nas zonas 1 e 4, nenhuma diferença significativa foi observada na perda de densidade óssea femoral.

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