Las uniones de titanio-titanio en la rodilla se corroen y generan daños similares a los de la cadera

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.