Análise biomecânica da articulação intacta e implantada da base do polegar com modelo "in-vitro"

• Autor(a) principal: Caetano, Maria Inês Servo
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/14073
• topic: Engenharia de materiais; Biomecânica; Artroplastia - Mão; Implantes ortopédicos; Regeneração óssea

A articulação da base do polegar entre o primeiro metacarpo e o trapézio é a de maior importância na mão. É esta que torna o polegar no dedo opositor, oferecendo à mão toda a especialização característica do Homem. A articulação trapézio-metacárpica, sendo a mais requisitada, está sujeita a uma forte instabilidade, levando à ocorrência de diversas patologias. A rizartrose, a segunda artrose mais comum na mão, afeta a base do polegar e em casos mais graves pode colocar em causa a qualidade de vida do paciente. Atualmente, vários modelos de próteses trapézio-metacárpicas têm sido utilizados e clinicamente estudados, no entanto, a diversidade de resultados leva a conclusões menos explícitas. Estudos revelam que a principal razão para o insucesso destes implantes é o descolamento asséptico. Neste contexto, o trabalho desenvolvido no âmbito desta dissertação procurou quantificar numericamente as alterações estruturais provocadas nas estruturas ósseas da articulação trapézio-metacarpo, antes e após a artroplastia, para um dos implantes utilizados neste tipo de intervenção, o implante Elektra. A primeira fase deste trabalho consistiu num estudo anatómico e biomecânico do complexo da mão e da articulação trapézio-metacárpica, possibilitando assim uma melhor compreensão das estruturas e sua função na articulação. Posteriormente, e com o objetivo de conhecer os principais problemas associados à articulação, realizou-se um levantamento relativo às patologias e às principais técnicas cirúrgicas, dando ênfase à artroplastia trapézio-metacárpica. Na segunda fase, desenvolveram-se os modelos numéricos, com recurso ao método dos elementos finitos que replicam o estado nativo e implantado da articulação em estudo a partir de modelos ósseos de geometria análoga em material compósito. Nos modelos representativos da situação implantada foram considerados dois estados clínicos temporais: um representativo de um período pós-cirúrgico e outro representativo de um período de longo termo após a cirurgia. Seguidamente, os três modelos foram utilizados para a determinação do comportamento biomecânico das estruturas ósseas e para uma condição de carga fisiológica de preensão de garra. Os resultados obtidos evidenciam alterações do comportamento mecânico do osso adjacente ao implante na situação pós cirúrgica, ou seja com o implante ainda não osteointegrado, no sentido de provocar um aumento dos níveis de deformação no osso relativamente à situação intacta, estando assim presente o risco de fratura óssea por efeito das cargas cíclicas no metacarpo e no trapézio. Igualmente nesta condição, a estabilidade do implante é reduzida, sendo os micromovimentos na interface osso-implante bem superiores aos limites para uma osteointegração do implante. Assim, será conveniente que a articulação seja protegida de níveis de cargas fisiológicas neste período pelo paciente. Na condição clinica de longo termo, em que é suposto que o implante se encontre já osteointegrado, o comportamento mecânico relativamente à situação intacta foi bem distinto entre o metacarpo e o trapézio. Isto na medida em que, nesta condição, o metacarpo apresenta algum risco de reabsorção óssea na zona proximal por ação da redução dos níveis de deformação nesta região, ou seja por efeito de stress-shielding da haste. No trapézio o comportamento foi o oposto, pois os níveis de deformação induzidos no osso adjacente foram bem superiores aos níveis considerados aceitáveis fisiologicamente, estando assim presente um sério risco de fratura por fadiga do trapézio por ação das cargas cíclicas que podem conduzir à falha de suporte da cúpula com a consequente migração e luxação do implante, como referido em alguns estudos clínicos. Assim, mesmo uma para condição de longo termo em que é suposta uma perfeita ancoragem da cúpula ao trapézio, deve ser evitada pelo paciente a realização de atividades fisiológicas que envolvam grandes esforços sobre o polegar, como é o caso da preensão de garra utilizada no presente estudo. Tendo em consideração o presente estudo, a artroplastia da base do polegar com o implante Elektra implica que o paciente limite os níveis de esforços fisiológicos sobre o dedo polegar por forma a não colocar em causa a sua longevidade.