Hastes intramedulares flexíveis para fixação de fraturas subtrocantéricas de fêmur simuladas em modelos pediátricos: avaliação da estabilidade mecânica e método dos elementos finitos

• Autor(a) principal: Cruz, Mário Augusto Ferreira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17165/tde-09092021-080719/
• topic: Análise de elementos finitos; Femoral fractures; Finite element analysis; Fixação intramedular de fraturas; Fracture fixation; Fraturas do fêmur; Intramedullary; Mecânica; Mechanics

Fundamento: A indicação convencional para o uso das hastes intramedulares flexíveis é na fixação das fraturas diafisárias do fêmur da criança na idade escolar. Entretanto, não está estabelecido o grau de segurança em que esses implantes podem ser usados nas fraturas localizadas na região mais proximal do osso. Objetivo: Avaliar a estabilidade proporcionada por duas hastes intramedulares flexíveis em osteotomias completas e oblíquas localizadas nas regiões subtrocantérica e trocantérica em modelo de fêmur infantil. Métodos: Foram utilizados 18 modelos sintéticos de fêmures infantis em que duas hastes flexíveis de titânio foram inseridas de maneira retrógrada no canal intramedular até a região cervicotrocantérica. Depois, foram simuladas fraturas por meio de cortes oblíquos, completos, localizados em três níveis e criados três grupos com seis exemplares cada: Controle - corte na região mediodiafisária; Subtrocantérico - corte 3,5 cm distais ao trocanter menor; Trocantérico - corte rasante ao trocanter menor. Cada grupo foi submetido a ensaios de flexocompressão com aplicação de força de compressão vertical na cabeça femoral, à velocidade de 0,1 mm/s, até o limite de 85 N. Foram obtidas a deformação e a rigidez relativa do conjunto modelo-implante. Os mesmos exemplares foram submetidos a testes de torção, com rotação no sentido horário do fragmento proximal à taxa de 0,5&ordm;/s, até a deformação de 20&ordm;. Foi obtido o torque médio do conjunto modelo-implante. Na análise pelo método de elementos finitos (MEF) as imagens tomográficas dos conjuntos foram importadas para reconstrução tridimensional e analisadas pelo programa SimLab®(HyperWorks, United States). Após simulação da 85,0 N, foi determinado o valor médio da deformação, as tensões máxima e mínima principais e as tensões de Von Mises nos implantes. Nos ensaios mecânicos, as variáveis deformação e torque relativos receberam análise estatística pelos testes ANOVA e Tukey. A variável rigidez relativa recebeu análise pelos testes de Kruskal-Wallis e Dunn. O nível de significância foi estabelecido em 5%. Resultados: A média da rigidez relativa foi: 54,360 x 10³ N/m nos cortes mediodiafisários; 31,415 x10³ N/m nos cortes subtrocantéricos (42,2% menor que o controle) e 30,912 x10³ N/m nos cortes trocantéricos (43,1% menor que o controle). As deformações médias do conjunto foram: 1,645 mm no grupo mediodiafisário; 2,424 mm nos cortes subtrocantéricos e 2,508 mm nos cortes trocantéricos, com significância entre os grupos (p<0,05). Nos testes de torção, os torques médios foram: 1,410 Nm no grupo mediodiafisário (controle); 1,116 Nm no grupo subtrocantérico (20,8% inferior o grupo controle) e 2,19 4 Nm no grupo trocantérico (55,6% superior ao grupo controle), com diferença estatística entre os grupos (p<0,05). Nas simulações pelo MEF, com carga de 85,0 N, o deslocamento na osteotomia no grupo controle foi 0,04 mm, enquanto as osteotomias subtrocantérica e trocantérica apresentaram deslocamento de 0,05 e 0,06 mm, respectivamente. O valor encontrado de tensão máxima principal no corte mediodiafisário foi 10,4 Pa, no corte subtrocantérico foi 7,52 Pa (27% menor que o controle), e no corte trocantérico foi 26,4 Pa (153% maior que o controle). A maior tensão de Von Mises nas hastes flexíveis ocorreu na região do corte, sendo maior no corte trocantérico. Conclusão: A estabilidade proporcionada pelas hastes elásticas nas fixações nas osteotomias no nível trocantérico e subtrocantérico sugerem que essas regiões não sejam adequadas para o uso de hastes intramedulares flexíveis.