Efecto de la configuración de la placa en la estabilidad primaria de osteotomías y reconstrucciones biológicas de defectos femorales: estudio de elementos finitos
Autores: Neto, M. A.; Paulino, M. F.; Amaro, A. M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Efecto de la configuración de la placa en la estabilidad primaria de osteotomías y reconstrucciones biológicas de defectos femorales: estudio de elementos finitos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Osteosíntesis
Parámetros biomecánicos
Sistemas de fijación
Fallo del implante
Unión ósea
Aloinjerto femoral
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Antecedentes/objetivo: La osteosíntesis es un tratamiento alternativo para estabilizar traumas en el hueso del fémur. La estabilidad inicial de los sistemas de fijación es uno de los parámetros biomecánicos que afectan la falla del implante y la unión ósea, especialmente en cirugías de reconstrucciones intercalares después de la extirpación de tumores óseos. Este estudio tuvo como objetivo investigar el efecto biomecánico inicial de utilizar una o dos configuraciones de placas de osteosíntesis para la fijación femoral y el efecto de fijar el injerto a la placa de osteosíntesis en el caso de reconstrucciones de injerto óseo femoral. Métodos: Se construyeron tres modelos de elementos finitos de un fémur con tres condiciones diferentes de fijación para una osteotomía transversal en el medio de la diáfisis, es decir, utilizando una y dos placas de osteosíntesis y un injerto intercalar. Se utilizaron una placa de compresión de ocho agujeros y una segunda placa de seis agujeros para simular las placas de osteosíntesis. Los tornillos de la placa se apretaron previamente a la carga, y las secuencias de apriete simulan el procedimiento de apriete de pernos en un entorno quirúrgico. Los modelos se importaron al Sistema ADINA para un análisis no lineal, utilizando cargas de compresión aplicadas sobre la cabeza del fémur. Resultados: Los modelos con los sistemas de fijación dual tuvieron la mayor rigidez a la compresión sobresaliente. El movimiento de la cabeza del fémur en el sistema de placa dual fue un 24.8% menor que en el sistema de placa única. Un análisis estadístico de una región de interés (VOI) colocada en la diáfisis del fémur mostró que el efecto biomecánico de utilizar el sistema de placa dual es menor en la región de osteotomía que en la cabeza del fémur, por ejemplo, una disminución promedio del desplazamiento de solo el 5% entre los dos sistemas, mientras que el valor máximo disminuye en un 26.8%. La fijación del injerto a la segunda placa de osteosíntesis conduce a una mejora en la estabilidad del sistema. Conclusiones: Los resultados presentados en este trabajo muestran que incluir el análisis de pernos en la fijación de osteotomía de la diáfisis del fémur permitirá capturar el comportamiento no lineal de la región de osteotomía de manera más realista. La estabilidad de la reconstrucción intercalar de la diáfisis del fémur fue mayor cuando el injerto estaba fijado a la segunda placa de osteosíntesis.
Descripción
Antecedentes/objetivo: La osteosíntesis es un tratamiento alternativo para estabilizar traumas en el hueso del fémur. La estabilidad inicial de los sistemas de fijación es uno de los parámetros biomecánicos que afectan la falla del implante y la unión ósea, especialmente en cirugías de reconstrucciones intercalares después de la extirpación de tumores óseos. Este estudio tuvo como objetivo investigar el efecto biomecánico inicial de utilizar una o dos configuraciones de placas de osteosíntesis para la fijación femoral y el efecto de fijar el injerto a la placa de osteosíntesis en el caso de reconstrucciones de injerto óseo femoral. Métodos: Se construyeron tres modelos de elementos finitos de un fémur con tres condiciones diferentes de fijación para una osteotomía transversal en el medio de la diáfisis, es decir, utilizando una y dos placas de osteosíntesis y un injerto intercalar. Se utilizaron una placa de compresión de ocho agujeros y una segunda placa de seis agujeros para simular las placas de osteosíntesis. Los tornillos de la placa se apretaron previamente a la carga, y las secuencias de apriete simulan el procedimiento de apriete de pernos en un entorno quirúrgico. Los modelos se importaron al Sistema ADINA para un análisis no lineal, utilizando cargas de compresión aplicadas sobre la cabeza del fémur. Resultados: Los modelos con los sistemas de fijación dual tuvieron la mayor rigidez a la compresión sobresaliente. El movimiento de la cabeza del fémur en el sistema de placa dual fue un 24.8% menor que en el sistema de placa única. Un análisis estadístico de una región de interés (VOI) colocada en la diáfisis del fémur mostró que el efecto biomecánico de utilizar el sistema de placa dual es menor en la región de osteotomía que en la cabeza del fémur, por ejemplo, una disminución promedio del desplazamiento de solo el 5% entre los dos sistemas, mientras que el valor máximo disminuye en un 26.8%. La fijación del injerto a la segunda placa de osteosíntesis conduce a una mejora en la estabilidad del sistema. Conclusiones: Los resultados presentados en este trabajo muestran que incluir el análisis de pernos en la fijación de osteotomía de la diáfisis del fémur permitirá capturar el comportamiento no lineal de la región de osteotomía de manera más realista. La estabilidad de la reconstrucción intercalar de la diáfisis del fémur fue mayor cuando el injerto estaba fijado a la segunda placa de osteosíntesis.