O tratamento cirúrxico das fracturas de Trocherent HIP segue sendo un tema controvertido que non está resolto. En fracturas estables “o estándar de ouro” sería extratura de osteosíntese con DHS®.19 placa en fracturas inestables, como 31-A2 e A3. Hai unha gran controversia sobre as vantaxes e desvantaxes implicadas por sistemas extramulares de tipo DHS ou os sistemas intramedulares incluídos Como os estudos clínicos e biomecánicos Gamma® Nail.12 demostraron que estas técnicas teñen limitacións no tratamento cirúrxico deste tipo de fracturas.1-3,5,6,8,14-18,20,22 -24,29, 30 Por iso, os cambios nos deseños e os novos modelos introdúcense como a NAILACIÓN NAIL PFN® (cravo femoral proximal), 27 a placa con sistema de deslizamento biaxial dobre biaxial ou sistemas de rosca deslizante con placa de rosca de ángulo variable.
Hai obras biomecánicas que estudaron unhas centromedulares de 9,14,17,24,29 e outros que compararon o comportamento dos implantes intra e extrademais, 5,6,15, 20,26 pero non hai traballo que E STUDIE comparativamente gamma® e PFN® uñas
Os nosos obxectivos foron realizar un modelo de fracturas de Trocherent do fémur (Tipo 31 A1 e A2 de AO) tratados con dous tipos de Osteosynthesis Intramedular (Gamma® e PFN) ®); Envíe o modelo a cargas que avalía tres parámetros tridimensionales: o desprazamento do foco de fractura, a distribución das tensións sobre o fémur ea distribución de tensións sobre os implantes.
Material e método
A realización dun modelo fémur foi proxectada a partir de liñas de traballo anteriores. 25 O tratamento cirúrxico das fracturas pertrocantéreas de cadeira foi estudada comparando dous sistemas intramédulos: o sistema GAMMA® eo sistema PFN®.
Mallando Femur
Unha malla tridimensional do fémur realizouse con elementos finitos (Abakus, ideas), a partir dalgunhas tomografías tomadas dun espécime real (fig. 1). Seguindo o traballo de VerdonsChot e Huiskes28, aplicáronse as cargas dos tres grupos máis representativos: a) Peso corporal, b) músculos secuestradores no trochanter máis grande e c) psoas ilíaces no trochanter menor. As condicións de carga corresponden á fase monopodal durante o ciclo de progreso. Debido á imposibilidade de reproducir as restricións ao movemento debido á articulación do xeonllo e á acción dos grupos musculares no fémur, limitámonos a apoiar ao fémur na epífise inferior en catro puntos similares ao que se refire ao Bibliografía para obras análogas, 28 que serán suficientes para sacar conclusións sobre os estados tensionais e os desprazamentos relativos do membro proximal do fémur.
Figura 1. Resultado final da malla do fémur. Plane XZ.
Dado que se buscan datos cualitativos e comparativos, consideramos que o tecido óseo como un material homoxéneo, lineal e isótropo. Baixo esta hipótese, ambos tecidos (corticales e esponxos) están perfectamente definidos do seu novo módulo e módulo Poisson.
Os valores aplicados foron os seguintes:
– Establecer o óso compacto: Módulo novo: 1,421E + 4; Módulo de Poisson: 0.32; 7,10 Resistencia contra a tracción: 82.2 N / mm2 e resistencia á compresión: 150 N / mm2.11,13
– óso esponjoso: Módulo novo: 1.0000E + 2; Módulo de Poisson: 0.37.10 e resistencia á compresión: 23 N / MM2.11
Malificar os implantes
Para realizar o modelo Gamma Nail seleccionamos unha uña coas seguintes características: 12 O cravo mm de diámetro distal, parafuso cervical de lonxitude de 90 mm e 12 mm de diámetro, con 135 ° de angustia cervicodiafisal. (Fig. 2). Para levar a cabo o modelo de uñas PFN® seleccionamos un cravo das seguintes características: cravo de diámetro de 11 mm e de 240 mm de longo, de 90 mm de rosca de pescozo de lonxitude, 11 mm de diámetro e 135 ° de angulación e cadeira de rosca de 80 mm de lonxitude e 6,5 mm de diámetro (Fig. 3). Estas medidas foron adecuadas á morfoloxía específica do noso modelo fémur.
Figura 2. Resultado da malla de unhas gamma®.
Figura 3. Resultado da malla de unhas PFN®.
As propiedades que foron dadas ao material teñen son: 28 mozos Módulo: 2,00E + 5 N / MM2 e Módulo Poisson: 0,28. O parafuso cefálico está fixado na cabeza mediante un fío.No modelo asumimos que este contacto é perfecto. O parafuso cefálico sobre a uña gamma® é estática e non se contempla o seu retroceso deslizante. A única área de contacto de uñas dentro da diáfise está no trocánter principal onde tamén simulamos contacto perfecto. Simuláronse tres zonas de contacto que tende a ter a uña dentro da cavidade medular, no medial cortical, anterior e lateral.
O parafuso deslizante na uña PFN® foi simulado usando restricións que, polo tanto, permiten que o Posibilidade de deslizarse dentro do buraco de uñas.
Ademais, nos casos que foron necesarios, temos unión entre o cravo eo fémur mediante a acción dos parafusos distantes. Estes están formados por 10 elementos de barra de circular de 3 mm de diámetro de diámetro. Os nodos destes elementos aplicouse unha restrición na que nos asignamos os desprazamentos dos nodos máis próximos, ben do óso ou ben do implante.
Mallado dos tipos de fracturas
Para realizar a simulación da fractura, levouse a cabo un contacto entre a parte do fémur fracturado ea parte que non se atope. Usamos elementos de barras capaces de realizar tracción e compresión (lagoas) de 0,05 mm, que se colocaron entre os nodos de liña de fractura. Seguimos a clasificación de AO.21 para fracturas de tipo 31-A1 que estudamos e comparamos as seguintes situacións: Gamma® Nail sen parafusos distales VS Nail PFN® con e sen parafusos deslizantes. Para as fracturas de tipo 31-A2 comparamos: cravos gamma con 1 ou 2 parafusos distales, con unhas de PFN e sen parafusos deslizantes de cadeira, con e sen parafusos distantes.
A simulación corresponde a unha situación postoperatoria inmediata , xa que a presenza dunha fractura incipiente callus modificaría significativamente os resultados.
As observacións feitas foron:
– Análise dos rolos do foco da fractura sobre o eixe vertical ( Eixo z).
– Análise da distribución das tensións (S33) no fémur do eixe vertical (z), comparando coa distribución de tensións no fémur saudable.
– Análise da distribución de tensións nos implantes. A variable máis significativa é a tensión von Mises, coa que comprobaremos onde están as áreas máis solicitadas e cal dos dous tipos de implantes funcionan máis.
Resultados
Análise dos desprazamentos No foco de fractura
para comparar os desprazamentos no foco de fractura, o estudo sobre o eixe vertical ou os desprazamentos do eixo z centrouse no fémur, xa que son os máis representativos. Debemos ter en conta que estes resultados non poden considerarse nos seus valores cuantitativos, porque as condicións de apoio non son reais, senón que teñen validez comparativa entre os dous implantes estudados.
No modelo de fractura Tipo 31-A1 , o prego PFN® sen parafuso deslizante permite máis desprazamento, sendo desprazamentos semellantes se compararmos o prego Gamma® e PFN® con parafuso deslizante (Táboa 1). Na deformada ampliada apreciouse como a tendencia do fragmento proximal é xirar ao redor da liña de fractura, un movemento que diminúe cando se coloca o parafuso deslizante PFN (Fig. 4).
Figura 4. deformada magnificada no tipo de fractura 31-A1: PFN con e sen parafuso deslizante.
No 31 -A modelo de fractura tipo tipo, era posible observar como coa uña gamma os desprazamentos son similares aos do PFN cun parafuso deslizante. Como en tipo A1, o PFN sen parafuso deslizante permite maior desprazamentos no eixo z (Táboa 1). Coa deformación ampliada poderiamos observar como ocorre algo similar á fractura A1, cunha tendencia do fragmento proximal para xirar con respecto ao eixe do parafuso.
Análise da distribución de tensión no fémur
O estudo da distribución tensional no fémur centrábase principalmente nas tensións S33, que son aquelas que se producen no eixo z, xa que debido ao carácter do material óseo non hai sentido de estudar as tensións desde que, como Esperado, coincidir coas principais tensións principais. Ademais da comparación entre os dous implantes, tamén foi interesante observar a nova distribución de tensións comparándoa coa do fémur sen fractura ou implante. No modelo fémur saudable observouse que hai unha área que traballa para a tracción na cara de atrás debaixo do trochanter menor e unha área de compresión na cara anterior.
No modelo de fractura 31-A1 cun implante centromedular, houbo unha redistribución significativa de tensións, debido ao cambio que ocorre nos mecanismos de transmisión de carga (Táboa 2). Na comparación entre os dous tipos de fixacións, era posible apreciar como o fémur está máis cargado cando o implante colocado é o PFN® Nail, o que provoca tensións máis uniformemente a ambos os dous lados do fémur. No modelo de fractura 31-A2, houbo unha redistribución similar de tensións. O cravo GAMMA® con parafusos distais produciu unha concentración maior de tensións na diáfise femoral (Cadro 2).
Análise da distribución de tensións nos implantes
Para o estudo das tensións sufridas polos implantes, comparáronse as tensións von Mises para localizar as áreas de grandes tensións eo implante máis resistentes.
en ambos fracturas, ambos os implantes funcionan no nivel do parafuso pescozo e no cravo por debaixo da unión co parafuso. O fío do parafuso cervical ten a maior tensión no Nave PFN® con valores que alcanzan os 600 MPA. A pesar diso, o traballo da uña gamma® é maior que o traballo do PFN® (Táboa 3), aínda que ambos están dentro dos límites de resistencia material.
No modelo de fractura 31-A2, respecto das diferenzas de uso dos parafusos distantes A uña gamma®, podería observarse como os valores das tensións máximas eran moi similares en todos os casos e só se produciron diferenzas na zona distal da uña, aumentando a tensión ao redor dos nodos onde se colocan. A acción do parafuso deslizante aumenta a tensión da uña PFN® (Táboa 3)
Discusións recentemente, SIM et et et et y cols.26 realizou unha análise 2D comparando o sistema DHS® e a gamma ® Sistema aplicado a unha fractura simulada de pertocantaleal inestable e utilizando cargas correspondentes ás forzas musculares dos secuestradores e a forza de reacción de peso, introducindo algúns picos tan rápido e máis lento. Con tensións DHS® foron máis baixas na área proximal ao Trochanter menor e na área da placa lateral. O Gamma® transmite máis forza caudalmente, que diminúe o nivel de tensións no diafsis proximal cortical. Eles só atopan pequenas diferenzas entre ambos sistemas e ningún dos dous implantes é maior do punto de vista biomecánico.
Horz e Lehle9 aplicaron o método de elementos finitos ao estudo da fixación de uñas gamma en modelos de Fracturas simuladas tipo A11 e A13 de Ao. As cargas usadas corresponden á forza reactiva do peso e as forzas musculares que actúan nas tres fases da marcha (músculos glutéis, adductores e psoas). Os valores máximos das tensións von Mises foron atopadas ao comezo e ao final da fase de apoio plantar unilateral. Comparando ambas fracturas, non atoparon diferenzas nas tensións von ou no alongamento do fémur distal. Non obstante, houbo claras diferenzas de ambos os parámetros ao nivel da liña de fractura, con estes maiores no A11. Os resultados obtidos permítenlles recomendar a uña gamma®, especialmente en fracturas inestables.
A metodoloxía utilizada permite o mal destas fracturas e unha adecuada avaliación biomecánica dos implantes utilizados para o tratamento. O estudo realizado como referencia para futuras avaliacións de fracturas inestables, de novos implantes e remodelación ósea. As fracturas peritrocantéreas de cadeira forman un grupo heteroxéneo cuxas características biomecánicas son diferentes segundo a súa topografía e anatomía patolóxica. No noso modelo estudamos e comparamos as fracturas con dous fragmentos, tipo 31-A1 e A2 de AO.
No modelo PFN®, o parafuso cervicoccefálico ten retroceso gratuíto. A variante do parafuso deslizante de cadeira, parafuso que evita o movemento de rotación do fragmento proximal sobre o eixe lonxitudinal do parafuso cervical da uña. No modelo Gamma®, usouse o bloqueo do parafuso cervical, impedindo que o seu retroceso. Probáronse variantes con e sen parafusos distantes. Unha característica importante do modelo é a avaliación non só da carga na fase de apoio ao progreso, senón tamén a simulación das forzas musculares que actúan sobre o trochanter principal e o trocanter menor. Esta diferenza doutros modelos anatómicos nos que estas forzas non se teñen en conta.
O estudo dos desprazamentos do foco de fractura nos modelos A1 e A2 mostra que as chamadas fracturas estables están suxeitas a desprazamentos con Gamma® Nail e PFN®, sendo superior co PFN® Sen parafuso deslizante. A tradución clínica desta observación é importante, coa precaución de que se deben exportar os datos experimentais sobre datos clínicos.
con ambos tipos de osteosíntese, unha redistribución das tensións ocorre con respecto ao fémur saudable, Sendo a diferenza máis evidente por baixo do trochanter menor. Coa Gamma® con parafuso de pescozo bloqueado, o fémur está menos sometido a cargas, e estas están concentradas de xeito máis distal. Esta concentración distal ocorre con e sen parafusos distantes. A concentración distal de cargas estaría relacionada, dada a rixidez do implante, cunha privación tensional proximal e cun punto distal. Isto podería determinar a dor na coxa e facilitar as fracturas postoperatorias na zona de transición solicitante.
Comparando as tensións de von en ambos os implantes, observamos que o traballo da uña gamma® é algo superior que no PFN®. A área de tensión máxima no Nave PFN® está ao nivel do parafuso do parafuso cervical. Ambos teñen unha importante reserva de resistencia mecánica para tolerar as cargas por un período superior de tempo.
Na comparación dos comportamentos estruturais dos dous implantes levantados nos dous tipos de fracturas, hai unha serie de Elementos que se melloran para poder realizar unha análise máis rigorosa. Os resultados obtidos no noso modelo teñen unha proxección limitada porque corresponde a unha simulación do comportamento da fractura no período postoperatorio inmediato, variando o comportamento á formación inicial do callo. O coñecemento doutras situacións de carga permitiría estudos comparativos máis detallados, incluídos os cálculos de fatiga, un elemento determinante no fracaso dos implantes estudados. Non se tiveron en conta os movementos de rotación. É un modelo de comportamento homoxéneo e isótropo. Sería necesario tratar de caracterizar mellor o material óseo, tendo en conta a variación ósea na densidade (remodelación interna) e en volume (remodelación externa), pasando a un modelo de comportamento heteroxéneo e anisotrópico.
Conclusións
1. O desprazamento que se observa no foco de fractura é menor cunha uña PFN® con parafuso deslizante.
2. Existe unha redistribución de tensións en todo o fémur, recibindo o óso máis cargas cando era unha osteosíntese cunha uña PFN®.
3. G O traballo para que o prego GAMMA® requirirá é maior que a do PFN®, tendo atopado nunha zona de tensión máxima no nivel de rosca para o parafuso cervical da unha PFN®.