Antonio Carlos Shimano

Uso de placa de estabilização de osteotomias em osso cortical longo. Análise das deformações ïn vitro"com "Strain Gauges" experimento "in vivo"em carneiros

Resumo:

SHIMANO, A. C. (1989). Uso de placa de estabilização de osteotomias em osso cortical longo. Análise das deformações ïn vitro"com "Strain Gauges" experimento "in vivo"em carneiros". Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação Interunidades em Bioengenharia EESC/FMRP/IQSC, BIOENGENHARIA/USP, São Carlos/SP, outubro de 1989.

Placas de compressão (aço inox 316 L AISI), são utilizadas na fixação e estabilização de fraturas em osso cortical longo, onde a compressão interfragmentária é conseguida mediante do uso de trator de placas, ou de parafusos excentricamente colocados em encaizes especiais, desde que exista um bom apoio na cortical oposta. Quando não existe bom contato na cortical oposta, pela presença de cominuição, ou pela falta de compressão, há frequentemente fraturas da placa neste nível, ou deformações plásticas, ou o afroxamento dos implantes em um ou em ambos os segmentos ósseos e retardo de consolidação ou pseudartrose. Para solucionar este problema é sugerido aicionar uma segunda placa de Ploetileno de alta densidade, de forma anatômica e tamanho reduzido, funcionando como placa secundária, com características dimensionais determinadas, para servir como apoio. Para o dimensionamento foram realizados cálculos teóricos ensaioss de compressão em modelos, do conjunto "in vitro" de osso e placas, em máquina universal de ensaio. Foram ensaiados emtíbias de carneiros, utilizando "Strain Gauges"colocados nas placas, para obtenção da carga aplicada e das deformações nas placas, simultaneamente. O ensaio "in vivo" foi realizado em 4 carneiros (denominados B, C, D e E), com cirurgias bilaterais sendo um lado tratado e outro controle, com osteotomias cuniformes. A avaliação dos resultados foi feita através de experimentos 'in vitro"e "in vivo". No experimento "in vitro" foram realizadas uma simulação de aplicação da carga de Flexo-compressão, variando-se 7 posições distintas. Observou-se que a média da rigidez equivalente do sistema dupla foi 25,77% maior que o sistema com única placa. Observações radiológicas mostram que em todos animais houve maior exuberância de calo na tíbia tratada com única placa. Observações histológicas dos animais C e E mostraram que as tíbias tratadas com dupla placa, a evolução óssea foi maior que as tíbias tratadas com única placa, já com formação de osso jovem. Foram feitos ensaios mecânicos das amostras com retiradas das placas nos animais C e D. No animal C, a tíbia tratada com dupla placa resistiu (1,25 +/- 0,13) vezes a mais aos esforços de compressão que a tíbia tratada com única placa. No animal D, a tíbia tratada com dupla placa resistiu (1,36 +/- 0,12) vezes a mais aos esforços de compressão que a tíbia tratada com única placa. Foram feitos ensaios mecânicos de compressão das amostras sem retirada das placas nos animais B e E. No animal B, a tíbia tratada com dupla placa resistiu (1,41 +/- 0,28) vezes a mais aos esforços de compressão que a tíbia tratada com única placa. No animal E, a tíbia tratada com dupla placa resistiu (1,180+/- ,031) vezes a mais aos esforços de compressão que a tíbia tratada com única placa. As conclusões dos resultados obtidos mostram a viabilidade do uso de dupla placa, salientando as vantagens clínicas e mecânicas com relação ao método clássico de osteossíntese com única placa e enxerto, utilizados nas fraturas propostas. O acervo de conhecimento obtidos neste trabalho poderá ser utilizado no dimensionamento de novos implante.

SHIMANO, A. C. (1989). Uso de placa de estabilização de osteotomias em osso cortical longo. Análise das deformações ïn vitro"com "Strain Gauges" experimento "in vivo"em carneiros". Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação Interunidades em Bioengenharia EESC/FMRP/IQSC, BIOENGENHARIA/USP, São Carlos/SP, outubro de 1989.

The use of self-compression plate fixation in comminuted fracture requires good support on the opposite cortex and satisfactory compression. When this is not the case, plate fracture at the fracture level or loosening of the screws in one or both bone fragments often occurs. In a attempt to solve this problem, we suggested adding to the opposite cortex a second plate of small dimensions and made of light material. The elasticity and design of this second plate are very important to permit microstrain and hence to prevent spongyzation and weakening of the bone underneath the two plates. Theoretical calculations and compression tests for the predimensioning of the plate were performed in vitro on several test specimens using a universal test machine. Strain gauges were placed on the plates, which were then tested on sheep tibiae to record deformation under load. In vivo tests were carried out on 4 sheep (B, C, D and E), submitted to surgery on both legs, with one leg used as control (conventional plating + bone graft to the opposite cortex). The following results were obtained in the in vitro and in vivo tests. A stimulated flexo-compression load was applied in the in vitro experimented at 7 different sites. The mean rigidity of the double-plate system was 25.77% higher than that of the single-plate system. X-rays observation showed greater callus formation in the tibia treated with a single plate in animals. Histological observations of animals C and E showed that bone evolution was greater in the tibiae treated with double plates than in those treated with single plates. Mechanical tests with plate removal were carried out on animals C and D. The tibia treated with a double plate resisted compression 1.25 +/- 0.13 times more than the tibia treated with a single plate. In animal D, the tibia with a double plate resisted compression 1.36 +/- 0.12 times more than the tibia with a single plate. Mechanical compression tests without plate removal were performed on animals B and E. In animal B, the tibia treated with a double plate resisted compression 1.41 +/- 0.28 times than the tibia treated with a single plate. In animal E, the tibia treated with a double plate resisted compression 1.18 +/- 0.31 times more than the tibia treated with a single plate. The results show that the use of a dual plate may be acceptable in clinical practice, with obvious advantages when compared with a single plate. The results show that the use of a dual plate may be acceptable in clinical practice, with obvious advantages when compared with a single plate. The experience obtained in the present study may help in designing new implant for humans.




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