ABSTRACT
Abstract Objective This study aimed to evaluate the influence of sterilization on the compressive and flexural mechanical strength of hydroxyapatite-based biocomponents obtained through freeze-dried bovine bone, and its association with chitosan. Methods Freeze-dried bovine bone was processed into 100 μm particles and mixed with 50% of its weight in chitosan. The mixture was packed in metallic molds for preparing the specimens, and sterilized at 127°C using an autoclave for subsequent experimentation. The specimens were subjected to compression and flexion tests following norm 5833 of the International Organization for Standardization (ISO), with 6 × 12 mm cylindrical blocks (for compression tests) and 75 × 10 × 3.3 mm plates (for flexion tests) as samples. The samples were divided into four groups of 20 specimens each, with 10 for compression and 10 for flexion tests. Three groups were sterilized (autoclave, gamma rays, and ethylene oxide), whereas the fourth group (control) was not. The mechanical tests obtained from the different sterilization processes were compared using analysis of variance (ANOVA, p< 0.05), followed by the Tukey multiple comparison test of means, with a 95% confidence interval. Results The specimens presented mean compressive strengths of 10.25 MPa for the control group and 3.67 MPa, 9.65 MPa, and 9.16 MPa after ethylene oxide, gamma ray, and autoclave sterilization, respectively. Flexion test results showed an average resistance of 0.40 MPa in the control group, and 0.15 MPa, 0.17 MPa, and 0.30 MPa after ethylene oxide, gamma ray, and autoclave sterilization, respectively. There were statistically significant differences observed in the maximum compression of the ethylene oxide-sterilized group compared with that of the control group (p= 0.0002), gamma ray-sterilized (p= 0.0003), and the autoclaved (p= 0.0006) groups. There was a statistically significant difference in maximum flexion of the specimens sterilized by gamma rays when compared with the control group (p= 0.0245). However, low flexural strengths were observed in all specimens. Conclusion The autoclave sterilization group did not result in statistically significant differences in either compression or flexion strength tests. Thus, the autoclave proved to be the best sterilization option for the hydroxyapatite-based biocomponents in this study.
Resumo Objetivo O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da esterilização na resistência mecânica à compressão e flexão de biocomponentes à base de hidroxiapatita obtida a partir de osso bovino liofilizado e sua associação com quitosana. Métodos O osso bovino liofilizado foi processado em partículas de 100 μm e misturado à quitosana em proporção de 50% de seu peso. A mistura foi acondicionada em moldes metálicos para preparo dos espécimes e esterilizada a 127°C em autoclave para posterior experimentação. Os espécimes foram submetidos a ensaios de compressão e flexão seguindo a norma 5833 da International Organization for Standardization (ISO); os espécimes eram blocos cilíndricos de 6 × 12 mm (para ensaios de compressão) e placas de 75 × 10 × 3,3 mm (para ensaios de flexão). As amostras foram divididas em quatro grupos de 20 espécimes cada, sendo 10 para ensaios de compressão e 10 para ensaios de flexão. Três grupos foram esterilizados (por autoclavagem, raios gama e óxido de etileno), enquanto o quarto grupo (controle) não foi. Os testes mecânicos obtidos nos diferentes processos de esterilização foram comparados por análise de variância (ANOVA, p< 0,05) seguido pelo teste de comparação múltipla de médias de Tukey, com intervalo de confiança de 95%. Resultados Os espécimes apresentaram resistências médias à compressão de 10,25 MPa para o grupo de controle e 3,67 MPa, 9,65 MPa e 9,16 MPa após esterilização com óxido de etileno, raios gama e autoclavagem, respectivamente. Os resultados do teste de flexão mostraram uma resistência média de 0,40 MPa no grupo de controle, e 0,15 MPa, 0,17 MPa e 0,30 MPa após esterilização com óxido de etileno, raios gama e autoclavagem, respectivamente. A compressão máxima observada no grupo esterilizado com óxido de etileno foi estatisticamente diferente à obtida no grupo de controle (p= 0,0002), esterilizado com raios gama (p= 0,0003) e autoclavado (p= 0,0006). A flexão máxima dos espécimes esterilizados com raios gama foi estatisticamente diferente à observada no grupo de controle (p= 0,0245). No entanto, a resistência à flexão foi baixa em todos os espécimes. Conclusão A esterilização em autoclave não foi associada a diferenças estatisticamente significativas nos testes de compressão ou flexão. Assim, a autoclave foi a melhor opção de esterilização para os biocomponentes à base de hidroxiapatita neste estudo.
Subject(s)
Animals , Biocompatible Materials , Sterilization , Bone Transplantation , Durapatite , Chitosan , Mechanical TestsABSTRACT
ABSTRACT Objective: To evaluate a new treatment for split fractures through fatigue tests on a swine model. Methods: Thirty lumbar spine samples (L2-L3-L4) from swine models were divided into three test groups. The first was the control group (intact vertebrae). In the second group, a bone defect was created, similar to a coronal split fracture of the vertebral body. For this, a bone defect (osteotomy) was performed in the coronal axis of the middle third of the middle lumbar vertebral body (L3), keeping the disc-ligament structures intact. In the third group, the same procedure was performed to cause bone failure, but was associated with the use of synthesis material, with pedicular fixation using 3.5 mm cannulated screws with partial thread, in order to apply compression at the fracture site, giving resistance and support to the vertebra. The groups were submitted to biomechanical fatigue tests. The number of cycles required to failure in the specimen was analyzed. Results: The use of the synthesis material increased the resistance of the fractured vertebrae to levels equal to those of the intact vertebra for low cycles with loads of 40% of the failure load, possibly losing up to 20% of their resistance for higher cycles. Conclusions: In the vertebrae in which synthetic material was used, greater resistance to a greater number of cycles for a longer period of time was observed when compared with the fractured vertebrae, suggesting that this is an interesting method for the fixation of split-type spinal fractures. Level of evidence III; Experimental Study.
RESUMO Objetivo: Avaliar um novo tratamento de fraturas do tipo separação (split) através de ensaios de fadiga em modelo suíno. Métodos: Trinta amostras de coluna lombar (L2-L3-L4) de modelos suínos foram divididas em três grupos para testes. O primeiro constituiu o grupo controle (vértebras intactas). No segundo grupo, foi criado um defeito ósseo semelhante a uma fratura split coronal do corpo vertebral. Para tanto, criou-se um defeito ósseo (osteotomia) no eixo coronal do terço médio do corpo vertebral intermediário lombar (L3), mantendo as estruturas disco-ligamentares íntegras. No terceiro grupo, foi realizado o mesmo procedimento para causar a falha óssea, sendo associado o uso de material de síntese, com a fixação pedicular com parafuso canulado de 3,5 mm com rosca parcial, com objetivo de realizar compressão no foco da fratura e dar resistência e sustentação à vertebra. Os grupos foram submetidos a testes biomecânicos de fadiga. Foi analisado o número de ciclos necessários para que ocorresse a falha no corpo de prova. Resultados: O material de síntese aumenta a resistência da vértebra fraturada em níveis iguais aos da vértebra intacta para baixos ciclos e com cargas de 40% da tensão de ruptura, podendo perder até 20% de sua resistência para ciclos mais altos. Conclusões: Nas vértebras em que foi utilizado material de síntese observou-se maior resistência ao maior número de ciclos por um período mais prolongado em comparação com as vértebras apenas fraturadas, sugerindo que este é um método interessante para a fixação de fraturas do tipo split na coluna vertebral. Nível de evidência III; Estudo experimental.
RESUMEN Objetivo: Evaluar un nuevo tratamiento de fracturas lumbares del tipo separación (split) a través de ensayos de fatiga en modelo porcino. Métodos: Treinta muestras de columna lumbar (L2-L3-L4) de modelos porcinos fueron divididas en tres grupos para tests. El primero constituyó el grupo control (vértebras intactas). En el segundo grupo, fue creado un defecto óseo semejante a una fractura split coronal del cuerpo vertebral. Para tanto, se creó un defecto óseo (osteotomía) en el eje coronal del tercio medio del cuerpo vertebral intermedio lumbar (L3), manteniendo las estructuras disco-ligamentarias íntegras. En el tercer grupo, fue realizado el mismo procedimiento para causar la falla ósea, siendo asociado el uso de material de síntesis, con fijación pedicular con tornillo canulado de 3,5 mm con rosca parcial, con el objetivo de realizar compresión en el foco de la fractura y dar resistencia y sustentación a la vértebra. Los grupos fueron sometidos a tests biomecánicos de fatiga. Fue analizado el número de ciclos necesarios para que ocurriese la falla en el cuerpo de prueba. Resultados: El material de síntesis aumenta la resistencia de la vértebra fracturada en niveles iguales a los de la vértebra intacta para bajos ciclos y con cargas de 40% de la tensión de ruptura, pudiendo perder hasta 20% de su resistencia para ciclos más altos. Conclusiones: En las vértebras en que fue utilizado material de síntesis se observó mayor resistencia al mayor número de ciclos por un período más prolongado en comparación con las vértebras solamente fracturadas, sugiriendo que este es un método interesante para la fijación de fracturas de tipo split en columna vertebral. Nivel de evidencia III; Estudio experimental.
Subject(s)
Humans , Fractures, Bone , Spine , Models, Animal , FatigueABSTRACT
ABSTRACT Objective: This research presents a biomechanical analysis performed in the lumbar spine of a porcine animal model, considering a minimally invasive technique for the treatment of split fractures. Methods: Porcine spines were used to perform compression tests, considering three different approaches. Three groups were defined in order to verify and validate the proposed technique: a control group (1); spines with split fractures (2); and a treatment group (3). For the first group (control), spines were axially compressed until any kind of fracture occurred, in order to verify the strength of the structure. In the second group, split fractures were created to obtain the mechanical failure pattern of the model. In the third group, the split fractures were submitted to the proposed treatment, to verify the resistance achieved. The three groups were compared by means of axial compression tests. Statistical analysis was performed by ANOVA. Results: The control group (intact spine) and the treated split fracture group presented similar results (p>0.05), differing from the results for the untreated split fracture group (p<0.05). Conclusions: The tests performed in order to determine the behavior and strength of the lumbar spine when subjected to axial compression provided positive data for the development of a minimally invasive technique capable of restoring split fractures of the spine. Level of evidence III; Experimental research.
RESUMO Objetivo: Esta pesquisa apresenta uma análise biomecânica realizada na coluna lombar em modelo animal suíno, considerando uma técnica minimamente invasiva para o tratamento de fraturas vertebrais do tipo split. Métodos: Foram usadas colunas de suínos para a realização de testes de compressão, considerando três diferentes abordagens. Para verificar e validar a técnica proposta, foram definidos três grupos: grupo controle (1); colunas com fraturas do tipo split (2) e grupo tratamento (3). No o primeiro grupo (controle), as colunas foram comprimidas axialmente até que ocorresse qualquer tipo de fratura, a fim de verificar a resistência da estrutura. No segundo grupo, foram criadas fraturas do tipo split para obter o padrão de falha mecânica do modelo. No terceiro grupo, as fraturas do tipo split foram submetidas ao tratamento proposto, para verificar a resistência alcançada. Os três grupos foram comparados por meio de testes de compressão axial. A análise estatística foi realizada por ANOVA. Resultados: O grupo controle (coluna íntegra) e o grupo com fratura do tipo split tratada apresentaram resultados semelhantes (p > 0,05), diferentemente dos resultados do grupo com fratura do tipo split não tratada (p < 0,05). Conclusões: Os testes para determinar o comportamento e a força da coluna lombar quando é submetida à compressão axial forneceram dados positivos para o desenvolvimento de uma técnica minimamente invasiva capaz de restaurar fraturas tipo split da coluna vertebral. Nível de evidência III; Pesquisa experimental.
RESUMEN Objetivo: Esta investigación presenta un análisis biomecánico realizado en la columna lumbar de un modelo animal porcino, considerando una técnica mínimamente invasiva para el tratamiento de fracturas vertebrales del tipo split. Métodos: Fueron usadas columnas de porcinos para la realización de tests de compresión, considerando tres diferentes abordajes. Para verificar y validar la técnica propuesta, fueron definidos tres grupos: grupo control (1); columnas con fracturas del tipo split (2) y grupo tratamiento (3). En el primer grupo (control), las columnas fueron comprimidas axialmente hasta que ocurriera cualquier tipo de fractura, a fin de verificar la resistencia de la estructura. En el segundo grupo, fueron creadas fracturas del tipo split para obtener el patrón de falla mecánica del modelo. En el tercer grupo, las fracturas del tipo split fueron sometidas al tratamiento propuesto, para verificar la resistencia alcanzada. Los tres grupos fueron comparados por medio de tests de compresión axial. El análisis estadístico fue realizado por ANOVA. Resultados: El grupo control (columna íntegra) y el grupo con fractura del tipo split tratada presentaron resultados semejantes (p>0,05), a diferencia de los resultados del grupo con fractura del tipo Split no tratada (p<0,05). Conclusiones: Los tests para determinar el comportamiento y la fuerza de la columna lumbar cuando es sometida a la compresión axial suministraron datos positivos para el desarrollo de una técnica mínimamente invasiva, capaz de restaurar fracturas del tipo Split de la columna vertebral. Nivel de evidencia III; Investigación experimental.
Subject(s)
Humans , Spinal Injuries , Spine , Therapeutics , Spinal FracturesABSTRACT
Abstract Objective To evaluate different femoral fixation devices for medial patellofemoral ligament reconstruction and compare their effectiveness regarding fixation strength up to failure in porcine knees. Methods Thirty porcine knees were used, divided into three groups of 10 knees. The removed grafts were dissected from the extensor tendons of porcine feet. In each group, the graft was fixed to the femur with an interference screw, an anchor, or adductor tenodesis. The three methods were subjected to biomechanical tests using a universal Tensile testing machine at a speed of 20 mm/minute. Results The highest average linear resistance under lateral traction occurred in group 1, "screw fixation" (185.45 ± 41.22 N), followed by group 2, "anchor fixation" (152.97 ± 49, 43 N); the lower average was observed in group 3, "tenodesis fixation" (76.69 ± 18.90 N). According to the fixed error margin (5%), there was a significant difference between groups (p < 0.001); in addition, multiple comparison tests (between group pairs) also showed significant differences. Variability was small, since the variance coefficient was lower than 33.3%. Conclusion Interference screws in bone tunnels and mountable anchors fixation with high resistance wire are strong enough for femoral fixation in porcine medial patellofemoral ligament reconstruction. Adductor tenodesis, however, was deemed fragile for such purpose.
Resumo Objetivo Avaliar diferentes dispositivos de fixação femoral na reconstrução do ligamento patelofemoral medial para comparar sua eficácia quanto à força de fixação até a falha em joelhos suínos. Métodos Foram ensaiados 30 joelhos de suínos subdivididos em 3 grupos de 10 joelhos. Os enxertos retirados foram dissecados de tendões extensores das patas dos suínos. Cada grupo teve o enxerto fixado ao fêmur com parafuso de interferência, âncora, ou tenodese no tendão adutor. Os 3 métodos foram submetidos à testes biomecânicos utilizando uma máquina universal de ensaio de tração com uma velocidade de 20 mm/min. Resultados Verificamos que a média mais elevada da resistência linear sob tração lateral (185,45 ± 41,22 N) ocorreu no grupo 1: "fixação por parafuso," seguido do grupo 2: "fixação por âncora" (152,97 ± 49,43 N), e a média foi menor no grupo 3: "fixação por tenodese" (76,69 ± 18,90 N). Para a margem de erro fixada (5%), comprovou-se a diferença significativa entre os grupos (p < 0,001) e também através dos testes de comparações múltiplas (entre os pares de grupos) verificou-se a ocorrência de diferenças significativas. A variabilidade expressada por meio do coeficiente de variação mostrou-se reduzida, já que a referida medida foi inferior a 33,3%. Conclusão O uso de parafusos de interferência no túnel ósseo de joelhos porcinos é suficientemente forte para fixação femoral na reconstrução do ligamento patelofemoral medial, assim como a fixação com âncoras montáveis com fio de alta resistência. Entretanto, a tenodese no tendão adutor mostrou-se frágil para essa finalidade.
Subject(s)
Animals , Orthopedic Fixation Devices , Swine , Tendons , Traction , Effectiveness , Biomechanical Phenomena , Bone and Bones , Suture Techniques , Transplants , Models, Animal , Tenodesis , Patellofemoral Joint , Femur , Ligaments , MethodsABSTRACT
ABSTRACT Objective To analyze the behavior of thoracolumbar fractures of the coronal split type using the finite element method. Methods Two comparative studies were conducted through simulation of coronal split fractures in a finite model in which the first lumbar vertebra (L1) was considered to be fractured. In the first case, the fracture line was considered to have occurred in the middle of the vertebral body (50%), while in the second model, the fracture line occurred in the anterior quarter of the vertebral body (25%). The maximum von Mises stress values were compared, as well as the axial displacement between fragments of the fractured vertebra. Results The stress levels found for the fracture located at half of the vertebral body were 43% higher (264.88 MPa x 151.16 MPa) than those for the fracture located at the anterior 25% of the vertebra, and the axial displacement of the 50% fractured body was also greater (1.19 mm x 1.10 mm). Conclusions Coronal split fractures located in the anterior quarter of the vertebral body incurred less stress and displacements and are more amenable to conservative treatment than 50% fractures occurring in the middle of the vertebral body. Level of Evidence III; Experimental study.
RESUMO Objetivo Analisar o comportamento das fraturas toracolombares do tipo split coronal através de elementos finitos. Métodos Foram realizados dois estudos comparativos através da simulação de fratura do tipo split coronal, em modelo finito, considerando que a primeira vértebra lombar (L1) estava fraturada. No primeiro caso, considerou-se que o traço da fratura ocorria na metade do corpo vertebral (50%), já no segundo modelo, o traço de fratura ocorria na porção anterior do corpo (25%). Foram comparados os valores de tensão máxima segundo von Mises, assim como o deslocamento axial sofrido entre os fragmentos da vértebra fraturada. Resultados Na fratura localizada ao nível da metade do corpo vertebral, os níveis de tensões encontrados foram 43% maiores (264,88 MPa x 151,16 MPa) do que aqueles na fratura a 25% no terço anterior do corpo vertebral, em que o deslocamento axial da porção fraturada também foi mais elevado (1,19 mm x 1,10 mm). Conclusões As fraturas do tipo split coronal localizadas no quarto anterior do corpo vertebral concentram menos tensões e deslocamentos, sendo mais passíveis de tratamento conservador em comparação às fraturas que ocorrem na metade do corpo vertebral. Nível de Evidência III; Estudo experimental.
RESUMEN Objetivo Analizar el comportamiento de las fracturas toracolumbares del tipo split coronal a través de elementos finitos. Métodos Se realizaron dos estudios comparativos a través de la simulación de fractura del tipo split coronal, en modelo finito, considerando que la primera vértebra lumbar (L1) estaba fracturada. En el primer caso, se consideró que el trazo de la fractura ocurría en la mitad del cuerpo vertebral (50%), ya en el segundo modelo, el trazo de la fractura ocurría en la porción anterior del cuerpo (25%). Fueron comparados los valores de tensión máxima según von Mises, así como el desplazamiento axial sufrido entre los fragmentos de la vértebra fracturada. Resultados En la fractura localizada al nivel de la mitad del cuerpo vertebral, los niveles de tensiones encontrados fueron 43% mayores (264,88 MPa x 151,16 MPa) que aquellos en la fractura a 25% en el tercio anterior del cuerpo vertebral, en que el desplazamiento axial de la porción fracturada fue también más elevado (1,19 mm x 1,10 mm). Conclusiones Las fracturas del tipo split coronal localizadas en el cuarto anterior del cuerpo vertebral concentran menores tensiones y desplazamientos, siendo más susceptibles de tratamiento conservador en comparación a las fracturas que ocurren en la mitad del cuerpo vertebral. Nivel de Evidencia III; Estudio experimental.
Subject(s)
Humans , Spine , Tensile Strength , Spinal FracturesABSTRACT
Abstract Objective To analyze the stability of humerus supracondylar fracture fixation with Kirschner wires comparing intramedullary and lateral (Fi), and two parallel lateral wires (FL) fixation in experimental models, to define which configuration presents greater stability. Methods A total of 72 synthetic humeri were cross-sectioned to simulate the fracture. These bones were divided into two equal groups and the fractures were fixed with parallel Kirschner wires (FL) and with a lateral and intramedullary (Fi) wire. Then, the test specimens were subjected to stress load tests on a universal test machine, measured in Newtons (N). Each group was subdivided into varus load, valgus, extension, flexion, external rotation and internal rotation. An analysis of the data was performed comparing the subgroups of the FL group with their respective subgroups of the Fi group through the two-tailed t test. Results The two-tailed t test showed that in 4 of the 6 evaluated conditions there was no significant statistical difference between the groups (p > 0.05). We have found a significant difference between the group with extension load with a mean of 19 N (FL group) and of 28.7 N (Fi group) (p = 0.004), and also between the groups with flexural load with themean of the forces recorded in the FL group of 17.1 N and of 22.9 N in the Fi group (p = 0.01). Conclusion Fixation with one intramedullary wire and one lateral wire, considering loads in extension and flexion, presents greater stability when compared to a fixation with two lateral wires, suggesting similar clinical results.
Resumo Objetivo Analisar através de ensaios mecânicos a estabilidade da fixação da fratura supracondiliana do úmero com dois fios de Kirschner, intramedular e lateral (Fi), comparada à fixação com dois fios laterais paralelos (FL) em modelos anatômicos, de forma a se definir qual configuração apresenta maior estabilidade. Métodos Foram utilizados como corpos de prova 72 úmeros sintéticos, os quais foram seccionados transversalmente para simular a fratura. Estes ossos foram divididos em dois grupos iguais e as fraturas fixadas com dois fios de Kirschner paralelos (FL) e com um fio lateral e outro intramedular (Fi). Então os corpos de prova foram submetidos aos testes de carga em estresse em uma máquina de ensaio universal, medidos em Newtons (N). Cada grupo foi subdividido em carga em varo, em valgo, em extensão, em flexão, em rotação externa e em rotação interna. A análise dos dados foi realizada comparando os subgrupos do grupo FL, com seus respectivos subgrupos do grupo Fi através do teste t bicaudal. Resultados O teste t bicaudal demonstrou que em 4 das 6 condições aplicadas não houve diferença estatística significativa entre os grupos (p > 0,05). Encontramos uma diferença significativa entre os grupos com carga em extensão com uma média das maiores forças no grupo FL de 19 N e no grupo Fi de 28,7 N (p = 0,004), e também entre os grupos comcarga emflexão coma média de forças registradas no grupo FL de 17,1 N e no grupo Fi de 22,9 N (p = 0,01). Conclusão A fixação com fio intramedular e umfio lateral para cargas em extensão e flexão apresenta maior estabilidade quando comparada com a fixação com dois fios laterais paralelos, sugerindo resultados clínicos no mínimo semelhantes.
Subject(s)
Biomechanical Phenomena , Epiphyses/injuries , Fracture Fixation , Humeral FracturesABSTRACT
ABSTRACT Objective: This study aims to numerically evaluate the surgical treatment of thoracolumbar fractures, comparing the strengths between the long and short fixations using the pedicle of the fractured vertebra, taking into account the supraspinous, intertransverse, and anterior longitudinal ligaments. Methods: A numerical analysis of the techniques of long and short fixation of a thoracolumbar spine fracture was performed using computed tomography images that were converted into three-dimensional models and analyzed through the ANSYS program. The two types of treatments were analyzed considering the tensions generated in the immediate postoperative period, when the fracture has not yet been consolidated. The anterior, posterior, supraspinal and intertransverse longitudinal ligaments were added, in addition to considering different vertebral geometries. Results: Taking into account that the maximum tensile stress of the material used in the metal implant, in the case of titanium, was 960 MPa, the highest tension found in the analysis of the short instrumentation was 346.83 MPa, reaching only 36.13% of the load the material supports, being, therefore, within a safety limit. The analysis performed in the spine with long instrumentation showed the highest tension value of 229.22 MPa. Conclusions: Considering the values found and the resistance of the synthesis material used, the short and long fixation can be considered in the treatment of thoracolumbar fractures with similarity and a good safety coefficient. Level of Evidence III; Case-Control.
RESUMO Objetivo: Este trabalho tem como objetivo avaliar numericamente o tratamento cirúrgico das fraturas toracolombares, comparando a resistências entre as fixações longas e curtas usando o pedículo da vértebra fraturada, levando-se em conta os ligamentos supra-espinhal, intertransversal e longitudinal anterior. Métodos: Foi realizada uma análise numérica das técnicas de fixação longa e curta deumafratura da coluna toracolombar, utilizando-se imagens de tomografia computadorizada que foram convertidas em modelos tridimensionais e analisados através do programa ANSYS. Os dois tipos de tratamentos foram analisados considerando-se as tensões geradas no período pós operatório imediato, quando a fratura ainda não está consolidada. Foram adicionados os ligamentos longitudinal anterior, posterior, supra-espinhal e intertransversal, além de se considerar diferentes geometrias vertebrais. Resultados: Levando em consideração que a tensão máxima de ruptura do material utilizado no implante metálico, no caso o titânio, ser de 960 MPa, a maior tensão encontrada na análise da instrumentação curta foi de 346,83 MPa, atingindo apenas 36,13% da carga que o material suporta, estando, portanto, dentro de um limite de segurança. A análise realizada na coluna com instrumentação longa verificou o valor de tensão mais elevado de 229,22 MPa. Conclusão: Considerando os valores encontrados e a resistência do material de síntese utilizado, a utilização da fixação curta e longa podem ser consideradas no tratamento das fraturas toracolombares apresentando similaridade e um bom coeficiente de segurança. Nível de Evidência III; Caso-Controle.
RESUMEN Objetivo: Este trabajo tiene como objetivo evaluar numéricamente el tratamiento quirúrgico de las fracturas toracolumbares, comparando las resistencias entre las fijaciones largas y cortas usando el pedículo de la vértebra fracturada, teniendo en cuenta los ligamentos supraespinal, intertransverso y longitudinal anterior. Métodos: Se realizó un análisis numérico de las técnicas de fijación larga y corta de una fractura de la columna toracolumbar, utilizando imágenes de tomografía computarizada que se convirtieron en modelos tridimensionales y fueron analizadas con el programa ANSYS. Los dos tipos de tratamiento fueron analizados considerando las tensiones generadas en el período postoperatorio inmediato, cuando la fractura aún no está consolidada. Se añadieron los ligamentos longitudinal anterior, posterior, supraespinal e intertransverso, además de considerar diferentes geometrías vertebrales. Resultados: Teniendo en cuenta que la tensión máxima de ruptura del material utilizado en el implante metálico, en el caso el titanio, fue de 960 MPa, la mayor tensión encontrada en el análisis de la instrumentación corta fue de 346,83 MPa, alcanzando apenas el 36,13% de la carga que el material soporta, estando, por lo tanto, dentro de un límite de seguridad. El análisis realizado en la columna con instrumentación larga mostró el valor de tensión más elevado de 229,22 MPa. Conclusiones: Teniendo en cuenta los valores encontrados y la resistencia del material de síntesis utilizado, la utilización de la fijación corta y larga puede ser considerada en el tratamiento de las fracturas toracolumbares presentando similitud y un buen coeficiente de seguridad. Nivel de Evidencia III, Caso-Controle.
Subject(s)
Humans , Orthopedics , Spine , Surgical Procedures, Operative , Finite Element Analysis , Fractures, BoneABSTRACT
Abstract Objective The present study aims to evaluate different methods of tibial fixation in the reconstruction of the anterolateral ligament (ALL). In addition, the present paper aims to compare the effectiveness of these methods and theirmechanisms of failure in swine knees. Methods A total of 40 freshly frozen swine limbs were divided into 4 groups of 10 specimens, according to the tibial fixation technique used. In group A, the tibial fixation of the tendon graft wasmade through an anchor passing the graft. In group B, the tibial fixation was performed through a metal interference screw in a single bone tunnel. In group C, the tibial fixation included an anchor associated with a tendinous suture (but not with a wire crossing the tendon). In group D, two confluent bony tunnels were drilled and combined with an interference screw in one of them. Results The lowest mean force (70.56 N) was observed in group A, and the highest mean force (244.85 N) was observed in group B; the mean values in the other 2 groups ranged from 171.68 N (group C) to 149.43 N (group D). Considering the margin of error (5%), there was a significant difference between the groups (p < 0.001). Conclusion Fixation with an interference screw in a single tunnel bone showed the highest tensile strength among the evaluated techniques.
Resumo Objetivo Avaliar a força de resistência à tração de diferentesmétodos de fixação tibial na reconstrução do ligamento anterolateral (LAL). Além disso, comparar os mecanismos de falha da fixação tibial dessa reconstrução em joelhos suínos. Métodos Foram usados 40 membros recém-congelados de suínos, divididos em quatro grupos de dez espécimes, conforme as técnicas de fixação tibial usadas. No grupo A, a fixação tibial do enxerto tendíneo foi feita por meio de uma âncora e seu fio transpassou o enxerto. No grupo B, a fixação tibial foi feita por meio de parafuso de interferência metálico em túnel ósseo único. No grupo C, a fixação tibial incluiu uma âncora associada à sutura de ponto sobre o tendão (sem a presença de fio que transpassasse o tendão) e, no grupo D, foram usados dois túneis ósseos confluentes associados a um parafuso de interferência em um dos túneis. Resultados A força média menos elevada (70,56 N) ocorreu no grupo A e a mais elevada (244,85 N), no grupo B; as médias dos outros dois grupos variaram entre 171,68N (grupo C) e 149,43 N (Grupo D). Considerando-se a margem de erro fixada (5%), foi observada diferença significativa entre os grupos (p < 0,001). Conclusão A fixação com parafuso de interferência em túnel ósseo único apresentou a maior força de resistência à tração dentre as técnicas avaliadas. Abstract Objective The present study aims to evaluate different methods of tibial fixation in the reconstruction of the anterolateral ligament (ALL). In addition, the present paper aims to compare the effectiveness of these methods and theirmechanisms of failure in swine knees.