Numerical analysis of short and long instrumentation in the treatment of thoracolumbar fractures considering the ligamentous portion / Análise numérica de instrumentação curta e longa no tratamento das fraturas toracolombaraes considerando porção ligamentar / Análisis numérica de instrumentación corta y larga en el tratamiento de las fracturas toracolumbares considerando la porción ligamentaria

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.

Postoperative comparison of the results from use of antibiotic prophylaxis for one and five days among patients undergoing lumbar arthrodesis / Comparação pós-operatória dos resultados do uso de antibioticoprofilaxia por um e cinco dias em pacientes submetidos à artrodese lombar

OBJECTIVE: To compare the postoperative results from use of antibiotic prophylaxis for one and five days among patients undergoing lumbar arthrodesis at up to three levels. METHODS: Forty-three patients who all underwent lumbar arthrodesis due to degenerative disc disease at one, two or three levels were evaluated. They were divided randomly into two groups: one received antibiotic prophylaxis with cefalotin (1 g) and the other received the same antibiotic for five days. After the surgical intervention, the patients were evaluated at the time of hospital discharge, at the first return to the clinic (two weeks later) and 90 days after the date of the surgery with the surgical wound, with clinical examination of the surgical wound and laboratory tests on both groups. RESULTS: It was observed that among the patients in the group with one day of antibiotic prophylaxis, 28.6% presented complications in the surgical wound, while in the group with five days, 27.9% presented complications. CONCLUSION: This study demonstrates that a single dose of antibiotic prophylaxis is as effective as a regimen of multiple doses in lumbar arthrodesis surgery at up to three levels. Thus, the costs and risks of subjecting patients to hospitalization under a prolonged drug regimen are unjustifiable.

OBJETIVO: Comparar os resultados pós-operatórios do uso da antibioticoprofilaxia por um e cinco dias nos pacientes submetidos à artrodese lombar de até três níveis. MÉTODOS: Foram avaliados 43 pacientes, todos submetidos à artrodese lombar devido à doença degenerativa discal com um, dois ou três níveis. Divididos de forma randomizada em dois grupos, um grupo recebeu antibioticoprofilaxia com cefalotina 1 g e o outro grupo recebeu o mesmo antibiótico por cinco dias. Após a intervenção cirúrgica, fez-se a avaliação dos pacientes na data da alta, no primeiro retorno ao ambulatório, após duas semanas, e após 90 dias da data do procedimento cirúrgico, com exame clínico da ferida operatória e exames laboratoriais de ambos os grupos. RESULTADOS: Observou-se que os pacientes do grupo com um dia de antibioticoplofilaxia, 28,6% apresentaram complicações na ferida operatória e o grupo de cinco dias, 27,9%. CONCLUSÃO: Este estudo demonstra que uma única dose de antibioticoprofilaxia é tão eficaz quanto o regime de múltiplas doses em cirurgias de artrodese lombar até três níveis. Não justifica os custos e riscos de submeter o paciente a internação sob regime medicamentoso prolongado.