Projeto, fabricação e avaliação de implantes craniofaciais personalizados: proposta de utilização de materiais combinados / Design, production and evaluation of customized craniofacial implants: an approach on the use of different materials

Um material adequado para a reconstrução óssea craniofacial deve ser simples de implantar, possuir forma adequada, resistência à fratura e à deformação similares ao osso original, ser eventualmente substituído por osso natural, ser largamente disponível e não possuir um custo muito elevado. Baseado no fato de que um material com todas estas características ainda não está disponível atualmente, torna-se importante buscar novos materiais, novas composições e novas conformações. Diferentes biomateriais são utilizados atualmente para cirurgias de reconstrução craniofacial, cada um apresentando suas vantagens e limitações. Entre eles destacam-se o titânio, o polimetilmetacrilato e os cimentos de fosfato de cálcio. O titânio apresenta difícil conformação; o polimetilmetacrilato polimeriza-se por meio de uma reação exotérmica, podendo causar necrose de tecidos adjacentes ao implante; o cimento de fosfato de cálcio, por sua vez apresenta certa fragilidade, característica de alguns materiais cerâmicos. Neste sentido, este estudo examinou diferentes materiais utilizados para reconstrução craniofacial e suas propriedades mecânicas quando submetidos a ensaios de flexão, como o polimetilmetacrilato, o cimento de fosfato de cálcio e o cimento de fosfato de cálcio reforçado com titânio. Foi verificada a melhoria de propriedades mecânicas do cimento de fosfato de cálcio quando reforçado com malha de titânio. Além disso, este estudo apresenta uma técnica para o projeto e fabricação de implantes craniofaciais personalizados utilizando cimento de fosfato de cálcio reforçado com titânio, validada através de quatro casos de indicação cirúrgica de reconstrução craniofacial.

A material suitable for craniofacial reconstruction must be easy to implant, have the appropriate shape, have the strength and deformation similar to the original bone, be eventually substituted for natural bone, be widely available and present affordable costs. As such as material, with all theses characteristics is still not available, it is important to search for new materials, new compositions and new design. Different biomaterials are used nowadays for craniofacial reconstruction surgeries, each one presenting its advantages and limitations. Among these materials are the titanium, the poli(methilmetacrilate) and the calcium phosphate cements. Titanium presents hard conformation; poli(methilmetacrilate)’s polymerization reaction is exothermic, which may cause necrosis of the adjacent tissues; calcium phosphate cement is brittle, an usual characteristic of ceramic materials. In this way, this study evaluated different materials used for craniofacial reconstruction and its mechanical properties when submitted to bending test, such as poli(methilmetacrilate), calcium phosphate cement and calcium phosphate cement reinforced with titanium. It was verified the improvement in the mechanical properties of the calcium phosphate cement when reinforced with titanium mesh. In addition, this study presents a method for design and manufacturing of customized craniofacial implants using calcium phosphate cement reinforced with titanium mesh, validated through four cases of craniofacial reconstruction surgery indication.

Condrólisis y erosión acetabular en la hemiprótesis de cadera Lazcano de dos a ocho años de observación / Chondrolysis and acetabular erosion in hip hemi-prosthesis of Lazcano after two egtht years of follow up

Objetivo. Evaluar la aparición de protrusión acetabular en pacientes con prótesis de Lazcano para la cadera después de dos a ocho años de colocada. Material y métodos. Se trata de una prótesis parcial monopolar cementada para la cadera, en cromo-cobalto, que fue diseñada con el vástago femoral similar al de Charnley y con collar de apoyo medial y ribete tipo cobra en el cuello. La cabeza de la prótesis tiene como particularidad que esta orientada con valguización de 145 grados, en lugar de los 135 estándar, ello con la finalidad de evitar la protrusión. La cabeza por lo demás es similar a las de Moore y de Thompson. De 51 pacientes con 52 caderas operadas entre los meses de noviembre de 1991 y de 1997, murieron siete en los siguientes 24 meses a la cirugía, permaneciendo 45 caderas para este estudio, que fueron una basicervical, nueve Garden II, cinco Garden III y 30 Garden IV. La edad fue en promedio de 74 años y el seguimiento de cinco años y tres meses. Resultados. De las 45 caderas, 36 no tuvieron desgaste acetabular (80 por ciento), mientras que nueve tuvieron un desgaste de 2 a 5 mm. No se encontró ningún caso de protrusión acetabular. Conclusión. Los resultados actuales nos permiten considerar a esta prótesis como un recurso favorable para las fracturas subcapitales, puesto que la dirección en 145 grados de valgo incrementado de la cabeza, no condicionan su protrusión al interior de la pelvis.

Efecto del espesor de la capa de cemento en el componente femoral de una prótesis de Charnley: análisis biomécanico mediante el método del elemento finito / Mechanical effects of cement thickness around femoral component in Charnley prosthesis: a biomechanical analysis by the finite element method

Se analizan los esfuerzos y las deformaciones en el componente femoral de una prótesis de Charnley para cadera, cuando se aplican cargas fisiológicas. A partir de radiografías simples se determina la geometría bidimensional del fémur y se analiza su comportamiento cuando son aplicadas cargas que corresponden a la etapa de apoyo medio de la marcha. Se emplea el Método del Elemento Finito, en particular el paquete Ansys versión 5.3 (Ansys, Inc., Houston PA, E.U.A). Durante el Análisis se consideran tres distintos materiales: hueso trabecular, hueso cortical del canal medular y hueso cortical de las zonas medial y lateral del fémur. Posteriormente se elige el tamaño de prótesis adecuado para el hueso estudiado y se inserta en el modelo bidimensional del fémur. De igual forma, se desarrollan seis espesores de capa de cemento, las cuales varían de uno a seis milímetros. Se desea que los esfuerzos para el hueso sean similares que los correspondientes para el caso del fémur intacto, en tanto que los esfuerzos de menor intensidad son los preferidos cuando se trata de los materiales inertes: la prótesis y el cemento. De los espesores de la capa de cemento estudiados, el de tres milímetros presenta los menores esfuerzos para la prótesis y el cemento, en tanto que el hueso trabecular es el que se asemeja en mayor grado al caso del hueso intacto. Para el hueso cortical, los resultados mejores corresponden al espesor de 4 mm. Con base en el presente estudio se recomienda emplear espesores de la capa de cemento de 3 a 4 mm.