( PDF ) Avaliação da deformação interfragmentar em osteossínteses de fraturas com diferentes comprimentos de placas

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UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ

José Everaldo Domingues Ladeira

AVALIAÇÃO DA DEFORMAÇÃO

INTERFRAGMENTAR EM OSTEOSSÍNTESES DE

FRATURAS COM DIFERENTES COMPRIMENTOS DE

PLACAS

Taubaté - SP

2006

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Universidade de Taubaté

José Everaldo Domingues Ladeira

AVALIAÇÃO DA DEFORMAÇÃO

INTERFRAGMENTAR EM OSTEOSSÍNTESES DE

FRATURAS COM DIFERENTES COMPRIMENTOS DE

PLACAS

Dissertação apresentada para obtenção do Título de

Mestre pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia

Mecânica da UNITAU:

Sub-área de concentração: Tecnologia dos Materiais e

Processos de Fabricação

Orientadora: Profª. Drª. Ana Paula Rosifini Alves

Taubaté – SP

2006

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José Everaldo Domingues Ladeira

AVALIAÇÃO DA DEFORMAÇÃO INTERFRAGMENTAR EM OSTEOSSÍNTESES

DE FRATURAS COM DIFERENTES COMPRIMENTOS DE PLACAS

Dissertação apresentada para obtenção do Título de

Mestre pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia

Mecânica da UNITAU.

Sub-área de concentração: Tecnologia dos Materiais e

Processos de Fabricação

Orientadora: Profª. Drª Ana Paula Rosifini Alves

Data: __________________

Resultado:______________

BANCA EXAMINADORA

Prof. Drª. Ana Paula Rosifini Alves

Assinatura____________________________________________

Prof. Dr. Marcos Valério Ribeiro

Assinatura____________________________________________

Prof. Dr. Luis Rogério de Oliveira Hein

Assinatura____________________________________________

Dedico este trabalho à minha família, pela

compreensão da presença “ausente”.

AGRADECIMENTOS

O meu agradecimento aos que estiveram envolvidos na realização deste

trabalho:

À Profª Drª Ana Paula Rosifini Alves, por mostrar os meios para a realização

do trabalho, esclarecimentos das questões técnicas e da elaboração do texto.

Aos tecnólogos do laboratório de Engenharia de Materiais da UNITAU, José

Arauto Ribeiro e Luiz Flávio Martins Pereira pela cooperação acima das

expectativas.

À Profª Rosana Giovanni Pires Clemente pela correção das normas e revisão

gramatical.

À firma de materiais Synthes do Brasil, na pessoa do Engenheiro Marcelo

Prado e da representante comercial Samantha Santos, pelos materiais para os

ensaios.

À Pro Reitoria de Pós Graduação da UNITAU pelo auxílio da bolsa de estudo.

Aos companheiros da XX turma de Mestrado da UNITAU pela convivência

agradável que muito abrandou os longos sábados.

Aos amigos que gentilmente auxiliaram na revisão e formatação do trabalho.

Qualquer forma de fixação interna [...] é um dispositivo

com uma vida útil finita. Se a biologia da fratura ficar tão

perturbada, que não venha a ocorrer a sua consolidação,

previsivelmente o dispositivo de implante irá fracassar.”

THOMAS RUSSEL 1996

O paradoxo da fixação interna para o tratamento das

fraturas é que, é preciso a fixação para obter

consolidação, enquanto é necessário flexibilidade para

restaurar as propriedades mecânicas normais do osso

após a união.

W. AKESON 1980

RESUMO

Ladeira JED. Avaliação da deformação interfragmentar em osteossínteses de

fraturas com diferentes comprimentos de placas. Taubaté, 2006 [Dissertação

de Mestrado - Departamento de Engenharia Mecânica da UNITAU].

As fraturas são um problema comum. Algumas vezes, pode ser necessário

um tratamento cirúrgico. Atualmente, procura-se tratar as fraturas com o mínimo de

interferência possível no local, para não agravar as lesões do trauma. Um método de

fixação dos ossos longos do membro inferior é a técnica de cirurgia minimamente

invasivas com placa em ponte. São usadas fixações com placas mais longas e

menor número de parafusos, tendo por objetivo menor interferência na biologia local

e promover a consolidação por calo externo. O propósito deste trabalho experimental

foi comparar configurações que permitam alguns movimentos interfragmentários

para estimular a consolidação e encontrar as que são suficientemente estáveis.

Modelos de fratura em ossos de animais foram fixados com configurações de

osteossíntese variando o comprimento das placas e mantendo constante o número

de parafusos. Os dados dos ensaios mecânicos sugerem que o uso de placas mais

longas são superiores, tanto nos testes mecânicos de flexão em quatro pontos,

como nos testes com compressão axial, para fornecer estabilidade à construção e

flexibilidade aos fragmentos. Os dados obtidos sugerem que o aumento do

comprimento de trabalho da placa influência a flexibilidade da fixação e o

comprimento da placa influencia a estabilidade da construção.

Palavras chave: Osteossíntese. Fratura. Estabilidade Relativa. Placa em Ponte.

ABSTRACT

Ladeira, JED. Evaluation of the interfragmentar deformation in osteosynthesis

of fractures with different lengths of plates. Taubaté, 2006 [Dissertação de

Mestrado - Department of Engineering Mechanics of the UNITAU].

The fractures are a common problem. Some times, might be necessary a

surgical treatment. Currently, it has been tried to deal with the fractures with the

minimum possible interference in the place, for not to aggravate the injuries of the

trauma. A fixation method of the long bones of the lower extremity is the techniques

of minimal invasive surgeries with bridging plate. It is used longer plates fixation and

fewer screws, for the objective of minimum interference in local biology and to

promote the external callus consolidation. The purpose of this experimental work was

to compare configurations that allow some interfragmentary movements to stimulate

the consolidation and to find the ones that are steady enough. Models of fractures in

animal’s bones had been fixed with configurations of osteosynthesis varying the

length of the plates and keeping constant the number of screws. The data of the

mechanical assays suggest that the use of longer plates are superior in the

mechanical tests of flexion in four points such as in the tests with axial compression

to supply to stability to the construction and flexibility to the fragments. The achieved

data suggest that the increase of the working length of the plate influence the

flexibility of the fixation and the length of the plate influences the stability of the

construction.

Words key: Osteosynthesis. Fractures. Relative stability. Bridging Plate.

LISTA DE FIGURAS

Figura 01 - Tração esquelética para tratamento da fratura do fêmur

Figura 02 - Representação de um parafuso de tração

Figura 03 - Representação da compressão pela placa

Figura 04 - Redução anatômica com placa e parafusos

Figura 05 - Representação do momento de flexão sobre as placas

Figura 06 - Modos de consolidação: indireto e direto

Figura 07 - Representação gráfica e radiografias da placa em onda

Figura 08 - Representação gráfica e radiografias da placa em ponte

Figura 09 - Concepção gráfica da teoria da deformação interfragmentar

na consolidação

Figura 10 - Relação entre movimentos, espaço e consolidação

Figura 11 - Parâmetros para o comprimento da placa

Figura 12 - Carregamento dos parafusos em flexão

Figura 13 - Deformação e comprimento de trabalho

Figura 14 - Representação dos modelos de Ellis, et al. (2001)

Figura 15 - Gráfico das deformações ao longo da placa (Ellis, et al.,

2001)

Figura 16 - Execução de um modelo de fratura

Figura 17 - Fixação do modelo controle e do modelo experimental

Figura 18 - Modelos das configurações de fixação controle

Figura 19 - Modelos das configurações com parafuso próximo ao foco

Figura 20 - Plataforma para centralizar a amostra

Figura 21 - Deformação plástica da placa após compressão axial

Figura 22 - Placa lateral em angulo reto com a carga

Figura 23 - Medição com um relógio comparador nos testes em flexão

em quatro pontos

Figura 24 - Posicionamento do relógio comparador na extremidade da

osteotomia

Figura 25 - Medição do espaço inicial com compressão axial

Figura 26 - Medição do espaço final com compressão axial

Figura 27 - Escala de referência medindo 23 milímetros

Figura 28 - Estabelecendo a referência de pixel e milímetros

Figura 29 - Medicação do espaço e janela dos resultados

Figura 30 - Gráfico da deflexão dos fragmentos nos ensaios de flexão em

quatro pontos

Figura 31 - Gráfico comparativo da deflexão com carga de 600N dos

diferentes modelos

Figura 32 - Gráfico dos resultados dos ensaios em compressão axial

Figura 33 - Gráfico da relação da compressão axial e variação do

movimento

Figura 34 - Gráfico da relação da deformação e modelos testados

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Comparação da técnica de tratamento das fraturas de

fêmur com placas no período de 1972 – 1994

Tabela 2 - Resistência tecidual à deformação

Tabela 3 - Padrão convencional de parafusos por local fraturado

Tabela 4 - Resultados de Törnkvist, et al. (1996)

Tabela 5 - Dados obtidos após três ensaios de flexão em quatro

pontos

Tabela 6 - Dados obtidos após ensaios de flexão em quatro pontos

com parafusos ao lado da osteotomia

Tabela 7 - Dados obtidos após ensaio de compressão axial

Tabela 8 - Deformação específica (ε) após compressão axial

Tabela 9 - Cálculo da rigidez média (em compressão axial) para cada

construção

Tabela 10 - Percentual de redução da mobilidade dos fragmentos

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

Percentagem

µm

Micrômetro

Milímetro

Newton

Pascal

Tensão

Deformação específica

Módulo de Elasticidade

DCP Dynamic Compression Plate

LC-DCP Limited Contact – Dynamic Compression Plate

LCP Locking Compression Plate

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 15

2 REVISÃO DA LITERATURA 18

2.1 Historia do tratamento das fraturas

2.1.1 As imobilizações das fraturas

2.1.2 A redução das fraturas

2.1.3 A doença da fratura

2.1.4 O tratamento cirúrgico das fraturas

2.1.5 A germinação do tratamento cirúrgico

2.1.6 O desenvolvimento da técnica de osteossíntese

2.1.7 O conceito da técnica cirúrgica AO/ASIF

2.2 Técnica de osteossíntese com estabilidade absoluta

2.2.1 Compressão pelos parafusos

2.2.2 Compressão pela placa

2.2.3 Redução anatômica e a estabilidade absoluta

2.2.4 Resistência mecânica da construção

2.2.5 Estabilidade e consolidação

2.3 Fatores que comprometem a osteossíntese

2.3.1 Fatores mecânicos que comprometem a osteossíntese

2.3.2 Causas biológicas que comprometem a osteossíntese

2.4 Evolução dos conceitos de fixação: da mecânica para a biologia

2.4.1 As placas em onda

2.4.2 As placas em ponte

2.4.3 Redução indireta

2.4.4 As osteossíntese biológicas

2.5 As fixações com menos rigidez

2.5.1 Avaliações da flexibilidade dos fragmentos e estabilidade das fixações

2.5.2 Parâmetros das osteossínteses que influem na consolidação

2.5.3 Análises do movimento interfragmentar

2.5.4 Análises do espaço entre os fragmentos

2.6 Parâmetro para a flexibilidade das fixações

2.6.1 Aumento da extensão das placas

2.6.2 Redução do número dos parafusos nas placas

2.6.3 Aumento do comprimento de trabalho das placas

2.6.4 Parâmetros relacionados ao número de parafusos

2.6.5 O número de parafusos

2.6.6 A posição dos parafusos

2.6.7 Dados finais

3 PROPOSIÇÂO 65

4 MATERIAL E MÉTODO 66

4.1 Material

4.2 Método

4.3 Ensaio de flexão em quatro pontos e compressão axial

4.4 Calculo da deformação entre os fragmentos em flexão quatro pontos

4.5 Calculo da deformação entre os fragmentos em compressão axial

5 RESULTADOS

5.1 Ensaio de flexão em quatro pontos

5.2 Ensaio de compressão axial

6 DISCUSSÂO 83

7 CONCLUSÃO 93

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 94

1. INTRODUÇÂO

As fraturas representam um problema comum no dia a dia. O profissional apto

a prestar assistência deverá optar pelo tratamento que melhor recupere a

biomecânica e funcionalidade do membro fraturado. As técnicas de tratamento das

fraturas evoluíram, e ainda estão por evoluir, conforme avança o conhecimento da

biologia e o desenvolvimento dos implantes utilizados nas fixações das fraturas.

No inicio do século passado, os tratamentos eram realizados por meio de

imobilizações com gesso, trações continuas e repouso até a consolidação. Essas

técnicas aplicadas às fraturas dos membros inferiores, exigiam longos períodos de

tratamento e nem sempre a função normal do membro fraturado era restaurada

(COLTON, 2000). Em busca por melhores resultados clínicos e funcionais, o

tratamento operatório das fraturas aperfeiçoaram-se e alcançaram os seus melhores

resultados na segunda metade do século XX com fixações rígidas com placas e

parafusos. Adequadas do ponto de vista mecânico, a estabilidade absoluta mostrou-

se, algumas vezes, inadequadas do ponto de vista biológico (SCHATZKER, 2000;

RUEDI; MURPHY, 2001).

Com a compreensão da relevância da preservação da viabilidade dos

fragmentos ósseos, um conceito de osteossíntese “biológica” desenvolveu-se no

final do século passado e considerava não apenas a mecânica da fixação, mas a

importância da mínima lesão biológica adicional (KRETTEK, 1997; SCHATZKER,

2000; PERREN, 2001; RUEDI; MURPHY, 2001).

Uma técnica que demonstrou vantagens biológica e mecânica, principalmente

para o tratamento das fraturas cominutivas, foi o uso de placas mais longas

transpassando a região da fratura, sem abordagem do local, e fixadas apenas nas

extremidades: as placas em ponte (MÜLLER, et al., 1993; RUSSEL, 1996; RIIEDI;

SOMMER; LEUTENEGGER, 1998; LEUNIG, et al., 2000; SANDERS, et al., 2002;

SCHATZKER, 2000; PERREN, 2001). Ao contrário da estabilidade absoluta com as

técnicas tradicionais, os movimentos entre os fragmentos eram controlados, mas

não abolidos. Ao invés da consolidação direta, o processo de reparo ósseo era

mediado pela formação do calo ósseo externo. Os resultados do tratamento com

estabilidade relativa foram superiores aos das técnicas de fixação rígida, com

menores índices de complicações (RUSSEL, 1996; RING, et al., 1997;

BAUMGAERTEL; BUHL; RAHN, 1998; RIIEDE; SOMMER; LEUTENEGGER, 1998;

ROZBRUCH, et al., 1998; COLTON, 2000).

A fixação por placa em ponte deu inicio à era das cirurgias menos invasivas

com estabilização menos rígida das fraturas, por meio de longas placas e menos

parafusos. As construções tornaram-se mais flexíveis e o movimento entre os

fragmentos atuavam como estímulo para a formação do calo (PERREN, 1979;

KRETTEK, 1997; RIIEDI; SOMMER; LEUTENEGGER, 1998; ROZBRUCH, et al,

1998; FIELD, et al., 1999; LEUNIG, et al., 2000; SCHATZKER, 2000; ELLIS, et al.,

2001; RUEDI; MURPHY, 2001; PERREN, 2003; STOFFEL, et al., 2004).

Entretanto, o excesso de movimento pode prejudicar a consolidação, e a

fixação menos rígida pode mostrar-se insuficiente e prejudicar o processo. Estudos

biomecânicos pesquisam o ponto de equilíbrio entre a estabilização suficiente e

insuficiente, variando a extensão da placa e o número e posição dos parafusos.

Desta forma, aumentam a flexibilidade das osteossínteses para antecipar a

consolidação e manutenção de adequada estabilidade mecânica, (TORNKVIST, et

al., 1996; FIELD, et al., 1999; ELLIS, et al., 2001, EL MARAGHY, et al., 2001;

SANDERS, et al., 2002; GAUTIER; SOMMER, 2003; STOFFEL, 2004; SOMMER, et

al., 2004).

A proposta deste trabalho experimental foi avaliar a influência de diferentes

comprimentos de placa na fixação de modelos in vitro de fratura em osso animal, por

meio de ensaios mecânicos de flexão em quatro pontos e compressão axial. O

objetivo é identificar, por comparação entre os modelos, a configuração que

proporciona maior flexibilidade sem prejuízo da estabilidade, pela relação da

variação do movimento entre os fragmentos com a aplicação de carga de 600N.

A análise realizada justifica-se, uma vez que na literatura observa-se apenas

o estudo de construções menos rígidas, avaliando a influência da disposição e/ou

omissão dos parafusos. Os parafusos foram limitados em três em cada lado da

osteotomia. Foi avaliado principalmente extensão da placa e o seu comprimento de

trabalho.

O ensaio de flexão em quatro pontos foi utilizado para avaliar a flexibilidade

da fixação, considerando a deflexão dos fragmentos como a quantidade de

movimentos permitido pela construção. A estabilidade da fixação foi avaliada por

meio do ensaio de compressão axial, correlacionando a variação do movimento e a

deformidade interfragmentar com a carga aplicada.

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 História do tratamento das fraturas

Para compreender as atuais técnicas de tratamento das fraturas, é preciso

rever os principais eventos na evolução do tratamento operatório das fraturas, desde

o final do século XIX até o inicio das técnicas de fixação do Grupo AO

(Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen) ou ASIF (Association for the Study of

Internal Fixation), uma associação para o estudo dos problemas de fixação interna

(MÜLLER, et al., 1993).

2.1.1 As imobilizações das fraturas

Os mais antigos relatos sobre o tratamento das fraturas eram formas de

imobilizações externas, feitas de madeiras, que mantinham em repouso o membro

fraturado até a consolidação natural. Os precursores dos aparelhos de gesso para o

tratamento das fraturas foram as ataduras – emplastos (misturas de farinha de trigo,

pó de argila ou cal, com clara de ovos ou gomas) que eram moldadas ao membro

após a redução dos desvios, e depois de endurecidos, mantinham as fraturas em

posição, até a consolidação. As ataduras de gesso, similares às usadas atualmente,

foram introduzidas na segunda metade do século XIX e rapidamente tornaram-se o

tratamento padrão da maioria das fraturas (COLTON, 2000), usadas até a

consolidação (WATSON-JONES, 1945).

2.1.2 A redução das fraturas

A meta do tratamento das fraturas é a obtenção da consolidação em posição

anatômica compatível e máximo retorno de função da extremidade (RUSSEL, 1996).

O tratamento de qualquer fratura desviada segue certos princípios como a

manipulação para correção dos fragmentos desviados e manutenção em boa

posição durante o período de consolidação (BÖHLER,1930).

Entretanto, manter a correção e/ou impedir novos desvios, em algumas

fraturas são extremamente difíceis, e em outras, impossíveis, apenas com

imobilizações gessadas, como ocorre com a maioria das fraturas do fêmur

(WATSON-JONES, 1945). Para estas fraturas, o método que tornou-se clássico, foi

a tração através de pesos para contrabalançar a tendência de desvio pela ação

muscular (Figura 1). A tração esquelética foi usada para o tratamento das fraturas do

fêmur durante toda a primeira metade do século XX (WATSON-JONES, 1945;

BÖHLER, 1930; COLTON, 2000).

A B

Figura 1 – Tração esquelética para fratura do fêmur (Adaptado de BÖHLER, 1930) (A)

Fratura com desvio (B) Fratura reduzida

2.1.3 A doença da fratura

Tanto a imobilização gessada como a tração continuada, obrigavam o

paciente a ficar confinado ao leito durante o processo de consolidação. Esta

exigência de repouso prolongado causava o que convencionou-se chamar de

Doença da Fratura (SCHATZKER, 1995; MÜLLER, et al., 1993). A fratura deveria

permanecer imobilizada de modo mais completo possível, durante o tempo

suficiente até que estivesse consolidada, “por mais demorada que fosse” (WATSON-

JONES, 1945, p. 34). As fraturas evoluíam para a consolidação mas, conseqüente a

esta proposta de tratamento, as articulações tornavam-se rígidas, havia atrofia

muscular, osteopenia por desuso, osteoporose, afinamento das cartilagens, edemas

crônicos, e eventualmente, dor, exigindo longos períodos de recuperação

(SCHATZKER, 2000). O tratamento das fraturas nesta época freqüentemente

resultava em altas taxas de incapacidades, seqüelas e deficiências para toda a vida

(HELFET, et al., 2003; SCHATZKER, 2000, MULLER, et al., 1993). Dava-se ênfase

à recuperação do osso e não à reabilitação do tecido mole (SCHATZKER, 2000).

2.1.4 O tratamento cirúrgico das fraturas

Colton (2000) em revisão da literatura do começo do século, cita dados do

tratamento fechado de 153 fraturas dos membros inferiores, onde foram

insatisfatória em 81% das fraturas do quadril, 69% das femorais em adultos, e 60%

das de tíbia.

Anderson (1967 apud COLTON, 2000) em seu estudo de revisão de 56

pacientes adultos com fratura de fêmur tratados por tração, apenas três (5%)

evoluíram para a pseudartrose; 95% de consolidação estavam associados a longo

tempo de internação, limitações da mobilidade articular e consolidações viciosas

(COLTON, 2000). Poucas fraturas precisavam da cirurgia para consolidar, mas,

precisavam da fixação interna para melhorar os resultados funcionais: manter a

posição funcional e iniciar a mobilização precoce para evitar a doença da fratura

(RUSSEL, 1996).

Se por um lado o tratamento das fraturas, com manobras de reduções e

conceitos de condutas fechadas para as fraturas eram habilmente dominados pela

escola européia representado por Lorenz Böhler (1885 – 1973) e pela escola inglesa

representada por Watson-Jones (1902 – 1972), estes autores tinham posições

contrárias a um tratamento cirúrgico das fraturas. As reduções abertas e fixações

internas eram consideradas como último recurso (SCHATZKER, 1995).

2.1.5 A germinação do tratamento cirúrgico

As primeiras abordagens cirúrgicas eram limitadas a operações no

subcutâneo. Fraturas expostas eram tratadas com amputações, devido ao perigo de

septicemia. A fixação interna das fraturas não seria um procedimento seguro antes

de estabelecidas as condições de assepsias e anti-sepsias das salas cirúrgicas, da

anestesia e dos raios-X, fatos que somente ocorreram no final do século XIX e inicio

do século XX (LEUNIG, et al., 2000; COLTON, 2000). Entretanto, já eram

registradas a partir do século XVIII, o uso de materiais metálicos (bronze, prata,

chumbo) para alguma forma de sutura óssea, geralmente associadas com

problemas de corrosões e necrose teciduais (RIIEDE; SOMMER; LEUTENEGGER,

1998; LEUNIG, et al., 2000; COLTON, 2000).

No inicio do século XX, as fixações das fraturas alcançaram algumas

conquistas importantes. Desenvolveu-se as técnicas para fixação das fraturas, que

variaram dos fios metálicos iniciais, para os parafusos, e mais tarde para as placas e

algumas formas de fixações intramedulares dos ossos. Os problemas com corrosão

seriam esclarecidos com a compreensão de que alguns metais criam um potencial

de eletrodo quando banhado pelo ambiente salino do meio orgânico, e permitiria as

pesquisas de metais e ligas mais inertes para uso como implantes biológicos.

(RUSSEL, 1996; COLTON, 2000).

Entretanto, até o final da década de 1950, as técnicas cirúrgicas usadas para

a fixação interna, não eram modalidades geralmente aceita de tratamento

(PERREN, 2001). Apesar de alguns relatos de bons resultados, não forneciam

estabilização suficiente para reabilitação precoce e precisavam de imobilizações

gessadas até a consolidação (WATSON-JONES, 1945; SCHATZKER, 1995;

LEUNIG, et al., 2000), com os pacientes sofrendo os riscos da cirurgia e as

desvantagens da imobilização prolongada (SCHATZKER, 1995, p. S-B52).

Precisava ser resolvido o problema da adequada estabilidade na fixação interna

para permitir mobilização precoce (SCHATZKER, 1995; COLTON, 2000).

2.1.6 O desenvolvimento da técnica de osteossíntese

A técnica de osteossíntese estável para permitir precoce reabilitação,

somente iria aparecer após a década de 1940 (COLTON, 2002; LEUNIG, et al.,

2000).

Gerhard Küntscher em 1940 apresentou uma técnica que introduzia uma

haste metálica dentro do canal medular das fraturas diafisárias dos membros

inferiores. Este método permitia que o paciente operado da fratura iniciasse a

deambulação, praticamente, no dia seguinte. Teve rápida divulgação, mas como era

indicada para apenas algumas fraturas da diáfise, relatos subseqüentes reportavam

elevada incidência de complicações (ROTHWELL; FITZPATRICK, 1978). As hastes

viriam a se tornar realmente o padrão de tratamento apenas no final do século XX,

com o desenvolvimento das hastes com bloqueio proximal e distal, que aumentaria a

estabilidade das osteossínteses (SCHATZKER, 1995; LEUNIG, et al., 2000).

A técnica de osteossíntese que viria a conciliar estabilidade e mobilização

precoce foi idealizada por Danis (1949 apud MÜLLER, et al., 1971) com a aplicação

de compressão axial nas placas durante a cirurgia (MÜLLER, et al., 1971; 1993;

SCHATZKER, 2000; RUEDI; MURPHY, 2001). Este conceito foi aplicado por

Maurice Müller a partir de 1950 na Suíça, e os resultados iniciais foram

convincentes. A fixação interna rígida por compressão entre os fragmentos fornecia

estabilidade suficiente para permitir a mobilização precoce das articulações

adjacentes e tecidos muscular, mas havia necessidade de desenvolvimento

adicionais de aperfeiçoamento da técnica (MÜLLER, et al., 1971; 1993; RIIEDE;

SOMMER; LEUTENEGGER, 1998; COLTON, 2002).

Em 1958, Maurice Müller, junto com Hans Willeneger e Martin Allgöwer, e

logo depois com Robert Schneider e Walter Bandi (MATTER, 1998; HELFET, et al.,

2003), formaram um grupo para discutir sobre as questões de osteossíntese. Este

grupo, formado por cirurgiões gerais e ortopédicos, engenheiros e pesquisadores,

ficou conhecido pelas siglas AO (Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen) ou

ASIF (Association for the Study of Internal Fixation) (MÜLLER, et al., 1971;

SHATZKER, 1995).

2.1.7 O conceito da técnica cirúrgica AO/ASIF

Enquanto as escolas atuantes no tratamento das fraturas tinham como

objetivos a consolidação óssea, o grupo AO/ASIF concentrou-se na reabilitação

precoce da função, prevenindo as complicações das imobilizações pós operatória

prolongada (MÜLLER, et al., 1971, 1993; SCHATZKER, 1995; MATTER, 1998;

LEUNIG, et al., 2000; HELFET, et al., 2003). Basearam seu conceito de tratamento

na constatação que, se a fratura fosse rigidamente fixada e obtivesse adequada

estabilidade, a maioria da dor era efetivamente eliminada e qualquer forma de

imobilização gessada externa podia ser abolida. Não precisando de imobilização

complementar, a movimentação da extremidade podia ser plena e a reabilitação

começava imediatamente após a cirurgia, sem esperar pela união óssea. Para obter

estabilidade da fratura, fundamentaram-se nas observações de Danis (1949 apud

MÜLLER, et al., 1971) de compressão interfragmentar para desenvolverem as

técnicas de osteossíntese com estabilidade da fratura considerada absoluta

(MÜLLER, et al., 1971; 1993; SCHATZKER, 1995; 2000; HELFET, et al., 2003).

2.2 Técnica de osteossíntese com estabilidade absoluta

Para obter, não apenas a fixação rígida da fratura, mas também,

estabilidade suficientemente forte e duradoura para dispensar a imobilização externa

complementar, a técnica desenvolvida pelo Grupo AO/ASIF fundamentou-se na

osteossíntese com compressão entre os fragmentos (MÜLLER, et al., 1971), onde a

estabilidade é obtida com a restauração da continuidade estrutural. Os fragmentos

ósseos são convertidos em um bloco sólido único por meio de compressão

interfragmentar pelos parafusos e/ou placas (MÜLLER, et al., 1971; 1993;

SCHATZKER 2000). As placas mantêm os fragmentos alinhados e permitem a

transferência de cargas entre as extremidades da fratura. Este compartilhamento de

cargas entre o implante e o osso acentua a compressão dos fragmentos,

aumentando a durabilidade da construção devido a redução das sobrecargas do

implante (MÜLLER, et al., 1971; 1993).

2.2.1 Compressão pelos parafusos

Quando a compressão entre os fragmentos é feita por parafusos, estes são

posicionados cruzando a linha de fratura e fixados apenas no fragmento mais distal

(Figura 2) e as forças de torque são convertidas em forças de compressão através

da fratura (RUSSEL, 1996). Nesta técnica interfragmentar de inserção do parafuso,

eles são chamados de parafuso de tração (“lag screw”) ou parafuso de compressão

(MÜLLER, et al., 1971; 1993; SCHATZKER, 1995, RUSSELL, 1996; RUEDI;

MURPHY, 2001).

Figura 2 – Representação de um parafuso de tração (Adaptado de RUEDI; MURPHY, 2001)

O parafuso usado como um dispositivo interfragmentar de modo isolado é

insuficiente para dar estabilidade duradoura à fixação, e deve ser associado a uma

placa com a função de neutralizar as forças locais até a consolidação (MÜLLER, et

al., 1993, RUSSEL, 1996).

2.2.2 Compressão pela placa

Outra forma de compressão entre os fragmentos é por meio das placas que

são colocadas previamente sob uma pré-tensão axial antes da fixação definitiva, e

por conseqüência, com a aplicação, exerce compressão interfragmentária estática

no local da fratura (MÜLLER, et al., 1971, 1993; RUEDI; MURPHY, 2001).

A aplicação de tensão axial nas placas pode ser feita por um aparelho

compressor articulado (Figura 3-A) ou com placas de compressão dinâmicas (DCP,

Dynamic Compression Plate) (Figura 3-B), com orifícios ovais por onde a cabeça do

parafuso desliza e exerce compressão estática no plano da fratura (MÜLLER, et al.,

1993; RUSSELL, 1996).

A B

Figura 3 – Representação da compressão pela placa (a) Com um dispositivo fora da

placa. (b) Compressão pela própria placa. (Adaptado de RUEDI; MURPHY, 2001.)

2.2.3 Redução anatômica e a estabilidade absoluta

A eficiência da compressão interfragmentar, quer com placas ou com

parafusos, exige a completa reconstrução anatômica da continuidade óssea (Figura

4) (MÜLLER, et al., 1993; SCHATZKER, 2000; PERREN, 2003).

Figura 4 – Redução anatômica com placa e parafusos (Retirado de MÜLLER, et al., 1993)

Um detalhe relevante da técnica de osteossíntese é a consideração

biomecânica de que os osso tem carregamento excêntrico, resultando em um lado

de tensão e outro de compressão (Figura 5).

Figura 5 – Representação do momento de flexão sobre as placa (Adaptado de MAZZOCCA,

et al., 2000)

O metal é mais apropriado para suportar tração e o osso suporta melhor a

compressão. A fixação interna deve ser feita com o arranjo biomecânico no qual, o

osso seja submetido à compressão e o metal à tração. As placas colocadas no lado

da tensão do osso são submetidas às cargas fisiológicas nas quais são mais

resistentes (SCHATZKER, 1995, RING, et al., 1997).

Parte das tensões que atuam sobre a placa são compartilhadas pelo contato

das superfícies fraturadas, acentuando a compressão interfragmentar e a redução

por gerar atritos-fricção pela interação dos fragmentos (RING, et al., 1997; MÜLLER,

et al., 1993; SCHATZKER, 2000; PERREN, 2003). Outra parte são transmitidas na

interface placa – osso, pela compressão exercida pelos parafusos e promovem, por

fricção – atrito, prevenção adicional aos desvios de cisalhamento (STOFFEL, et al.,

2003, PERREN, 2003). A resistência em torção não depende da placa propriamente

dita, mas dos parafusos (SCHATZKER, 1995; TÖRNKVIST, et al., 1996).

2.2.4 Resistência mecânica da construção

Para aumentar a estabilidade da construção com placas, não há necessidade

de usar implantes mais espessos e nem com rigidez elevada (RUSSEL, 1996). A

estabilidade depende da correta aplicação da técnica de compressão inter-

fragmentar (MÜLLER, et al., 1993) que cria o ambiente biomecânico de ausência de

movimentos no foco da fratura e a consolidação (PERREN, 1979).

Por outro lado, a estabilidade da montagem deverá, além de controlar as

demandas das tensões locais, possuir vida útil suficiente até a consolidação óssea

(RUSSELL, 1996). Como as solicitações mecânicas são distintas entre diferentes

ossos e entre segmentos do mesmo osso, para atender a estas peculiaridades,

foram desenvolvidos diversos modelos, tamanhos e larguras de placas (MULLER, et

al., 1993). A escolha, entretanto, é feita em função da proporção anatômica. Em

ossos maiores, como o fêmur, são usadas placas mais largas, e, em ossos menores,

como os do antebraço, placas mais estreita (RUSSELL, 1996).

2.2.5 Estabilidade e consolidação

Em termos histológicos clássicos, há dois padrões de consolidação das

fraturas: consolidação primária (ou direta, osteonal) e consolidação secundária (ou

indireta, não osteonal) (Figura 6). A formação de um ou outro modo de consolidação,

mantido um ambiente biológico adequado, dependem da estabilidade da fixação da

fratura (MCKIBBINS, 1978; PERREN, 1979; RUSSEL, 1996; EINHORN, 1998; ,

WEBB; TRICKS, 2000; HANKEMEIER, et al., 2001).

Figura 6 – Modos de Consolidação (A) Consolidação Indireta com formação de calo (B)

Consolidação indireta com remodelação intracortical (Adaptado de MCKIBBINS, 1978)

Quando o método de tratamento permite alguma amplitude de movimentos

entre os fragmentos, o tecido ósseo reage com a formação característica de um calo

externo que temporariamente estabiliza a fratura. Neste ambiente de estabilidade

relativa, a consolidação segue pela diferenciação de tecidos intermediários antes da

formação de tecido ósseo, motivo pela qual são chamadas de consolidação indireta

(MCKIBBINS, 1978; PERREN, 1979).

Com a fixação rígida e estabilidade absoluta, os extremos das fraturas

consolidam sem evidência radiológica de formação de calo externo. Neste modo de

consolidação, ocorre direta formação óssea, motivo pela qual são chamadas de

consolidação óssea direta ou osteonal. A consolidação osteonal depende da

redução anatômica e necessita de um ambiente sem movimentos entre os

fragmentos (MÜLLER, et al., 1993; SCHATZKER, 2000).

2.3 Fatores que comprometem a osteossíntese

A partir dos anos 1970, os relatos de redução das incapacidades e das

seqüelas causadas pelas fraturas, encorajaram a difusão mundial da técnica de

redução aberta com osteossíntese rígida (MÜLLER, et al., 1993, MATTER, 1998;

SANDERS, et al., 2002). Entretanto, “muitos cirurgiões adquiriram o equipamento

sem compreenderem o método, e os seus resultados foram insatisfatórios”

(HARKESS; RANSEY, 1993, p. 106). A aplicação inadequada causou uma

reputação duvidosa à técnica (MATTER, 1998) pelos relatos subseqüentes de

aumento das falências das osteossínteses, infecções e complicações no processo

de consolidação tais como retardo do tempo de consolidação e pseudartrose

(MATTER, 1998; LATTA; SARMIENTO; ZYCH, 2000; STOFFEL, et al., 2003).

Em investigações dos fatores que comprometeram a osteossíntese,

considerando que “a estabilidade é a base mecânica e a vascularidade a base

biológica da consolidação não complicada da fratura” (TSCHERNE; GOTZEN, 1984

apud MAZZOCCA, et al., 2000, p.332), duas possibilidades foram identificadas:

causas mecânicas (da estabilidade) e/ou causas biológicas (PERREN, 1979;

MULLER, et al., 1993; SCHATZKER, 1995; LEUNIG, et al., 2000; OROZCO, 2001).

2.3.1 Fatores mecânicos que comprometem a osteossíntese

A osteossíntese não é adequada, do ponto de vista biomecânico, quando a

fixação rígida com estabilidade absoluta não é obtida. Ocorrem principalmente por

falha da aplicação da técnica ou da indicação dos implantes. Exemplo comum são

as falhas por falta de contato entre os fragmentos que tendem a sobrecarregar as

placas e que, independentes da sua rigidez ou espessura, são predestinadas a

entortar ou quebrar por fadiga (PERREN, 1979; MULLER, et al., 1993;

SCHATZKER, 2000; OROZCO, 2001). Outras possibilidades comuns são: uso de

implantes inadequados para as solicitações biomecânicas do segmento fixado; e,

pobre qualidade óssea que não dá suporte aos parafusos (PERREN, 1979;

MULLER, et al., 1993; SCHATZKER, 1995; RUSSEL, 1996; CLAES, et al., 1999;

OROZCO, 2001; GARDNER, et al., 2005).

2.3.2 Causas biológicas que comprometem a osteossíntese

Foi do ponto de vista do comprometimento do suprimento sanguíneo ao

osso, pelas agressões adicionais da redução aberta cirúrgica, que a técnica de

osteossíntese rígida mostrou sua falta de primor, principalmente para as fraturas

diafisárias dos ossos longos do membro inferior (SCHATZKER, 1995; 2000,

LEUNIG, et al., 2000).

Na pratica clínica, observa-se que a proporção das lesões ósseas e das

partes moles tem relação com a gravidade do trauma. Além das lesões à

vascularização pelo acidente, se a fratura demandar um tratamento cirúrgico, sofrerá

desvitalizações adicionais pelo desnudamento e manipulação dos fragmentos

(PERREN, 2001). O osso com menor vitalidade não responde biologicamente, nem

à defesa local e nem ao processo de consolidação, aumentando a predisposição às

infecções, retardo de consolidação, e às vezes, pseudartrose (SCHATZKER, 1995;

RUSSEL, 1996; CLAES, et al., 1999; PERREN, 2001).

O tratamento cirúrgico precisa evitar traumas adicionais (CLAES, et al.,

1999). Uma fixação interna que aumenta a desvitalização dos fragmentos “não é um

procedimento bem planejado e nem bem executado”, mas deve ser escolhida a

técnica que causa menos danos aos tecidos moles e ósseo (RUSSEL, 1996, p. 772).

A redução anatômica e fixação interna rígida com placa e parafuso foi reconhecida

como inadequada para as fraturas, principalmente as mais complexas

(SCHATZKER, 1995). O apreciado foi que, as osteossínteses com placas estavam

baseadas em exagerada ênfase da estabilização absoluta, por meio da rigidez

estrutural da construção, às custas da biologia (PERREN, 1991;2001).

2.4 Evolução dos conceitos de fixação: da mecânica para a biologia

Os conceitos da técnica de fixação rígida com estabilidade absoluta são

viáveis e ainda hoje são executáveis, principalmente para as fraturas articulares e

fraturas do antebraço (RUEDI; MURPHY, 2001; MÜLLER, et al., 1993;

SCHATZKER, 1995). Entretanto, para as fraturas diafisárias do membro inferior, a

questão primordial era mudar a técnica de osteossíntese para um método com

menor comprometimento das partes moles. “O conflito entre a necessidade por

redução anatômica e o desejo por preservação das partes moles é igual a dizer lave-

me, mas não me molhe” (KRETTEK, 1997, p. S-A1, grifo do autor).

Nas últimas duas décadas do século XX, a melhor compreensão da biologia

local favoreceu a balança a pender da “mecânica para a biologia” (SCHATZKER,

1995; RUEDI; MURPHY, 2001; PERREN, 2001). O tratamento das fraturas

deslocou-se dos fundamentos da rigidez estrutural, para apoiar-se no conceito

biológico de preservação do suprimento sanguíneo dos fragmentos (SCHATZKER,

2000; PERREN, 2001). A transição ocorreu de forma progressiva, como observaram

Rozbruch, et al. (1998) na revisão do tratamento com placas das fraturas da diáfise

do fêmur no período de 1972 a 1994, interpretados como períodos representativo de

três décadas de fixação interna pelas técnicas AO/ASIF(Tabela 1).

Tabela 1 – Comparação da técnica de tratamento das fraturas de fêmur de 1972 a 1994

Época do tratamento

Variáveis

1972 - 1973 1982 1993 - 1994

Comprimento da Fratura

8,7 cm 10,1 cm 10,3 cm

Número de Orifícios na Placa 11.8 13,9 14,6

Comprimento da Placa 21,7 cm 25,5 cm 27,8 cm

Número de Parafusos na Placa 11 11,4 6,5

Razão do vão da placa

3,9 cm 5,3 cm 6 cm

Índice de Parafusos de tração

10 % 9 % 0,75 %

Densidade de Parafusos da Placa

95 % 84 % 45 %

Parafusos por área da fratura

2,02 2,52 1,47

(1) Length of the fracture - comprimento da fratura reduzida. (Adaptado de ROZBRUCH, et al., 1998)

(2) Plate span ratio – relação entre o comprimento da placa pelo comprimento da fratura.

(3) Lag screw index - nº de parafusos de tração fora da placa por cm do comprimento da fratura vezes 100 (%).

(4) Plate Screw density - nº de parafusos na placa dividido pelo nº orifícios na placa, vezes 100 (%).

(5) Screw to fracture density - nº de parafusos na placa dividido pelo comprimento da fratura.

Pela comparação entre os grupos, os autores observaram que os resultados

mais recentes tinham aumento da taxa de consolidação e redução significativa das

falhas das fixações, comparada às técnicas dos anos iniciais do estudo. Atribuíram

os melhores resultados, aos aprimoramentos da técnica nos anos mais recentes. As

estabilizações das fraturas, notadamente as cominutivas, foram deixando de ser

rígidas e gradualmente substituídas por técnicas com “adequada estabilidade ao

invés da máxima”, com placas mais longas (razão do vão da placa) e parafusos de

modo mais eficiente e ponderado (densidade de parafusos na placa), evitando

traumas cirúrgicos desnecessários. (ROZBRUCH, et al., 1998, p.196).

2.4.1 As placas em onda

Brunner e Weber (1981, apud PERREN, 1991) publicaram o tratamento de

pseudartrose de fraturas dos ossos longos com placas que chamaram de placas em

ondas. Eram moldadas de maneira que a porção central, sobre a pseudartrose, não

tocava no osso, e eram fixadas com parafusos apenas nas extremidades (Figura 7).

Figura 7 – Representação gráfica (A) e radiografias da placa em onda (B,C)

Foram os primeiros relatos de fixação com placa com estabilidade relativa ao

invés da síntese rígida habitual da época (PERREN, 1991; RING, et al., 1997).

Este espaço sem contato com o osso, reduz a necessidade de dissecção e

manipulação da área sob a placa, preservando o suprimento sanguíneo local.

Observaram redução do risco de fadiga pelo fato das tensões estarem distribuídas

por maior área da placa, ao invés de concentradas a um local. Entretanto, para

evitar que o maior braço de alavanca aumentasse as falhas em flexão, a placa era

colocado no lado lateral do fêmur com algum suporte ósseo na cortical lateral do

osso. Ensaios biomecânicos mostraram que a placa em onda tende a falhar em um

orifício do parafuso fora do momento da flexão (RING, et al., 1997).

Ring, et al. (1997) relataram suas experiências clínica com o uso da placa

em onda no tratamento de pseudartroses em diáfise femorais e confirmaram as

vantagens mecânicas e biológicas da técnica sobre a placa convencional: alto índice

de consolidação, ausência de falência dos implantes, e resultados finais adequados.

O comprimento médio das placas usadas pelos autores foi de 14 orifícios (10 a 21

orifícios), tomando o cuidado para que ao menos três parafusos pudessem ser

colocados em cada lado da pseudartrose.

2.4.2 As placas em ponte

A placa em onda pode ser considerada a primeira descrição da técnica de

uma placa transpassando a área da fratura, todavia, os conceitos das placas em

ponte foram desenvolvidos para reduzir as desvitalizações dos fragmentos em

fraturas cominutivas do fêmur (PERREN, 1991; SCHATZKER, 1995). O uso de

placas transpassando fraturas cominutivas foi apresenta por Heitemeyer e

Hierholzert (1985 apud PERREN, 1991) em estudo comparativo com a técnica

convencional de redução anatômica. As placas em ponte apresentaram resultados

superiores de consolidação com menos complicações (RIIEDE; SOMMER;

LEUTENEGGER, 1998). A Figura 8 mostra exemplos de placas em ponte. No

entanto, na sua descrição inicial, a técnica ainda solicitava a exposição do local da

fratura e alguma manipulação dos fragmentos principais, para restaurar o

alinhamento ósseo sob visão direta (PERREN, 2001).

Figura 8– Representação gráfico (A) e radiografias da placa em ponte (B,C)

2.4.3 Redução indireta

Mast, Jakob e Ganz (1989 apud RIIEDI; SOMMER; LEUTENEGGER, 1998)

propuseram a aplicação da redução indireta com placas em pontes. Nesta técnica,

os fragmentos intermediários da fratura permaneciam intocados e, ao invés da

redução anatômica dos fragmentos, restaurava-se o alinhamento anatômico do

membro por meio de tração externa. Após restaurado o alinhamento axial, angular e

rotacional da fratura, a placa transpassava a região fraturada e era fixada apenas

nas extremidades, nos fragmentos principais (RIIEDI; SOMMER; LEUTENEGGER,

1998; LEUNIG, et al., 2000; PERREN, 2001).

Para a fixação, eram usadas placas longas com apenas três ou quatros

parafusos nos fragmentos principais (MÜLLER, et al., 1993; RIIEDI; SOMMER;

LEUTENEGGER, 1998). A placa atuava como um tutor interno de sustentação das

cargas até a formação do calo externo (LEUNIG, et al., 2000; SANDERS, et al.,

2002), e a construção era mais “estável” e menos “rígida” (SANDERS, et al., 2002,

grifos do autor). Por não precisar refazer a anatomia dos fragmentos, as fraturas não

eram manipuladas e não existia a desvitalização adicional (RUSSEL, 1996; RIIEDI;

SOMMER; LEUTENEGGER, 1998; SCHATZKER, 2000; PERREN, 2001).

Comparações experimentais e clínicas de fixações com estabilidade

relativas e absolutas de fraturas cominutivas diafisárias mostraram resultados,

radiológicos e biomecânicos, mais favoráveis às técnicas com movimentos

controlados que com a fixação convencional rígida, tais como: consolidação mais

rápida; formação de calo mais sólido; e menores índices de falha das sínteses, de

pseudoartrose e de infecções (RUSSEL, 1996; BAUMGAERTEL; BUHL; RAHN,

1998; RIIEDI; SOMMER; LEUTENEGGER, 1998; ROZBRUCH, et al., 1998; CLAES,

et al., 1999; SCHATZKER, 2000; PERREN, 2001; SANDERS, et al., 2002).

2.4.4 As osteossínteses biológicas

McKibbins (1978) sugeriu que a possível fixação ideal, somente poderia ser

obtida por fixações nas quais pudesse manter a segurança sem impor total rigidez.

Com as experiências de falências das placas pela técnica convencional, tornou-se

mais evidente que, a redução anatômica das fraturas com estabilidade absoluta

tinha um preço biológico (PERREN, 2001). Observações de que a vascularização

dos fragmentos eram mantidas e melhoradas com as fixações flexíveis e menos

invasivas (BAUMGAERTEL; BUHL; RAHN, 1998), foram os fundamentos do reajuste

entre a mecânica e a biologia, que deram origem aos conceitos de osteossíntese

bio-lógica (PERREN, 2003, grifo do autor). A máxima preservação da vascularização

e a reatividade dos fragmentos eram mais importantes do que a rigidez da fixação

(ROZBRUCH, et al., 1998; CLAES, et al., 1999; LEUNIG, et al., 2000; GAUTIER;

SOMMER, 2003).

O aprimoramento do tratamento das fraturas ocorreram principalmente na

última década do século XX, e ainda estão em processo de refinamento. Técnicas

de abordagens “minimamente invasivas” (MIPO, Minimally invasive percutaneous

osteosynthesis) (PERREN, 2001) com mínimas incisões e com o uso de fluoroscopia

(KRETTEK, 1997; RIIEDI; SOMMER; LEUTENEGGER, 1998) recomendam o uso

das placas mais longas, para aumentar a alavanca mecânica, e menos parafusos

colocados mais espaçados, obtendo uma fixação, apenas, suficiente (ROZBRUCH,

et al., 1998; FIELD, et al., 1999; LEUNIG, et al., 2000; ELLIS, et al., 2001). Nestas

fixações, as construções tornam-se mais flexíveis pela omissão de alguns parafusos

e o movimento no local da fratura cria estímulo para promover a formação do calo

(FIELD, et al., 1999).

2.5 As fixações com menos rigidez

Vários fatores estão envolvidos no processo de consolidação e os

mecanismos que controlam cada etapa não estão completamente elucidados

(MCKIBBINS, 1978; HANKEMEIER, et al., 2001). Entretanto, merece destaque o

ambiente mecânico: a consolidação das fraturas é a reação do ambiente biológico

aos movimentos, desde que preservada a viabilidade óssea (ROZBRUCH, et al.,

1998; WOLF, et al., 2001; PERREN, 2003; EGOL, et al., 2004).

Observações tanto da pratica clínica (SARMIENTO, et al., 1977;

KENWRIGHT, et al., 1991; NOORDEEN, et al., 1995; SCHATZKER, 1995;

GARDNER, et al., 1997; KENWRIGHT; GARDNER, 1998; ROZBRUCH, et al.,

1998), como de métodos experimentais (LAURENCE; FREEMAN; SWANSON,

1969; GOODSHIP; KENWRIGHT, 1985; CARTER et al., 1987; CARTER;

BLENMAN; BEAUPRE, 1988; ARO; CHAO, 1993; AUGAT, et al., 1996; GOODSHIP;

CUNNHINGHAM; KENWRIGHT, 1998; CLAES, et al., 1998) demonstraram que com

as construções menos rígida, enquanto mecanicamente forte, a mobilidade entre os

fragmentos são reduzidos, mas não eliminados, e geram movimentos

interfragmentários controlados que são benéficos para consolidação (SANDERS, et

al. 2002; STOFFEL, et al., 2004).

Os movimentos destas construções com intencional flexibilidade, são

transferidos entre os fragmentos ósseos (se houver contato) e/ou espaço

interfragmentar, estimulando mais rapidamente a formação de calo (MCKIBBINS,

1978; GOODSHIP; KENWRIGHT, 1985; SARMIENTO, 1989; ROZBRUCH, et al.,

1998; CLAES, et al., 1998; STOFFEL, et al., 2004). Estudos comparativos da

consolidação em diferentes construções de osteossíntese observaram, que a

quantidade de calo periosteal formado era inversamente proporcional à rigidez da

fixação (FÜCHTMEIER, et al., 1999; SANDERS, et al. 2002; HENTE, et al., 2004).

Entretanto, uma produção abundante de calo com acentuados movimentos,

pode não ser um critério do curso mais eficiente da consolidação, considerando que

volumes menores e mais rápidos, podem ser suficientes para a estabilização da

fratura (GARDNER, et al., 1997; FÜCHTMEIER, et al., 1999; HENTE, et al., 2004).

Esta observação é uma indicação de que há um limite para o estímulo dos desvios

relativos dos fragmentos, que ultrapassado, têm influências inibitórias na

consolidação (GARDNER, et al., 1997). Portanto, as estabilizações menos rígidas

das fraturas mantêm um equilíbrio entre a flexibilidade que promove a formação de

calo e a instabilidade que pode conduzir à falência do implante, sem concluir a

consolidação (STOFFEL, et al., 2004).

A fixação com estabilidade relativa necessita permitir movimentos entre os

fragmentos, mas ser suficientemente estável para evitar que as deformações locais

excedam o limite de tolerância dos tecidos, prejudicando a consolidação

(MCKIBBINS, 1978; PERREN, 1979; MÜLLER, et al., 1993; EL MARAGHY, et al.,

2001).

2.5.1 Avaliações da flexibilidade dos fragmentos e estabilidade das fixações

Dados biomecânicos que permitam a escolha de uma construção com

máxima estabilidade para controlar as deformações locais, e adequada flexibilidade

que permita movimentos controlados e consolidação, ainda não estão estabelecidos

(TEPIC; PERREN, 1995; EL MARAGHY, et al., 2001; STOFFEL, et al., 2003).

O esclarecimento do ponto de equilíbrio entre a estabilidade suficiente e a

insuficiente (TEPIC; PERREN, 1995, STOFFEL, et al., 2003; 2004) foram estudados

por ensaios mecânicos em modelos de fraturas, que avaliaram a capacidade da

construção de resistir às cargas. A relação da carga e da deformação nos ensaios

de compressão axial, flexão e/ou torção, foram usados para supor a rigidez

estrutural da construção e comparados entre diferentes modelos e/ou com o osso

normal (CHAO, et al., 1989, TÖRNKVIST, et al., 1996; CLAES, et al., 1999; EL

MARAGHY, et al., 2001; STOFFEL, et al., 2003).

2.5.2 Parâmetros das osteossínteses que influem na consolidação

A decisão cirúrgica sobre a escolha da osteossíntese, precisa considerar

quais os parâmetros da fixação que tem maior influência favorável à consolidação.

Desta forma, o cirurgião poderá fazer a escolha da estabilidade apropriada e reduzir

as complicações de dissecações e desvitalizações desnecessárias dos tecidos e,

possivelmente, reduzindo as complicações causadas por fixações inadequadas,

quer por demais rígidas, ou insuficientes (EL MARAGHY, et al., 2001; STOFFEL, et

al., 2004).

Excluindo os fatores eventuais que influem no processo de consolidação,

tais como a geometria da fratura, magnitude do trauma inicial e grau de

comprometimento da vascularidade óssea, a formação do calo é influenciada por

dois parâmetros das osteossínteses, que podem ser controlados no momento da

fixação da fratura: a quantidade de movimentos dos fragmentos e a qualidade da

redução que determina a largura do espaço fratura (GOODSHIP; KENRIGHT, 1985;

ARO; CHAO, 1993; CLAES, et al., 1998; WEBB; TRICKS, 2000; AUGAT, et al.,

2005).

2.5.3 Análises do movimento interfragmentar

A quantidade de movimento interfragmentário tem um efeito decisivo na

formação de calo (MCKIBBINS, 1978; CLAES, et al., 1998; LATTA; SARMIENTO;

ZYCH, 2000). Se há fragmentos móveis, o calo estabiliza a fratura pelo aumento da

área transversa (propriedades estruturais) e pela diferenciação tecidual

(propriedades mecânicas) (MCKIBBINS, 1978; CLAES, et al., 1998; CLAES;

HEIGELE, 1999; AUGAT, et al., 2005). Com a fixação interna rígida, o movimento é

abolido e a necessidade da consolidação por calo é removida, e o processo é direto

(MCKIBBINS, 1978; GOODSHIP; KENWRIGHT, 1985).

Se algum movimento é necessário para o desenvolvimento do calo, o

excessivo movimento pode causar pseudoartrose (WEBB; TRICK, 2000). Se a

consolidação é modulada pelos movimentos interfragmentários no espaço da fratura

(MCKELLOP, et al., 1993; CLAES, et al., 1998), entretanto, a quantidade ideal de

movimentos não estão definidos para aplicação clínica (RICHARDS, et al., 1998; EL

MARAGHY, et al., 2001; STOFFEL, et al., 2003).

Pode-se predizer a flexibilidade da construção por meio de ensaios

mecânicos, entretanto a correlação da mobilidade dos fragmentos com as

deformações no foco da fratura, não podem ser feitas por meios diretos (AUGAT, et

al., 2005), mas presumido por simulações computadorizadas e modelos de

Elementos Finitos (AUGAT, et al., 2005; HERNANDEZ; BEAUPRE; CARTER, et al.,

2000; PRENDERGAST; HUISKES; SOBALLE, 1997) ou ainda, por previsões

matemáticas da quantidade de deformação entre os fragmentos conforme proposto

por Perren (1979) na Teoria da Deformação Interfragmentária (PERREN, 1979;

AUGAT, et al., 2005), calculado pela razão da variação do espaço da fratura pelo

espaço inicial (PERREN, 1979; CLAES, et al., 1998; PRENDERGAST; HUISKES;

SOBALLE 1997).

A hipótese de Perren (1979) correlaciona a deformação interfragmentar no

espaço da fratura, com os limites de tolerância ao alongamento dos diferentes

tecidos que se formam durante o processo de consolidação. Ocorre ruptura celular

quando um tecido é submetido a um alongamento acima do seu limite de tolerância

à deformação (MÜLLER, et al., 1993). Os valores da resistência de cada tipo celular

à deformação estão na Tabela 2.

Tabela 2 – Resistência tecidual à deformação

Tecido de

granulação

Tecido

conjuntivo

Fibrocartilagem Osso

Alongamento

tolerável

100% 5 – 17% 10 – 13% 2%

Angulação

tolerável

40º - 5 º 0,7 º

(Adaptada de AEGERTER; KIRKPATRICK. 1968, PERREN. 1979, MÜLLER, et al., 1993)

A Teoria da Deformação Interfragmentar considera que, a deformação entre

os fragmentos, em dado momento, vai determinar os tecidos que podem ser

formados, diferenciando os tipos celulares que resistem à deformação existente

entre os fragmentos (PERREN, 1979; MÜLLER, et al.,1993; LACROIX;

PRENDERGAST, 1999). Os tecidos que experimentam deformações acima do limite

de resistência ao alongamento, não poderão ser formado no local (PERREN, 1979).

Por sua vez, cada tipo tecidual formado, gradativamente aumenta o módulo

de elasticidade no espaço interfragmentar, com progressiva redução do movimento

interfragmentário conforme avança a consolidação (PERREN, 1979; CLAES, et al.,

1998). Se a redução do movimento alcança os limites do próximo tecido a ser

formado, este passa a ser formado no espaço. A Figura 9 é uma concepção das

etapas de diferenciação dos tecidos, conforme a progressiva redução da

deformação interfragmentar, até a formação de tecido ósseo.

Figura 9 – Concepção da teoria da deformação interfragmentar na consolidação.

Baseado em PERREN, 1979

Durante o processo de consolidação das fraturas há etapas em que

determinados tecidos predominam e vão sendo substituídos pelo domínio de outros,

podendo predominar em uma etapa os fibroblastos, em outra os condroblastos e na

etapa final, quando os movimentos interfragmentários é reduzido aos seus mais

baixo níveis, os osteoblastos (PERREN, 1979; MÜLLER, et al., 1993; CLAES, et al.,

1998).

Modelos experimentais têm comprovado a correlação da redução dos

movimentos entre os fragmentos com a diferenciação dos tecidos, conforme

proposto pela teoria da deformação interfragmentar, até criar o ambiente de

estabilidade necessária para a formação do tecido ósseo (CLAES, et al., 1998,

PRENDERGAST; HUISKES; SOBALLE, 1997; GARDNER, et al., 2000; LACROIX;

PRENDERGAST, 2002; AUGAT, et al., 2005).

Apesar de ser uma análise simplificada do processo de diferenciação

tecidual na consolidação (CHEAL, et al., 1991; CLAES, et al., 1998; LACROIX;

PRENDERGAST, 2002) os movimentos entre os fragmentos tem influência prioritária

na consolidação e as deformações são bons indicadores do processo (LACROIX;

PRENDERGAST, 1999). A deformação interfragmentar é um modo de prever a

influência dos movimentos entre os fragmentos na consolidação das fraturas

(PERREN, 1979; CLAES, et al., 1998).

A formação de tecido ósseo na consolidação direta ocorre em ambiente com

deformações menores que 2% e na consolidação secundária, quando a deformação

é mantida entre 2 e 10%, não forma osso se for maior que 10% (EGOL, et al., 2004).

Claes, et al. (1998) verificaram em culturas de osteoblastos a proliferação

celular somente com deformações até 4%. Lacroix e Prendergast (1999) não

observaram consolidação óssea quando a deformação estava acima de 2%.

Augat, et al. (1998) evidenciaram que as menores deformações estavam

associadas com menor quantidade de cartilagem e mais de osso, e as maiores, com

menor quantidade de calcificação da cartilagem, como previsto pela teoria de Perren

(1999).

Füchtmeier, et al. (1999) encontraram formação de ponte óssea em regiões

de consolidação com deformações iniciais de até 20% e somente a formação de

tecido conjuntivo nas regiões com valores de deformações entre 20 e 50%.

Claes, Eckert-Hhübner e Augat (2002) encontraram correlação entre a

formação de tecido ósseo, a deformação e os movimentos interfragmentário em

investigações experimentais da consolidação em ovelhas tratadas com fixadores

externos com movimentos controlados. Observaram que o grupo com menor

movimento (6,2% de movimento axial e 9% de deformação) tinham as mais altas

formações óssea e as menores de fibrocartilagem, que o grupo com maior

movimento (21,6% e 32% de deformação).

2.5.4 Análises do espaço entre os fragmentos

Além do movimento entre os fragmentos, também a largura do espaço da

fratura é um importante fator a influir na consolidação. Enquanto pequenos espaços

são benéficos para uma rápida e conclusiva consolidação, largos espaços retardam

significativamente o processo de reparo (CLAES, et al., 1998; AUGAT, et al., 1998;

AUGAT, et al., 2005; LACROIX; PRENDERGAST, 2002). Comparações

experimentais de fixações com larguras de espaço de fratura de 1,0 mm, 2,0 mm e

6,0 mm, e deformações pequenas (7%) e grandes (31%) apresentadas por Claes, et

al. (1998), está reproduzido na Figura 10-A. Comparações com espaços de 1,0 mm,

3,0 mm e 6,0 mm, e deformações pequenas (carga 300N) e grandes (500N)

apresentadas por Lacroix e Prendergast (2002), está reproduzido na Figura 10-B.

Figura 10 – Relação entre movimentos, espaço e consolidação (A) Reproduzido de

CLAES,

et al. 1998 (B) Reproduzido de

LACROIX; PRENDERGAST 2002

A capacidade de reparar da fratura decresce com o aumento do espaço entre

as superfícies da fratura, indicando que o tamanho do espaço da fratura influi de

modo inverso na consolidação, e tem um papel mais relevante que a deformação

interfragmentária em situações de consolidação indireta (CLAES, et al., 1998;

AUGAT, et al., 1998; 2005). Os modelos com menores deformações

interfragmentares e menores espaços estavam associados com as maiores

quantidades de tecido ósseo e menores de cartilagem, confirmando os efeitos

benéficos da menor deformação para a consolidação. Entretanto, quando

consideraram os espaços maiores, inclusive os com menores deformações, a

consolidação é atrasada ou pode não conseguir formar osso (AUGAT, et al., 1998).

O efeito do espaço na consolidação é sempre negativo, independente do

movimento ou deformação local (CLAES, et al., 1998). O processo de consolidação

é mais rápido e eficaz nos pequenos espaços (AUGAT, et al., 2005).

Movimentos interfragmentários relativamente grandes como de 1,0 mm,

podem ser tolerados, se os espaços não forem maiores que 2,0 mm (CLAES, et al.,

1998; AUGAT, et al., 1998). As menores deformações e os menores espaços (até

1,0 mm) promovem a formação de calo ósseo de modo mais eficiente. Pequenos

espaços (em torno de 1,0 mm) e grande movimentos interfragmentários resultam em

maiores áreas de calo. Os piores resultados são os grandes espaços (maior que 2,0

mm) com maiores deformações (CLAES, et al., 1998; AUGAT, et al., 1998; 2005;

LACROIX; PRENDERGAST, 2002).

Com base nas observações do efeito da largura do espaço na fratura,

limitando o calo de transpor os espaços maiores, Claes, et al (1998) propuseram que

as fraturas devem ser reduzidas com o menor espaço possível, para favorecer uma

consolidação tanto precoce quanto possível. A formação do calo parece piorar

quando o espaço é maior que 2,0 mm, e são melhores quando menor que 1,0 mm

(CLAES, et al., 1998; AUGAT, et al., 1998; 2005).

2.6 Parâmetro para a flexibilidade das fixações

Estudos pertinentes às questões das fixações menos rígida, tem demarcado

alguns parâmetros das osteossínteses que combinam adequada “flexibilidade” com

placa e parafusos para promover a formação do calo, com suficiente resistência

mecânica para não comprometer a estabilidade. Foram considerados relevantes: a

extensão da placa, o comprimento de trabalho da montagem, o número e a

disposição dos parafusos (JOHNSTON, et al., 1991 apud TÖRNKVIST, et al., 1996;

DENNIS, et al., 1993 apud TÖRNKVIST, et al., 1996; TÖRNKVIST, et al., 1996;

FIELD, et al., 1999; ELLIS, et al., 2001; EL MARAGHY, et al., 2001; STOFFEL, et

al., 2003; GAUTIER; SOMMER, 2004; SOMMER, et al., 2004).

2.6.1 Aumento da extensão das placas

Quanto maior a largura de uma placa, maior a sua resistência mecânica.

Entretanto, a escolha das dimensões das placas são feitas em função da proporção

do osso a ser fixado, e não são recursos que possam ser usados para alterar a

estabilidade de uma fixação (SCHATZKER, 1995; OROZCO, 2001).

Tentativas em aumentar a flexibilidade com placas mais elásticas, resultaram

em maior contato do implante com a superfície óssea e maior interferência na

vascularização cortical, causando maior porose e enfraquecimento cortical

(SCHATZKER, 1995; MULLER, et al., 1993; RUEDI; MURPHY, 2001).

Quanto mais longa a placa, mais resistente a fixação, pelo aumento do braço

de alavanca da construção. O aumento do comprimento da placa mostrou ser um

recurso que pode ser usado para aprimorar a estabilidade mecânica (LAURENCE;

FREEMAN; SWANSON, 1969; SCHATZKER, 1995; ROZBRUCH, et al.,1998).

Trabalhos têm correlacionados o maior comprimento da placa com melhor

estabilidade que as placas curtas, tanto em flexão como em torção (JOHNSTON, et

al., 1991 apud TÖRNKVIST, et al., 1996; DENNIS, et al., 1993 apud TÖRNKVIST, et

al.,1996; TÖRNKVIST, et al., 1996; EL MARAGHY, et al., 2001; ELLIS, et al., 2001;

SANDERS, et al. 2002; GAUTIER; SOMMER, 2003; SOMMER, et al., 2004).

Placas longas são indicadas para uma construção biomecânica suficiente

(RIIEDI; SOMMER; LEUTENEGGER, 1998; GAUTIER; SOMMER, 2003), entretanto,

deixando aberta a questão de uma “envergadura” mínima da placa.

Rozbruch, et al. (1998) e Gautier e Sommer (2003), sugeriram que o

comprimento da placa podia ser determinado pela razão do vão da placa (plate span

ratio) (Figura 11-A) e pela densidade de parafusos na placa (Figura 11-B).

A B

Figura 11 – Parâmetro para o comprimento da placa (A) Relação do comprimento da placa e

da fratura (razão do vão da placa) (B) Proporção de parafusos por orifícios da placa

(densidade de parafusos na placa). (Retirado de

GAUTIER; SOMMER, 2003)

A razão do vão da placa é definida como o quociente do comprimento da

placa pelo comprimento total da fratura (ROZBRUCH, ET AL., 1998). O comprimento

da placa, segundo Rozbruc, et al. (1998) deveria ser a que tivesse uma proporção

de 6:1, com o comprimento da fratura. Os valores empíricos, citados por Gautier e

Sommer (2003), seria o de obter o comprimento de placa que tivesse a proporção

em fraturas cominutivas maior que 2 ou 3; e, em fraturas simples, a proporção do

comprimento de placa seria entre 8 a 10 da largura da fratura. Por base no critério

da densidade de parafusos, Gautier e Sommer (2003) sugeriram que o quociente do

número de parafusos inseridos e o número de orifícios na placa, fossem de valores

abaixo de 40 a 50%, com menos da metade dos orifícios da placa ocupados pelos

parafusos.

2.6.2 Redução do número dos parafusos nas placas

Johnston, et al. (1991 apud TÖRNKVIST, et al., 1996) estudaram a

resistência de saída dos parafusos em modelos de fraturas em ossos de animais

fixadas com placas menores (DCP, 3,5 mm) de 7 orifícios, comparadas com placas

maiores e mais curtas (DCP, 4,5 mm, 5 orifícios). As placas foram fixadas com todos

os parafusos. Os resultados dos ensaios mecânicos não mostraram diferenças

significativas na resistência e concluíram que, apesar das placas de 3,5 mm serem

mais fracas, o maior comprimento (sete orifícios) foi fator determinante na

resistência, comparada às placas mais fortes e menores (4,5 mm, cinco orifícios).

Dennis, et al. (1993 apud TÖRNKVIST, et al., 1996) compararam placas

mais longas com menos parafusos e placas mais curtas com todos os parafusos, em

modelos de fraturas em ulna de cadáveres. Concluíram que as placas mais longas,

com menos parafusos e colocados mais espaçados, tinham vantagens nos testes da

resistência da construção em flexão em quatro pontos, e em balanço antes de falhar,

comparadas com placas mais curtas com todos os orifícios preenchidos.

Sanders, et al. (2002) compararam a resistência de placas DCP (3,5 mm, 06

orifícios) com todos os parafusos versus placas de diferentes comprimentos (06, 08

e 10 orifícios) com quatro parafusos, em osteotomias de ulna de cadáveres fixadas

com compressão entre os fragmentos. Os autores concluíram, que as placas de 08 e

10 orifícios, com quatro parafusos, tiveram resistência equivalente ou superior do

que as placas de seis orifícios com todos os parafusos.

A maior resistência das placas mais longas e menos parafusos se deve ao

modo do carregamento dos parafusos, que são alterados com o aumento do braço e

pela posição do parafuso, conforme exemplificado na Figura 12. Quanto mais longa

a placa, menor força sobre os parafusos (LAURENCE; FREEMAN; SWANSON,

1969; SANDERS, et al., 2002; GAUTIER; SOMMER, 2003).

Figura 12 - Carregamento dos parafusos em flexão (A,C) Com as placas mais curtas (B,D)

Com as placas mais longas (Retirado de

GAUTIER; SOMMER, 2003).

Com a redução da força sobre os parafusos em momento de flexão externo

(ROZBRUCH, et al., 1998) a fixação da placa pode ser feita com menor número de

parafusos nos fragmentos principais, sem comprometer a estabilidade (RIIEDI;

SOMMER; LEUTENEGGER, 1998). Esta associação de placas longas com

ponderado número de parafusos permite aumentar a flexibilidade da construção e

fornece estabilidade “suficiente” ao invés de máxima, e demonstraram melhores

resultados clínicos que na técnica convencional (ROZBRUCH, et al., 1998).

2.6.3 Aumento do comprimento de trabalho das placas

Estudos das deformações na superfície óssea mostraram que as tensões são

redistribuídas com a aplicação da placa (FIELD, et al., 1999). O implante atua como

carregador e transportador das cargas sobre a fratura óssea. Com as placas mais

longas as tensões são redistribuídas por maior área do implante (LEUNIG, et al.,

2000; ROZBRUCH, et al., 1998).

Entretanto, além do comprimento da placa, a posição dos parafusos tem

demonstrado ser importante para determinar a estabilidade e a resistência da

construção (GAUTIER; SOMMER, 2003). A inserção de parafusos ao nível da fratura

reduz a flexibilidade do implante (STOFFEL, 2003, SOMMER, et al., 2003) e o

momento de flexão ocorre sobre um curto segmento de placa e aumenta a

deformação local do implante (GAUTIER; SOMMER, 2003).

Quando a placa em ponte é aplicada com maior distância entre os dois

parafusos adjacentes à fratura, como deixando dois ou três orifícios vazios na região

central, além de aumentar a flexibilidade da construção e promover a consolidação,

as deformações elásticas são distribuídas em maior segmento livre da placa

(SCHATZKER, 1995; FIELD, et al., 1999; ELLIS, et al., 2001; GAUTIER; SOMMER,

2003; SOMMER, et al., 2004). A Figura 13 mostra a representação das deformações

na placa, em flexão de três pontos, com menor e maior segmento entre os parafusos

centrais.

Korvick, et al. (1988 apud FIELD, et al., 1999) usaram de strain gauges

fixados em placas de 08 orifícios, para avaliar as deformações pela omissão dos

parafusos centrais. Observaram que o aumento das tensões na placa eram

proporcionais ao número de parafusos omitidos, e só foram excessivas para a

estabilidade da construção, com a omissão de seis parafusos. Propuseram que a

omissão simétrica de até 40% dos parafusos da placa, não comprometiam a

estabilidade estrutural da construção e, pelo aumento das deformações, iriam

promover estímulos para aumentar a massa óssea e evitaria a osteopenia induzida

pela aplicação da placa ao osso (FIELD, et al., 1999).

Entretanto, um aumento das deformações na região da fratura por fixações

mais flexíveis, poderiam comprometer a diferenciação celular, como proposto pela

hipótese de Perren (1979) (FIELD, et al., 1999). A investigação da possibilidade de

Figura 13 – Deformação e comprimento de trabalho (A,C) Curto segmento da Placa com

altas deformações (B,D) Longo segmento da Placa com menores deformações (Retirado de

GAUTIER; SOMMER, 2003).

que as deformações na superfície óssea também fossem aumentadas e pudessem

prejudicar a consolidação foram feitas por Field, et al. (1999). Os autores

compararam as deformações na superfície óssea de fixações rígidas, com todos os

parafusos, e construções mais flexíveis com placas mais longas e remoção de 25 a

50% dos parafusos. Observaram que as deformações elásticas também

aumentaram na área embaixo do segmento livre da placa, comparada com as

fixações com todos os parafusos. Todavia, não encontraram diferenças significativas

nas deformações no local da fratura, entre os modelos de osteossíntese (FIELD, et

al., 1999). A área fraturada mantém baixa deformação dos tecidos

interfragmentários, permitindo segura diferenciação celular e formação da ponte

óssea (PERREN, 1979; ROZBRUCH, et al., 1998; FIELD, et al., 1999; GAUTIER;

SOMMER, 2003).

Devido ao mais longo segmento livre, com os maiores comprimento de

trabalho das placas, apesar do momento de flexão ser alto, pela posição excêntrica

das placas em ponte (SCHATZKER, 1995), as tensões são distribuídas por maior

área, o que tem um efeito de proteção contra falência por fadiga do implante

(GAUTIER; SOMMER, 2003; SOMMER, et al., 2004). As observações clínicas não

têm evidenciados as falhas por fadiga quando a placa é colocada com maior

comprimento de trabalho transpondo o espaço da fratura (SCHATZKER, 1995;

ROZBRUCH, et al., 1998; LEUNIG, et al., 2000). Conforme forma o calo, processa-

se o compartilhamento de carga entre placa e osso e as solicitações das placas são

progressivamente reduzidas (ROZBRUCH, et al., 1998; HENTE, et al., 2004).

Quando as placas mais longas falham, freqüentemente deformações plásticas

ocorrem antes da soltura do parafuso e da fratura por fadiga (SANDERS, et al.,

2002).

As fixações flexíveis permitem a aproximação dos extremos das fraturas com

a carga, e depois movem-se de volta à sua posição (GAUTIER; SOMMER, 2003).

Uma questão técnica, que retorna, é do efeito prejudicial do espaço entre os

fragmentos, tanto para a consolidação, como para a resistência da fixação. Por não

permitir a transferência de cargas de um fragmento para outro (SCHATZKER, 1995;

STOFFEL, et al., 2003), um maior espaço entre os fragmentos poderia aumentar os

riscos de deformações plásticas do implante. Experimentações biomecânicas e

clínicas demonstram que quando há redução anatômica da fratura e compressão

entre os fragmentos, os implantes são menos solicitados pelo compartilhamento com

o osso (OROZCO, 2001). Para aumentar a estabilidade das construções com

flexibilidade, Stoffel et al. (2003) sugeriram que o espaço entre os fragmentos

fossem mantidos pequenos, para permitir contato dos fragmentos diante de

condições de carga, assim reduzindo os riscos de deformações permanente da

placa. Esta proposta está de acordo com as de Claes, et al. (1998) e Augat, et al.

(1998), de reduzir as fraturas com o menor espaço possível par favorecer a

consolidação.

2.6.4 Parâmetros relacionados ao número de parafusos

Os parafusos atuam para comprimir a placa contra o osso, oferecendo

resistência aos movimentos. Convencionou-se preencher todos os orifícios da placa

com parafusos para, desta forma, evitar falha prematura da construção (PERREN,

1979, SCHATZKER, 1995).

De acordo com Orozco (2001), uma questão clássica nos cursos de

osteossíntese é a de “quantos parafusos devem fixar a placa ao osso nas fraturas

diafisárias” (OROZCO, 2001, página 177). O menor número de parafusos segundo o

“Manual de Osteossíntese das Técnicas AO – ASIF” (MÜLLER, et al., 1993) é

definido como o mínimo de corticais para cada lado da fratura de modo a obter-se

uma fixação estável. Há alguns anos a resposta ao número mínimo de corticais

padronizou-se, aconselhando-se a oito corticais nos segmentos proximal e distal da

diáfise femoral, seis ou sete para a tíbia e seis para os ossos do braço e antebraço

(OROZCO, 2001). A Tabela 3 mostra a comparação das sugestões do número de

corticais por lado da fratura, segundo diferentes livros técnicos em fixação interna.

Tabela 3 – Padrão convencional de parafusos por local fraturado

N° mínimo de corticais óssea (por lado da fratura) Fonte

de referência

Fêmur Tíbia Úmero Rádio e Ulna

Muller, et al. (1993) 07 06 06 05

Orozco (2001) 08 06 a 07 06 06

Mazzocca, et al. (2000)

Todavia, a determinação dos números de corticais recomendados, foram

baseadas em evidências pessoais e clínicas com falhas mecânicas e nenhuma

razão biomecânica têm sido fornecida para estes números mínimos (EL MARAGHY,

et al., 2001; SANDERS, et al., 2002). O número “suficiente” [grifo do autor] é aquele

que explora ao máximo o efeito da neutralização da fratura, e depende do tipo de

fratura, da qualidade do tecido ósseo e das solicitações mecânica locais (OROZCO,

2001).

Nas origens do grupo de osteossíntese AO, a escola de Algöwer aconselhava

a utilizar todos os orifícios da placa e a escola de M. Müller sempre aconselhou a

utilizar somente os parafusos necessários para obter uma osteossíntese

suficientemente estável para permitir a função imediata da extremidade (OROZCO,

2001). Especialistas tem suprimido os parafusos progressivamente, conforme

aumentam a sua experiência cirúrgica (OROZCO, 2001) e as orientações AO/ASIF

como guia prévio para um número específico de parafusos e corticais ancorados em

cada fragmento, não são mais usados na clínica de vários autores (ROZBRUCH, et

al., 1998; GAUTIER; SOMMER, 2003).

Com o conceito das placas em pontes, o padrão de colocação dos parafusos

foram alterados para um modo mais eficiente e ponderado, para evitar traumas

cirúrgicos desnecessário ao osso (ROZBRUCH, et al., 1998). Considera-se mais

importante inserir menos parafusos, desde que, tenham o suporte de placa com

maior braço de alavanca, para reduzir o carregamento dos parafusos (GAUTIER;

SOMMER, 2003).

Entretanto, a questão clássica do número de parafusos nas fixações

convencionais (OROZCO, 2001) ainda persiste com as fixações com estabilidade

relativa (EL MARAGHY, et al., 2001; TÖRNKVIST, et al. 1996). Todavia, há poucos

dados biomecânicos disponíveis sobre o número necessário de parafusos em cada

lado da fratura, para se ter estabilidade suficiente e evitar a falência da construção

(EL MARAGHY, et al., 2001; TÖRNKVIST, et al. 1996).

2.6.5 O número de parafusos

Com a tendência moderna do uso de placas mais longas, tornou-se

desnecessário o uso de todos os parafusos para uma fixação estável, trazendo com

isso benefícios de menos manipulações e desvitalizações desnecessárias

(ROZBRUCH, et al., 1998).

Laurence, Freeman e Swanson, (1969) relataram que era mecanicamente

redundante o uso de mais do que quatro parafusos para uma placa. Os autores

concluíram que, as mais altas tensões fisiológicas em flexão, aplicadas sobre os

parafusos na placa, não chegavam à metade da força necessária para arrancar o

parafuso.

Gotzen, Haas e Riefenstahl (1983 apud ROZBRUCH, et al., 1998)

compararam a estabilidade em modelos de fraturas em osso de cadáveres, de

fixações de placas de dez orifícios com dois parafusos em cada lado da fratura (mais

próximo e outro mais distante da fratura) versus placas de oito orifícios fixadas com

quatro parafusos em cada lado. Como a estabilidade de ambas foram semelhantes,

eles concluíram que a construção com dez orifícios com quatro parafusos era mais

eficiente que a de oito orifícios com todos os parafusos.

Korvick, et al. (1988 apud FIELD, et al., 1999) investigaram o efeito da

omissão de parafusos nas deformações de placas de oito orifícios fixadas em

modelos de fraturas com tubos de alumínio. Observaram que a omissão de dois,

quatro e seis parafusos centrais tinham um aumento proporcional das tensões em

flexão no meio da placa, comparadas com a placa com todos os oitos parafusos.

Entretanto, exceto com a remoção de seis parafusos, não observaram efeito

deletério na rigidez da construção com omissão de dois e quatro parafusos, e

propuseram a omissão simétrica de até 40% dos parafusos centrais da placa.

Törnkvist, et al., (1996) estudaram a influência na resistência da fixação do

número e do espaçamento dos parafusos em placas DCP (largas, 4,5 mm) fixadas

em modelo sintético (espuma de poliuretano) de fratura. Cinco construções

diferentes foram testadas até a falência em cinco modalidades de ensaios: balanço

aberto e fechado, flexão aberta e fechada, e em torção e comparadas com uma

fixação com três orifícios com todos os parafusos. Na Tabela 4 é apresentada uma

adaptação, com símbolos, dos resultados de Törnkvist,et al. (1996).

Tabela 4 – Resultados de Törnkvist, et al. (1996)

Local dos parafusos nos orifícios da placa a partir do centro

para as extremidades

Tipo de ensaio mecânico da

construção

1,2,3 1,3 1,4 1,5 1,6 1,3,5

Balanço (Cantilever) fechado controle

Ù Ï ÏÏÏ ÏÏ

Balanço (Cantilever) aberto controle Ð Ù Ï Ï ÏÏ

Flexão 4 pontos aberto controle Ð Ï ÏÏ ÏÏ ÏÏ

Flexão 4 pontos fechado controle Ð Ð ÏÏ ÏÏ ÏÏ

Torção controle Ð Ð Ð Ð Ù

Ï = lado que resistiu a falência (Adaptado de TÖRNKVIST, et al., 1996)

ÏÏ = mais resistente à falência

ÏÏÏ

= muito mais resistente à falência

= lado menos resistente (lado da falência, por extrusão do parafuso nos ensaios)

Ù = sem diferença significativa do modelo comparada com a configuração 1-2-3.

Entre os resultados obtidos, os autores observaram que a resistência em

flexão aberta e fechada é aumentada principalmente pelo comprimento da placa,

com as placas mais longas (cinco e seis orifícios) sendo mais resistentes que as

mais curtas (três orifícios). A resistência em torção não foram influenciadas pelo

comprimento da placa ou pelo espaçamento dos parafusos, mas pelo número de

parafusos, as placas com três parafusos foram superiores às com dois parafusos. A

resistência à saída dos parafusos nos testes em balanço aberto foi influenciada mais

pelo numero de parafusos (três versus dois) colocados mais espaçados (três

espaçado versus três juntos) do que pelo comprimento da placa. Nos testes em

balanço fechado a melhor influência foi do comprimento da placa seguido pelo

número de parafusos (três versus dois). Os autores concluíram que, como o modelo

com três parafusos espaçados mostraram melhor resistência na maioria dos

ensaios, inclusive na resistência em torção, que o uso de três parafusos colocados

mais espaçados (placa mais longa do que três parafusos juntos) são mais efetivos

para melhorar a resistência do que aumentar o número de parafusos (TÖRNKVIST,

et al., 1996).

Rozbruch, et al. (1998) estabeleceram a densidade de parafuso na placa

(plate screw density) como um dos fatores de sucesso na fixação de fraturas do

fêmur. Os autores sugeriram que o quociente do número de parafusos inseridos em

relação ao número de orifícios na placa, deveria ser de até 50%. Uma fratura

transversa de fêmur, geralmente estabilizada com uma placa de 10 a 12 orifícios,

usariam dois ou três parafusos em cada fragmento principal, com um próximo da

fratura e o outro na extremidade da placa, e um parafuso adicional podendo ser

colocados entre eles (ROZBRUCH, et al., 1998). O critério de densidade de

parafusos usados por Gautier e Sommer (2003) era que o percentual de ocupação

de parafusos na placa fossem de valores abaixo de 40 a 50%, com menos da

metade dos orifícios da placa ocupados pelos parafusos.

2.6.6 A posição dos parafusos

Field, et al. (1999) nas análises dos efeitos da omissão simétrica dos

parafusos na rigidez da construção, registradas com strain gauge na superfície do

metacarpo de eqüinos fixados com placas DCP de dez orifícios, observaram que,

nos ensaios de flexão em quatro pontos, que em alguns padrões, a omissão de até

40% dos parafusos não alterava significantemente a rigidez em flexão da

construção, comparados com a fixação de todos os parafusos.

Törnkvist, et al. (1996) haviam proposto a vantagem de três parafusos ao

invés de dois, para a estabilidade em torção.

Field, et al. (1999), nos ensaios em torção, não compararam o número, mas

o espaçamento dos três parafusos, e concluíram que a rigidez em torção foi

significativamente afetado pela disposição: a maior redução foi com a omissão dos

parafusos próximos da fratura (aumento do comprimento de trabalho da placa) e

com as placas mais curtas. A maior rigidez em flexão e torção, foi com todos os

parafusos na placa.

Ellis, et al. (2001) propuseram, ao invés de medir a deformação na superfície

óssea como Field, et al. (1999), a medida da deformação na placa como método

mais apurado para investigar o efeito de algumas posições dos parafusos, alegando

que a maioria das falências dos implantes ocorrem por fadiga do metal. Usaram

canos de PVC (polyvinyl chloride) de 38 mm de diâmetro para construírem seus

modelos de fraturas fixadas com placa DCP (4,5 mm, 20 orifícios). Na Figura 14 está

representada a posição dos medidores da deformação e os seus três modelos de

fraturas: com contato dos fragmentos, espaço de 1,0 cm e espaço de 4,0 cm.

Figura 14– Representação dos modelos de ELLIS et al. (2001)

Em todos os modelos analisados, os autores observaram que as

deformações na placa eram mais altas na região adjacentes aos três primeiros

parafusos, e que após o terceiro, as deformações se dissipam, e eram mínimas

(Figura 15).

Figura 15 – Gráfico das deformações ao longo da placa (Reproduzido de ELLIS, et al. 2001)

Além da posição dos parafusos, os autores observaram que as deformações

nos implantes diferem se a fratura fosse fixada com contato ou se com espaço entre

os fragmentos. Nos modelos com espaço, simulando fraturas cominutivas, as

deformações na placa eram menores com os parafusos colocados próximos da

fratura, quando comparados com os modelos com parafusos colocados mais

distantes ou espaçados. Nos modelos sem espaço, simulando fraturas com redução

anatômica, as posições dos parafusos que registraram as mais baixas deformações

na placa, foram aqueles colocados mais distantes do foco de fratura, seguido pela

disposição com os parafusos espaçados e as maiores deformações, quando eram

colocados juntos. Todavia, as mais altas deformações com os modelos sem espaço,

foram de aproximadamente um terço das deformações dos modelos com espaço.

Por isso, segundo os autores, a disposição dos parafusos tem maior importância nas

fraturas com espaço, do que nas reduzidas com contato (ELLIS, et al., 2001).

2.6.7 Dados finais

Stoffel, et al. (2003), Gautier e Sommer (2004), e Sommer, et al. (2004)

recentemente fizeram análises biomecânicas do comprimento da placa, do

comprimento de trabalho e do número de parafusos, mas usando as placas com

bloqueio dos parafusos do tipo LCP (Locking Compression Plate, Synthes®).

Apesar destes modelos de placas atuarem como fixadores internos e com

propriedades mecânicas distintas das placas convencionais, Stoffel, et al., (2003)

mencionaram que a determinação do número e posição dos parafusos e o

comprimento da placa, foram principalmente baseados em experiências clínicas e

experimentais com placas convencionais, descrita em vários estudos, tais como

Dennis, et al. (1993 apud TÖRNKVIST, et al., 1996), Ellis, et al. (2001), El Maraghy,

et al. (2001), Field, et al. (1999), Johnston, et al. (1991 apud TÖRNKVIST, et al.,

1996), Törnkvist et al. (1996).

Para as placas LCP são recomendadas nas fraturas do fêmur e tíbia, dois, e

no máximo, três parafusos em cada lado da fratura; para o úmero e rádio, três

parafusos, e no máximo quatro em cada segmento (STOFFEL, et al., 2003;

SOMMER, et al., 2004).

Stoffel et al. (2003) propuseram para as fraturas com pequeno espaço: placas

longas com maior comprimento de trabalho com dois ou três parafusos em cada

segmento (o terceiro quando existir maior força em torção). Para espaços maiores,

um parafuso adicional colocado mais próximo do espaço da fratura reduziu o pico de

deformações nos parafusos mais internos. Quanto mais próximo do espaço da

fratura, mais rígido torna-se a construção sob compressão. A colocação espaçada

dos parafusos, aumenta a resistência da fixação sob compressão, comparada com

os parafusos juntos, como também evidenciaram Sanders, et al. (2002) e Törnkvist,

et al. (1996). A flexibilidade aumenta (redução da rigidez axial) tanto em compressão

(64%) como em torção (36%) pela omissão nos orifícios adjacentes ao lado da

fratura; a cada orifício a mais desocupado, a rigidez axial reduziu por cerca de 10%

(STOFFEL, et al., 2003).

Stoffel, et al. (2003) mencionaram que na consideração do número dos

parafusos, a rigidez em torção aumenta com o aumento de parafusos, mas um

quarto parafuso pouco acrescenta na rigidez, sugerindo que não são necessários

mais do que três por fragmento, como sugeridos por Ellis, et al. (2001), Field, et al.

(1999), Törnkvist, et al. (1996).

Gautier e Sommer (2004) usando as placas com bloqueio dos parafusos do

tipo LCP (Locking Compression Plate, Synthes), propuseram como disposição dos

parafusos, em placas com compressão entre os fragmentos, que os dois parafusos

centrais fossem inseridos tão próximo quanto possível da fratura, com os dois

parafusos periféricos inseridos em cada extremo da placa, como também proposto

anteriormente por Sanders, et al. (2002). Para fraturas cominutivas, Gautier e

Sommer (2003) recomendam uma distância mais longa entre os parafusos

adjacentes à fratura para menor carregamento dos parafusos mais centrais.

3 PROPOSIÇÃO

Se há consenso, na pratica clinica, sobre os benefícios das fixações menos

rígida, no entanto, ainda não foi elucidado os limites desta flexibilidade e nem

desvendado os parâmetros adequado de estabilidade. A proposta deste trabalho

experimental foi, avaliar algumas configurações de fixações com placa e parafuso, e,

por um lado, tentar compreender as conseqüências destas nuanças biomecânica na

produção final da flexibilidade e estabilidade da construção, e por outro lado, atrever-

se no campo das ciências exatas e tentar desvendar os conceitos mecânicos que

praticamente domina a área das osteossíntese das fraturas.

4 MATERIAL E MÉTODO

4.1 Material

Para a realização dessa pesquisa foram utilizados vinte ossos longos,

bovinos, frescos, incluindo tíbias e fêmures. As amostras foram desnudadas das

inserções das partes moles 24 horas antes do ensaio, e mantidas em caixa de

isopor com gelo e solução salina até a realização dos testes.

Foi produzida uma secção transversal no terço médio da diáfise das

amostras, simulando um modelo de fratura, com o auxílio de uma serra manual

(marca Starret) (Figura 16).

Figura 16 – Execução de um modelo de fratura

As placas utilizadas nas fixações das osteotomia eram do tipo DCP (dinamic

compression plate) estreita de 4,5 mm, de aço inoxidável com diferentes

comprimentos (08, 10, 12 e 14 orifícios). Os parafusos utilizados eram do tipo

cortical de 4,5 mm, de aço inoxidável. Os parafusos foram implantados com

perfuração prévia dos orifícios com brocas 3,2 mm e fresagem das roscas com fresa

de 4,5 mm. As placas e os parafusos foram fornecidos pela Synthes do Brasil.

Cinco modelos de fixações foram criados para as tíbias e para os fêmures,

com no mínimo três amostras para cada configuração. As tíbias foram usadas para

os ensaios de flexão em quatro pontos e os fêmures para os ensaios com carga

axial. O modelo para controle foi fixado pela técnica AO/ASIF de compressão

interfragmentar e estabilidade absoluta, com a colocação excêntrica dos parafusos

centrais (Figura 17-A, à esquerda).

Figura 17 – Fixação do modelo controle (A) e do modelo experimental (B)

Os outros quatro modelos de fixação foram fixados de modo a deixar um

espaço entre os fragmentos em torno de 10,0 mm para evitar que as extremidades

ósseas contribuíssem para estabilidade, e deste modo reduzissem os movimentos

interfragmentários (Figura 17-B, à direita). Este espaço na prática clínica pode ser

correlacionado com as fraturas cominutivas, nas quais a redução, habitualmente,

não obtêm o pleno contato entre os fragmentos.

4.2 Método

As três placas de oito orifícios fixadas pela técnica de compressão

interfragmentar e estabilidade mecânica absoluta, foram usadas como controles nos

testes mecânicos para as demais amostras, e tiveram todos os seus oitos orifícios

fixados com parafusos. Este modelo de configuração na prática clinica equivale ao

padrão para algumas fraturas transversa do membro inferior (Figura 18-A, à

esquerda).

A B

Figura 18 – Modelos das configurações de fixação controle (A) e experimental (B)

Para as demais quatro configurações preparadas para os ensaios foram

usadas as placas de 08, 10, 12 e 14 orifícios em montagens de osteossíntese com

apenas três parafusos em cada extremidade (Figura 18-B, à direita), simulando as

placas em pontes com diferentes comprimentos livres da placa entre os parafusos

mais internos. Estas amostras, com diferentes comprimento de trabalho, foram

avaliadas com ensaios de flexão em quatro pontos, para estimativa da flexibilidade

entre os fragmentos e com ensaios de compressão axial para estimativa da

estabilidade da construção pela deformação entre os fragmentos. Estas amostras

experimentais foram fixadas deixando um espaço em torno de 10,0 mm entre as

extremidades do defeito, para evitar que houvesse contato durante os ensaios.

Nos ensaios em flexão em quatro pontos, foram feitos testes adicionais com

redução do comprimento de trabalho da placa, com a aproximação dos parafusos

mais centrais para o mais próximo possível da osteotomia (Figura 19-A, à esquerda),

sem alterar os dois parafusos mais externos de cada lado, exceto para as placas de

08 orifícios, as quais foram avaliadas com apenas dois parafusos em cada lado

(Figura 19-B, à direita) para diferenciar do modelo testado com os 3 parafusos

(comparar com a Figura 18-B, à direita).

Figura 19 – Modelos das configurações com parafuso próximo ao foco

4.3 Ensaio de Flexão em quatro pontos e compressão axial

As amostras foram avaliadas em uma máquina universal de ensaios (Versat

2000, Panambra) em duas modalidades de testes: flexão em quatro pontos e

compressão axial. Para o ensaio de compressão foi fabricado um dispositivo para

posicionar e centralizar as peças (Figura 20).

Figura 20 – Plataforma para centralizar a amostra

As cargas de compressão axial foram de aplicação única de 600 N através

do osso femoral bovino. O limite das cargas em 600N foram previamente

determinadas em testes pilotos de modo a evitar deformação plástica da placa como

visualizada na Figura 21, após a retirada de uma carga em torno de 900N carga. As

deformações plástica não foram observadas com cargas de até 600N. Foram feitos

no mínimo, três repetições de cada teste.

Figura 21 – Deformação plástica da placa após compressão axial

As cargas nos ensaios de flexão em quatro pontos foram aplicadas de modo

progressivo, inicialmente com cargas de 50 N, depois 100, 300 e até 600 N. Os

ensaios de flexão em quatro pontos foram feitos com as placas colocadas

lateralmente, em ângulo reto com o eixo de aplicação da carga e sem contato dos

roletes com a placa (Figura 22). As deflexões ósseas foram medidas com relógio

comparador (Figura 23) posicionados próximo à osteotomia (Figura 24).

Figura 22 - Placa lateral em angulo reto com a carga

Figura 23 - Medição com um relógio comparador nos testes em flexão em quatro pontos

4.4 Cálculo da deformação entre os fragmentos em flexão quatro pontos

No ensaio em flexão em quatro pontos, foram considerados para cada

modelo testado, quatro medidas obtidas pelo relógio comparador, respectivamente

para as cargas de 50N, de 100N, de 300N e de 600N. As médias destes valores

obtidos foram considerados para comparação entre os modelos experimentais, mas

para efeito de comparação com a fixação controle, foram considerados apenas os

valores médio da deflexão com as cargas de 600 N para cada modelo testado.

As medidas da deflexão obtidas com a colocação do parafuso próximo à

linha da osteotomia foram utilizados para comparação adicional da flexibilidade dos

fragmentos na construção construção, em relação aos modelos com maior

comprimento de trabalho.

Figura 24 – Posicionamento do relógio comparador na extremidade da osteotomia

4.5 Cálculo da deformação entre os fragmentos em compressão axial

Foram realizadas fotos digitais nos ensaios de compressão axial com escala

de referência, para cada uma das cargas antes (Figura 25) e depois (Figura 26).

Figura 25 - Medição do espaço inicial com compressão axial

Figura 26 - Medição do espaço final com compressão axial

Os dados do espaço inicial e o do espaço final, para o cálculo da

deformação interfragmentar foram obtidos por medições usando o software ImageJ

1.35h (RASBAND, 2006) e como unidade de referência de medida, a largura de 23,0

mm da régua plástica, como mostrada na Figura 27.

Figura 27 – Escala de referência medindo 23 milímetros

Usado o comando Analyze/Set Scale do ImageJ, como mostrado na Figura

28, foi estabelecido a correlação entre pixels e milímetro.

Figura 28 – Estabelecendo a referência de pixel e milímetros

Feita a medição do espaço entre os fragmentos em pixel, foi usado os

comandos Analyze/Set Measure do ImageJ para medir o comprimento em milímetro

da linha (Figura 29).

Figura 29 – Medicação do espaço e janela dos resultados

Da diferença entre as medidas do comprimento inicial e final do vão entre os

fragmentos, foi calculado a variação do movimento de cada modelo. Estes dados

foram usados para comparação entre as fixações com prévios espaços, excluindo o

grupo controle, com contato entre as extremidades.

Obtido o cálculo do movimento interfragmentário (IFM, espaço inicial menos

o espaço final), o cálculo da deformação interfragmentária (IFS) foi calculada pela

divisão da variação do movimento dividido pela largura (L) inicial do espaço e

multiplicado por 100, para resultados em percentual, conforme proposto por Perren

(1979) e Claes, et al. (1998) e expresso pela equação:

onde,

δ = deformação interfragmentar (strain)

∆L = variação do movimento (L

– L

)

= espaço inicial

O cálculo da estabilidade das construções nos testes em compressão axial

foram feitos considerando dois modos. Inicialmente pela consideração da relação

entre a carga e os movimentos interfragmentares (∆L) e depois pela relação da

carga com a deformação interfragmentar.

%100×

∆

5 RESULTADOS

5.1 Ensaio de flexão em quatro pontos

Na Tabela 5 é possível observar os dados após a realização do ensaio de

flexão em quatro pontos.

Tabela 5 – Dados obtidos após três ensaios de flexão em quatro ponto (em mm)

Movimento (mm) segundo a Carga (Newton)

Modelo

da fixação

50 N 100 N 300 N 600 N

Média final

(600 N)

Intacto

0,15

Controle

0,46

Placa 08

0,01 0,01 0,01 0,04 0,03 0,03 0,19 0,21 0,2 0,43 0,44 0,46

0,44± 0,01

Placa 10

0,06 0,03 0,03 0,22 0,09 0,1 0,41 0,52 0,54 1,09 1,31 1,05

1,15± 0,14

Placa 12

0,03 0,05 0,03 0,09 0,15 0,1 0,46 0,62 0,46 0,96 1,33 1,07

1.12± 0,19

Placa 14

0.06 0,09 0,1 0,21 0,24 0,25 0,78 0,8 0,85 1,63 1,64 1,8

1,69± 0,09

Comparando a deflexão entre os segmentos ósseos das diferentes

construções de acordo com a carga aplicada, observou-se que a variação do

movimento dos fragmentos foram superiores para os maiores comprimento de

trabalho. Foram semelhantes entre as placas de 10 e de 12 orifícios (Figura 30).

Figura 30 – Gráfico da deflexão dos fragmentos nos ensaios de flexão em quatro pontos

Na Tabela 6 podem ser visualizados os valores obtidos após o ensaio de

flexão em quatro pontos. Nesse caso, o comprimento de trabalho da construção foi

reduzido com a mudança do parafuso mais interno para o mais próximo possível à

área da osteotomia.

Tabela 6 – Dados obtidos após ensaios de flexão em quatro ponto com parafusos ao lado

da osteotomia (em mm)

Movimento (mm) segundo a Carga (Newton)

Modelo

de fixação

50 N 100 N 300 N 600 N

Intacto

0,15

Controle

0,46

Placa 08b

0,01 0,03 0,22 0,44

Placa 10b

0,02 0,07 0,33 0,80

Placa 12b

0,02 0,09 0,35 0,79

Placa 14b

0,03 0,10 0,30 0,63

A representação gráfica da comparação dos dados da deflexão dos

fragmentos entre as diferentes construções, de acordo com a carga aplicada, é

mostrada na Figura 31. Foram incluídos as fixações com maior e as com menor

comprimento de trabalho de cada modelo.

Figura 31 – Gráfico comparativo da deflexão com carga de 600N dos diferentes modelos .

5.2 Ensaio de compressão axial

Os resultados obtidos após a realização do ensaio de compressão axial

estão representados na Tabela 7.

Tabela 7 – Dados obtidos após ensaio de compressão axial

Espaço inicial e final (mm) com carga de 600N Modelo

fixação

Inicial

final

∆L

Inicial

final

∆L

Inicial

final

∆L

∆L médio

)

Placa 08

8,99 6,31 2,68 10,98 8,44 2,54 8,61 5,85 2,76

2,66 ± 0,11

Placa 10

10,03 7,17 2,86 4,81 3,09 1,72 7,05 4,45 2,60

2,39 ± 0,59

Placa 12

10,37 8,09 2,28 10,02 8,39 1,63 8,84 7,49 1,35

1,75 ± 0,47

Placa 14

9,11 8,09 1,02 8,62 7,30 1,32 7,72 6,41 1,31

1,21 ± 0,17

∆L = Variação do movimento (L

– L

)

∆L Médio = Média aritmética dos três ensaios (1+2+3/3)

OBS. Valores do osso intacto e do controle não foram realizados, por não existir espaço inicial e final

A partir dos dados da Tabela 7 foi possível calcular o movimento

interfragmentário médio (∆L) como mostrado na Figura 32.

Figura 32– Gráfico com resultados dos ensaios em compressão axial

Na Figura 33 é possível observar a expressão gráfica da correlação da carga

de compressão axial aplicada e da média da variação de movimentos de cada

modelo testado. A inclinação de cada curva foi interpretada como sendo a rigidez,

conforme estabelecido por Gerber e Ganz (1998).

Figura 33 – Gráfico da relação da compressão axial e variação do movimento

A deformação interfragmentar (deformação específica) foi calculada

dividindo-se o movimento (∆L) pelo espaço inicial, conforme proposto por Perren

(1979) e por Claes, et al. (1998), Na Tabela 8 são apresentados os valores obtidos

de deformação interfragmentar com compressão axial.

Tabela 8 – Deformação específica (ε) após compressão axial

Deformação específica (ε) em percentual

Modelo

de fixação

ε 1 ε 2 ε 3 ε médio ± desvio padrão

Placa 08

29 % 23 % 32 % 28 % ± 0,04

Placa 10

28 % 35 % 36 % 33 % ± 0,04

Placa 12

21 % 16 % 15 % 17 % ± 0,03

Placa 14

11 % 15 % 16 % 14 % ± 0,02

ε = Deformação específica (strain)

Na Figura 34, a representação da correlação entre a carga de compressão

axial e deformação específica de cada modelo testado.

Figura 34 – Gráfico da relação da deformação e modelos testados

6 DISCUSSÂO

Nos últimos anos, as técnicas de tratamento das fraturas evoluíram e,

atualmente, consideram relevantes não apenas a mecânica, mas também a biologia

óssea.

Nas configurações padrões de osteossíntese, com compressão entre os

fragmentos, o contato entre os extremos das fraturas previne os movimentos

interfragmentares, requisito para a consolidação direta. Esta técnica convencional foi

gradualmente substituída por uma fixação que proporcionasse “estabilidade

adequada ao invés da máxima” com melhores resultados (ROZBRUCH, et al, 1998).

A tendência atual tem sido o desenvolvimento de técnicas cirúrgicas menos

invasivas, valorizando a viabilidade dos fragmentos com um mínimo de invasão no

foco da fratura, empregando-se para esse propósito placas em onda, as placas em

ponte e técnicas de redução indireta com placas ou hastes intramedulares

(PERREN, 1991; SCHATZKER, 1995; RÜEDI; SOMMER; LEUTENEGGER, 1998).

Ao contrário da configuração padrão, esta técnica de osteossíntese “biológica”

desvia-se dos objetivos de estabilidade absoluta, sem rigidez máxima, mantendo

uma estabilidade suficiente da fratura, de tal forma que seja possível a mobilização

precoce e a consolidação com formação do calo ósseo (ROZBRUCH, et al., 1998).

A flexibilidade da construção influencia o movimento relativo entre os

fragmentos da fratura (PERREN, 1979). Se por um lado, uma certa quantidade de

deformação é benéfica, por outro, o excesso pode prejudicar a formação do calo

ósseo. Uma construção com menos implantes pode resultar em uma fixação

insuficiente para neutralizar as tensões locais ou manter a redução óssea, o que

pode levar a uma consolidação viciosa, falência da síntese ou não consolidação.

Clinicamente, placas longas com menor número de parafusos proporcionam

estabilidade suficiente para a consolidação (TÖRNKVIST, et al., 1996) e os

movimentos controlados na fratura atuam como estímulo para uma formação mais

precoce do calo ósseo (STOFFEL, et al., 2004).

A quantidade de deslocamento entre os fragmentos após a fixação da fratura

depende da maior ou menor rigidez da construção e tem um efeito decisivo na

formação de calo (MCKIBBINS, 1978; LATTA; SARMIENTO; ZYCH, 2000). O

movimento gerado causa deformações teciduais que influem na diferenciação

celular durante a consolidação da fratura (PERREN, 1979; CLAES, et al., 1998;

PRENDERGAST; HUISKES; SOBALLE, 1997). Todavia, não é possível fazer a

medição direta das tensões e deformações no espaço interfragmentar (AUGAT, et

al., 2005), verificando-se na literatura apenas métodos indiretos por simulações

computadorizadas e modelos de Elementos Finitos (AUGAT, et al., 2005;

HERNANDEZ; BEAUPRÉ; CARTER, et al., 2000).

Perren (1979) propôs a Teoria da Deformação Interfragmentária (StrainTheory),

segunda a qual, a deformação interfragmentar poderia ser calculada pela razão

entre variação do espaço da fratura e o espaço inicial (PERREN, 1979; CLAES, et

al., 1998; PRENDERGAST; HUISKES; SOBALLE, 1997). Algumas ressalvas à teoria

de Perren (1979) foram sugeridas por Claes, et al. (1998) que encontraram maior

influência do espaço na consolidação do que a quantidade de deformação.

A motivação deste trabalho experimental foi avaliar as configurações que

admitam alguns movimentos interfragmentários para a formação do calo, mas que

sejam suficientemente estáveis para tolerar a mobilização precoce até a restauração

da continuidade óssea pelo calo ósseo.

Tornkvist, et al. (1996) buscando analisar a influência da posição e/ou

omissão de parafusos preferiram ao invés de testar o limite de resistência dos seus

modelos, medir a rigidez da construção, alegando que a reabilitação funcional

envolve cargas repetitivas bem abaixo do limite de resistência à fadiga do material,

não sendo necessário o carregamento do material até a fratura. Este trabalho, de

modo semelhante, objetivou avaliar a fixação mais flexível, sem prejuízo da

estabilidade.

Para analisar a estabilidade e flexibilidade, modelos in vitro com ossos

bovinos e placas com quatro configurações de osteossíntese foram construídos. A

influência do comprimento de trabalho de diferentes construções de osteossíntese,

na estabilidade da construção e na “mobilidade” dos fragmentos ósseos, foram

avaliados.

O comprimento de trabalho é definido como o comprimento da placa não

suportado pelo osso devido a cominuição, segmento ou outra razão (ROZBRUCH, et

al., 1998; SANDERS, et al, 2002); neste estudo o conceito de comprimento de

trabalho foi relacionado com o comprimento da placa entre os dois parafusos mais

internos, como proposto por Stoffel, et al. (2004).

A análise realizada justifica-se uma vez que na literatura observa-se apenas

o estudo de construções menos rígidas, avaliando a influência da disposição e/ou

omissão dos parafusos.

Ensaios de flexão em quatro pontos e compressão axial foram realizados

para medir os deslocamentos entre os fragmentos e a estabilidade, respectivamente.

Os modelos para os ensaios mecânicos foram construídos com simulações de

fraturas em osso bovino. Esses animais foram escolhidos por possuírem estrutura

óssea semelhante à humana, fácil aquisição e apresentarem dimensões apropriadas

para as fixações de placas relativamente longas (14 orifícios, 230 mm). Por outro

lado, foi difícil a sua preparação e montagem, sugerindo-se o emprego de modelos

sintéticos nesses casos (ELLIS, et al., 2001; TÖRNKVIST, et al., 1996).

Como o objetivo era aplicar uma carga abaixo do limite de fadiga, sem

deformação plástica das placas, diferentes cargas axiais foram testadas e foi

observado que acima de 700 N a placa apresentava deformação plastica (Figura 21)

o que esta de acordo com Ellis, et al. (2001) que escolheu cargas estáticas de 600 N

para os ensaios de compressão axial de seus modelos de fratura, porque era o limite

máximo que não causava deformação permanente da placa. Com base nos estudos

de Gardner, et al (1997), que relatam que o peso do corpo é de aproximadamente

650 N, e de Claes e Heigele (1999) que utilizaram força axial de aproximadamente

500 N, para análise de marcha em metatarso de ovelhas, optou-se em manter a

carga máxima em 600 N para os dois ensaios. Entretanto, segundo Perren (1979), a

carga utilizada (600 N) foi muito abaixo da resistência máxima das placas com 12

mm de largura e 4 mm de espessura, como as utilizadas neste trabalho.

As configurações empregadas foram baseadas em estudos de fixações

menos rígidas com suficiente resistência mecânica que consideraram o comprimento

da placa e o número e a disposição dos parafusos como os fatores mais relevantes

da construção (JOHNSTON, et al., 1991 apud TÖRNKVIST, et al., 1996; DENNIS, et

al. 1993 apud TÖRNKVIST, et al., 1996; TÖRNKVIST, et al., 1996; FIELD, et al.,

1999; ELLIS, et al., 2001; EL MARAGHY, et al., 2001; STOFFEL, et al., 2003;

GAUTIER; SOMMER, 2004; SOMMER; et al., 2004). De acordo com Stoffel, et al.

(2004), os fatores que influenciam a resistência da construção são o comprimento da

placa, o comprimento de trabalho e o número de parafusos. Nesse trabalho,

avaliamos principalmente o comprimento de trabalho da placa (variando o

comprimento da placa) e o efeito adicional do posicionamento do parafuso próximo à

fratura (redução do comprimento de trabalho, mantendo o comprimento da placa).

Foram escolhidas placas com oito (padrão mínimo nas fraturas de ossos longos do

membro inferior), dez, doze e catorze orifícios, normalmente disponíveis nos

conjuntos de fixação interna.

Quanto ao número de parafusos, a tendência atual é a utilização de placas

mais longas e com menos parafusos (ROZBRUCH, et al., 1998). Autores sugerem

que a omissão de até 40% dos parafusos da placa não compromete a estabilidade

(FIELD, et al., 1999). Optamos por um número constante de três parafusos em cada

lado da placa, que segundo Törnkvist, et al. (1996), seria o número mínimo para

adequada estabilidade em flexão e em torção. Stoffel, et al. (2003) observaram que

um quarto parafuso pouco acrescentou à estabilidade.

O comprimento de trabalho variou em cada modelo ensaiado e, exceto pelos

ensaios complementares, com a máxima redução do comprimento de trabalho pela

colocação de um parafuso em cada lado da osteotomia, os parafusos eram

colocados sempre nos três orifícios mais distais de cada lado das placas.

A partir da relação entre a deformação no espaço da fratura e a carga

aplicada, pretendeu-se estabelecer a relação da estabilidade da construção.

Sobre os dados obtidos temos alguns fatores que poderiam influir nos

resultados. Inicialmente é preciso considerar que a colocação das amostras para os

ensaios de compressão axial exigia uma “pré carga” para estabilizar a amostra e

pode ter causado redução do espaço inicial e alterado os resultados finais (variação

do espaço). Outro fator que pode influir nos resultados a ser considerado, é que

segundo Gardner, et al. (1997), os movimentos interfragmentários na fratura não são

apenas axiais, mas também angulares e transversos e, não considerados nesse

estudo, acredita-se que os dados obtidos na compressão podem não representar a

total deformação local.

E como ultima consideração, a questão da relação da largura do espaço e a

consolidação. A hipótese de Perren (1979) pressupõe que os maiores espaços estão

relacionados com menores deformações que favorecem a diferenciação tecidual e

beneficia a consolidação; e os menores espaços interfragmentares com as maiores

deformações, que pode retardar a diferenciação celular e portanto, retardar a

consolidação óssea. Claes, et al. (1998) demonstrou experimentalmente o que já era

observado na prática clinica: são os menores espaços onde a consolidação se

processa com maior eficácia. Baseado nos argumentos acima, ao invés de usarmos

os dados da deformação interfragmentar como referência da flexibilidade da

construção, optamos por usar a variação de movimento (∆L) com critérios, e

interpretarmos os valores da deformação interfragmentar como observação de um

efeito da flexibilidade na consolidação: altas deformações, dificultando a

diferenciação tecidual e podendo retardar a consolidação e menores deformações,

favorecendo a diferenciação e consolidação.

Finalmente, considerando que os dados colhidos foram significativos,

observou-se que para as placas mais longas e com maiores comprimentos de

trabalho, ocorreram menores variações de movimento e deformações

interfragmentares na compressão axial, e maiores deflexões (deformação, flecha)

entre os fragmentos na flexão em quatro pontos.

Considerando a deflexão como a mobilidade dos fragmentos na construção,

elas foram superiores para os maiores comprimentos de trabalho, com a mesma

carga. Os dados (Tabela 5, Figura 30) não sugerem diferenças para a deflexão dos

fragmentos nos testes em flexão em quatro pontos entre o grupo controle (0,46 mm)

e o grupo com 08 orifícios (0,44 ± 0,01 mm). Não foi encontrado diferenças

importante da flexibilidade dos fragmentos com o uso de placas de dez (1,15 ± 0,14

mm) e de doze (1.12 ± 0,19 mm) orifícios. Por esses dados, a omissão de quatro ou

seis parafusos na região central da placa (de 10 e 12 orifícios), a deflexão aumentou

em torno de 25% comparados com a configuração padrão com placa de oito orifícios

com todos os parafusos (0,46 mm) ou com as placas de oito orifícios com a omissão

dos dois parafusos centrais (0,44 ± 0,01 mm). A construção com placa de 14 orifícios

com a omissão dos oitos parafusos centrais mostrou um aumento da flexibilidade

dos fragmentos em torno de 36% comparada com a configuração padrão.

Foi observado que, ao colocarmos um parafuso no orifício próximo à fratura,

a deflexão dos fragmentos reduziu de modo significativo (Tabela 6, Figura 31). Pela

comparação do comprimento de trabalho maior (parafusos distais) e o comprimento

de trabalho curto (parafuso mais central), observou-se que não houve diferença na

mudança da deflexão dos fragmentos com as placas de oito orifícios (0,44 mm em

ambos os modelos), porque o comprimento de trabalho da construção não foi

alterado e persistiu o espaço do modelo. Comparando os modelos de 10 e 12

orifícios com maiores comprimento de trabalho e os modelos de 10 e 12 com o

parafuso mais central, observou-se que a construção reduziu a mobilidade

respectivamente em 31% e 30% (Tabela 10). Para as placas com 14 orifícios, a

redução da mobilidade entre os fragmentos foi de 63% com a colocação do parafuso

mais próximo da osteotomia, o que representou uma redução de duas vezes mais às

que ocorreram com as placas de 10 e 12.

Tabela 10 – Percentual de redução da mobilidade dos fragmentos

Movimento (mm)

Placa

Sem parafuso

Central

Com parafuso

Central

Percentual de

Redução

do movimento

08 0,44 0,44 0%

10 1,15 0,80 31%

12 1.12 0,79 30%

14 1,69 0,63 63%

Estes dados evidenciam os encontrado por Ellis, et al (2001) de que a

flexibilidade de uma construção é proporcional ao comprimento de trabalho e que a

construção é menos flexível quando parafusos são inseridos próximo do espaço da

fratura. A maior redução que foi observada com as placas de 14 orifícios pode ser

entendida por serem as placas de 14 as com maior mobilidade dos fragmentos e as

que tiverem maior “redução” do comprimento de trabalho. Observamos ainda que os

valores com a colocação do parafuso central ficou em uma faixa relativamente

próxima de 0,63 a 0,80 (placas 14, 12 e 10), sugerindo semelhanças biomecânicas

das construções, o que seria de esperar e está de acordo com Stoffel, et al. (2003) e

Sommer, et al. (2004), que consideram o comprimento de trabalho o parâmetro que

determina as carcaterísticas da flexibilidade da construção.

Pelos dados obtidos pela compressão axial (Tabela 7, 8, 9, Figura 32, 33,

34) concluiu-se que as maiores placas com os maiores comprimento de trabalho

apresentaram menor variação de movimento e deformação. A placa com 14 orifícios

mostrou maior rigidez que as demais construções e os dados sugerem que houve

proporcionalidade entre os comprimentos da placa e a rigidez da construção: as

menores placas foram as menos rígidas. Estes dados estão de acordo com Stoffel,

et al. (2003) que relataram que o uso de uma placa mais curta com número igual de

parafuso causou uma redução da rigidez em compressão.

Não foi possível, por este estudo, distinguir se a maior ou menor rigidez da

construção é influenciada pelo comprimento de trabalho ou pelo comprimento da

placa. Mas pela referência na literatura, o comprimento de placa foi mostrado ser o

fator mais importante afetando a resistência à carga axial e de flexão (LAURENCE;

FREEMAN; SWANSON, 1969; SCHATZKER, 1995; TÖRNKVIST, et al., 1996;

RIIEDI; SOMMER; LEUTENEGGER, 1998; ROZBRUCH; et al.,1998; EL MARAGHY

et al., 2001; ELLIS, et al., 2001; SANDERS, et al., 2002; GAUTIER; SOMMER, 2003;

STOFFEL, et al., 2003; SOMMER, et al., 2004). Entretanto, Stoffel, et al. (2003)

observaram que, se mantido o comprimento da placa, foi o comprimento de trabalho

que teve os mais importantes efeitos na estabilidade da construção, relatando que a

rigidez axial em compressão estática reduziu 64% pela omissão nos orifícios

adjacentes ao lado da fratura e, a cada orifício a mais desocupado, a rigidez reduzia

por cerca de 10%. Em nosso estudo, a variação de movimento com compressão

axial decresceu 0,08% da placa de 10 para 8 orifícios, 0,07% de placa de 12 para 10

orifícios, e 0,06% da placa de 14 para a de 12.

Em termos de deformação interfragmentar, se for interpretada como

estimativa do efeito dos deslocamentos no processo de consolidação, todas as

construções apresentaram valores compatíveis com o processo de consolidação,

mas foram as fixações com 12 e 14 orifícios que mostraram valores menores que

20% de deformação, considerado pela literatura de referência (GARDNER, et al.,

1997; FUCHTMEYER, et al., 1999; HENTE, et al., 2004) como ambiente

biomecânico favorável à consolidação óssea.

Estes dados sugerem que as maiores placas (e os maiores comprimentos de

trabalho) além de demonstrarem maior estabilidade (interpretado pela variação de

movimento e deformação interfragmentar na compressão axial) também

demonstraram maior mobilidade entre os fragmentos (pelos valores de deflexão nos

ensaios em flexão em quatro pontos). Esta associação de flexibilidade e estabilidade

entre os modelos comparados, sugerem que as placas de 14 orifícios, teoricamente,

propiciam o ambiente mecânico que atendem os requisitos de flexibilidade e

estabilidade, sem prejuízo do processo de consolidação, conforme proposto por

Rozbruch, et al. (1998) de que a área da fratura sob baixa deformação não inibe a

diferenciação tecidual e a formação óssea pode tomar lugar como resultado da

limitada deformação. Estes dados, sugerem: que existe uma correlação entre o

comprimento de trabalho maior e a maior mobilidade dos fragmentos; e uma

correlação entre as maiores placas e maior estabilidade. Os maiores comprimento

de placas seriam as mais adequadas para obter flexibilidade e estabilidade nas

fixações internas; as deformações no foco da fratura estariam dentro de valores

tolerados pelo processo de consolidação, o que estaria de acordo com Field, et al.

(1999) que observou que as deformações na superfície óssea são redistribuídas

com a aplicação da placa e mostraram-se reduzidas na região interfragmentária.

Esta maior distribuição das deformações na placa, pelo aumento do comprimento de

trabalho, reduz a fadiga dos implantes e mostram maior índice de consolidação

indireta e menos complicações (RING, et al., 1997; ROZBRUCH, et al., 1998).

Com o intuito de melhorar estes dados, sugere-se a continuição dos estudos

com medidores da deformação (strain gauge) para a registrar as deformações nas

placas em ensaios de compressão axial como executados por Ellis, et al. (2001)

para avaliar o risco de falhar por concentração de tensões, que em hipótese,

estariam sujeitas as construções com menores comprimento de trabalho e com

espaço entre os fragmentos.

7 CONCLUSÂO

Por meio da comparação das construções nos ensaios mecânicos de flexão

em quatro pontos e compressão axial com carga de 600N, observou-se que, existe

uma proporcionalidade entre o comprimento da placa, tanto com a flexibilidade dos

fragmentos, quanto com a estabilidade da construção.

A maior mobilidade dos fragmentos ocorreu com as maiores placas,

comparada com as de menores comprimentos. Na comparação de modelos com a

mesma extensão da placa, a deflexão foi maior com os maiores comprimento de

trabalho. Na comparação entre os modelos com diferentes extensões de placa (10,

12 e 14) e semelhantes comprimentos de trabalho (parafuso ao lado da osteotomia),

a vantagem da extensão da placa para a deflexão não foi evidenciado. Os dados

sugerem que são as placas mais longas, com a disposição dos parafusos mais

distantes do centro, o arranjo que mais contribui para as fixações serem mais

flexíveis. O aumento do comprimento de trabalho com placas mais longas é um

recurso que corrobora os movimentos locais e, talvez, favoreça a consolidação.

Ocorreu menor variação do espaço e menor deformação interfragmentar na

compressão axial com as placas mais longas. A estimativa de que a deformação

com as placas de 10 e 14 orifícios foram menores que 20%, e tais valores são

considerados na literatura como favoráveis à consolidação, sugerem que, as placas

mais longas têm maior resistência sob a mesma carga que as placas mais curtas,

com menores deformações no espaço interfragmentar

A combinação de placas longas com maior comprimento de trabalho

mostraram-se as construções mais flexíveis e com maior resistência, entre os

modelos avaliados.

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104

Autorizo cópia total ou parcial desta

obra, apenas para fins de estudo e

pesquisa, sendo expressamente vedado

qualquer tipo de reprodução para fins

comerciais sem prévia autorização

específica do autor.

Jose Everaldo Domingues Ladeira

Taubaté, agosto de 2006

Ladeira, José Everaldo Domingues

Avaliação da deformação interfragmentar em osteossínteses de

fraturas com diferentes comprimentos de placas / José Everaldo

Domingues Ladeira. Taubaté: UNITAU. -- 2006.

104 f.: il.

Orientadora: Ana Paula Rosifini Alves

Dissertação (Mestrado) – Universidade de Taubaté, Departamento

de Engenharia Mecânica, 2006.

1. Osteossíntese 2. Fratura 3. Estabilidade Relativa 4. Placa

Ponte – Dissertação. I. Universidade de Taubaté, Departamento

de Engenharia Mecânica. II. Título

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