Análise dimensional de diferentes acetábulos usados na artroplastia total do quadril^☆

Resumos

Objetivo:

O presente estudo faz uma análise dimensional dos diferentes acetábulos cimentados e não cimentados, nacionais e importados, disponíveis no mercado nacional para artroplastia total do quadril.

Métodos:

Foram considerados os acetábulos de 50mm, destinados às cabeças femorais de 28 mm. As análises dimensionais foram feitas em um equipamento tridimensional robótico de medição por coordenadas. Avaliou-se a menor espessura do polietileno e suas medidas externas (diâmetro do espaço para a cabeça femoral e diâmetro máximo do acetábulo).

Resultados:

A espessura mínima do polietileno foi garantida em todos os componentes testados. A espessura dos acetábulos cimentados variou de 19,185 mm a 25,358 mm, enquanto a espessura dos acetábulos não cimentados variou de 12,451 mm a 19,232 mm A espessura foi em média 27,96% menor nos acetábulos não cimentados. Em relação à cavidade acetabular do polietileno que recebe a cabeça femoral, todos os diâmetros internos apresentaram pelo menos 28 mm. Em relação ao diâmetro externo máximo do polietileno, apenas um acetábulo cimentado atingiu os 50 mm de diâmetro.

Conclusões:

Observaram-se grandes diferenças nas medidas entre as marcas e os modelos analisados. Os acetábulos não cimentados têm uma espessura menor. Os diâmetros dos acetábulos não cimentados também foram menores do que os cimentados, à custa de sua necessidade de inserção no metal-back.

Artroplastia de quadril; Acetábulo ; Polietileno

Objective:

This paper performs a dimensional analysis of different total hip arthroplasty polyethylenes, cemented and non-cemented, Brazilian made and imported.

Methods:

It was considered acetabular components with 50 mm for the 28 mm femoral heads. Dimensional analysis was performed on a 3D coordinate Carl-Zeiss robotic device. Polyethylene thickness and its external measurements (maximum diameter and diameter for the femoral head) were measured.

Results:

The minimum thickness of the polyethylene was guaranteed on all tested components. The thickness of cemented acetabular varied from 19.185 mm to 25.358 mm, while the thickness of the non-cemented acetabular varied from 12.451 mm to 19.232 mm. The thickness was 27.96% lower in non-cemented acetabular components. With respect to the polyethylene acetabular cavity that receives the femoral head, all internal diameters exhibit at least 28 mm. In relation to the maximum outer diameter of the polyethylene, only one cemented acetabular component reached 50 mm in diameter.

Conclusions:

There are large differences in measurements between brands and models analyzed. Cementless acetabular components have the smaller thickness. The diameters of non-cemented acetabular were also lower than those cemented at the expense of their need to insert into the metal-back.

Arthroplasty; replacement; hip Acetabulum Polyethylene

Introdução

A cirurgia do quadril continua a enfrentar desafios constantes pelo aumento do volume de pacientes e dos custos e pelas controvérsias a respeito da confiabilidade e do desempenho dos implantes.^{1 , 2} A artroplastia total do quadril tem sido indicada cada vez mais em pacientes mais jovens e ativos. Os resultados da artroplastia do quadril mostraram-se excelentes em pacientes mais idosos. Entretanto, em pacientes mais jovens (< 40 anos), as taxas de falha encontram-se entre 21% a 28% em cinco anos.^{3 - 7} A combinação clássica de metal articulado com polietileno de ultra-alto peso molecular continua sendo a mais amplamente usada¹ e continuará sendo ainda por muitos anos com o advento do polietileno crosslinked.

A superfície metal-polietileno é barata, permite a imediata descarga de peso e os cirurgiões têm ampla experiência com o método e o acetábulo atual. Como desvantagens, o cimento envelhece e se desintegra sucessivamente. Schulte et al.,⁸ Keener et al.,⁹ Callaghan et al.¹⁰ e Buckwalter et al.¹¹ apresentam de 69% a 90% de bons resultados com a prótese de Charnley em 20 a 30 anos de seguimento. Wroblewski et al.¹² reportam um período ainda maior de seguimento (30 a 40 anos) da prótese de Charnley com 90% de bons resultados.

O desgaste do polietileno é o maior obstáculo na longevidade das próteses. Pacientes jovens e ativos, principalmente abaixo de 55 anos, do sexo masculino são os que apresentam maior risco para o desgaste acelerado.¹ A espessura do polietileno tem sido reportada como sendo um dos fatores que causam seu desgaste. Conforme Bartel et al.,¹³ os estresses são aumentados no polietileno se sua espessura for menor do que 5 mm, o que leva a um risco inaceitável de desgaste prematuro. Portanto, essa espessura crítica deve ser prevista para evitar desgastes intensos e, por isso, um dimensionamento preciso deve ser feito no momento da fabricação dos implantes. O objetivo do presente estudo é fazer uma análise dimensional de diferentes acetábulos de 50 mm de próteses cimentadas e não cimentadas, nacionais e importados.

Materiais e métodos

A presente pesquisa faz uma avaliação dimensional de acetábulos encontrados no mercado nacional e envolve 11 componentes nacionais e importados, das mais diversas marcas e dos mais diversos modelos (cimentados e não cimentados), denominados a partir de então por seus fabricantes como A, B, C etc., por questões éticas e legais. Consideraramse para padronizar a pesquisa apenas os acetábulos de 50 mm edestinadosàscabeças femorais de28mm.

Todos os acetábulos foram mensurados no Laboratório de Metalurgia Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Lamef/UFRGS), credenciado pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) e que faz as análises para a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa). As análises dimensionais foram feitas em um equipamento tridimensional robótico de medição por coordenadas marca Carl-Zeiss modelo Vista (fig. 1). A menor espessura do polietileno de cada peça foi medida por essa forma. Nesse caso, devemos lembrar que os polietilenos apresentam sulcos e flanges, o que não representa sua real medida de espessura, e por isso a necessidade de um sistema 3D para localizar o ponto de menor espessura. Cada acetábulo foi analisado individualmente. As medidas externas obtidas (diâmetro do espaçopara a cabeça femoral emáximodoacetábulo como um todo) foram posteriormente comparadas com as medidas feitas por paquímetros de precisão, com média de três medições.

Figura 1
Equipamento Carl-Zeiss usado para fazer as medidas, (a) em vista geral e (b) focalizado.

Resultados

A tabela 1 apresenta os resultados obtidos para os diferentes fabricantes em relação aos componentes cimentados e não cimentados. A espessura mínima do polietileno foi garantida em todos os componentes testados. Entretanto, quando se consideram os diferentes acetábulos, observam-se grandes variações. A espessura do acetábulo cimentado nacional variou de 19,185 mm a 25,358 mm (média de 22,593 mm), enquanto a do importado variou de 21,058 mm a 23,143 mm (média de 22,053 mm). A espessura do acetábulo não cimentado nacional variou de 15,444 mm a 19,232 mm (média de 17,338 mm), enquanto a do não cimentado importado variou de 12,451 mm a 18,929 mm (média de 15,245 mm). Considerando-se todos os acetábulos, a espessura média dos acetábulos cimentados foi de 22,323 mm, enquanto a dos não cimentados foi de 16,082 mm. Portanto, a espessura foi em média 27,96% menor nos acetábulos não cimentados.

Tabela 1
Medidas dos diferentes acetábulos

	Espessura (mm)	Diâmetro interno (mm)	Diâmetro externo (mm)
Acetábulos cimentados nacionais
A	23.236	28.1899	50.0321
A	19.185	28.2313	49.6687
B	25.358	28.2668	49.8918
Média	22.593	28.2293	49.8642
Desvio	3.1363	0.0385	0.1833
Acetábulos não cimentados nacionais
A	19.232	28.1200	45.3300
C	15.444	28.2836	47.9197
Média	17.338	28.2018	46.62485
Desvio	2.6785	0.1157	1.8312
Acetábulos cimentados importados
D	21.959	28.1114	49.5826
E	23.143	28.2846	49.7334
F	21.058	28.4393	47.7133
Média	22.053	28.278	49.010
Desvio	1.0457	0.1640	1.1253
Acetábulos não cimentados importados
D	14.356	28.1689	43.1000
E	18.929	28.1775	45.7739
F	12.451	28.0620	45.9389
Média	15.245	28.136	44.938
Desvio	3.3293	0.0643	1.5935

Em relação à cavidade acetabular do polietileno que recebe a cabeça femoral, todos os diâmetros internos apresentam pelo menos 28 mm. A cavidade mais justa foi a de uma prótese importada não cimentada (28,062 mm), enquanto a de maior folga foi a de um acetábulo cimentado importado (28,439 mm).

Em relação ao diâmetro externo máximo do polietileno, apenas um acetábulo nacional cimentado atingiu os 50 mm de diâmetro (50,032 mm) e foram encontrados até 43,100 mm no menor diâmetro em uma prótese não cimentada importada. O diâmetro do acetábulo cimentado nacional variou de 49,668 mm a 50,032 mm (média de 49,864 mm), enquanto o acetábulo cimentado importado variou de 47,713 mm a 49,733 mm (média de 49,010 mm). O diâmetro do acetábulo não cimentado nacional variou de 45,330 mm a 47,919 mm (média de 46,624 mm), enquanto no acetábulo não cimentado importado o diâmetro variou de 43,100 a 45,938 mm (média de 44,938 mm).

Discussão

Huo et al.² relatam que as taxas de desgaste de polietilenos crosslinked encontradas para cabeças 28mme 32mmnão diferem e que esse fato é importante porque cabeças maiores têm sido usadas para melhorar o desempenho clínico dos implantes e reduzir o risco de luxação. Apesar de haver diferenças nítidas no dimensionamento das peças, temos de levar em conta que nem todos os polietilenos são fabricados com crosslink e que, mesmo que fossem, diferentes graus de radiação podem introduzir diferentes resistências. Entretanto, esse fato não foi avaliado no presente trabalho. A intenção era avaliar suas características dimensionais, como forma de se considerar a compatibilidade desses elementos.

Bartel et al.¹³ mostraram que uma espessura mínima de 5 mm é necessária para evitar desgastes excessivos. Tentamos avaliar esse fator na presente pesquisa e todos os acetábulos foram medidos acima desse valor. Charnley, espessura. Resultados similares foram observados na presente nos seus primeiros trabalhos, concluiu que o desgaste do pesquisa, mas para os acetábulos. acetábulo convencional é de 0,1 mm/ano. Glyn-Jones et al.¹⁴ No caso de componentes não cimentados, trabalhos futuanalisaram o desgaste do polietileno em 54 próteses totais e ros devem considerar o acetábulo na cúpula metálica no observaram que o polietileno crosslink gastou 0,06 mm/ano momento de se medirem os maiores diâmetros. O fato é que e acharam o mesmo valor encontrado por Charnley para o as espessuras desses polietilenos são inferiores às dos compoacetábulo convencional. McCalden et al.¹⁵ observaram valonentes cimentados, o que pode explicar a maior osteólise nas res ainda menores em um estudo prospectivo randomizado artroplastias não cimentadas. Mall et al.³¹ analisaram polietipara polietilenos convencionais e crosslink, 0,05 mm/ano e leno crosslink e polietileno convencional e, após seguimento de 0,003 mm/ano, respectivamente. Resultados semelhantes cinco anos, encontraram osteólise em apenas 2% no primeiro foram vistos por Thomas et al.,¹⁶ 0,005 mm/ano para o polietitipo e 24% no segundo. leno crosslink e 0,037 para o convencional. Woolson e Murphy¹⁷ Lembramos que não estamos discutindo neste trabae Gaffey et al.¹⁸ avaliaram pacientes com próteses do tipo lho a qualidade dos implantes, fato que pode justificar a Harris-Galante e observaram desgaste de 0,14 a 0,15 mm/ano. menor espessura em geral nos componentes importados Stilling et al.,¹⁹ Kampa et al.,²⁰ Mutimer et al.,²¹ Datir e (polietilenos de melhor qualidade?; apenas por economia no Angus,²² e Emms et al.²³ avaliaram próteses não cimentadas processo de fabricação?). Entretanto, os espaços destinados e concluíram que o desgaste do polietileno variou de 0,12 a para articulação das cabeças femorais parece apresentar uma 0,28 mm/ano. Witte et al.24 avaliaram a prótese de Spotorno maior padronização, com menores discrepâncias, ainda que e observaram 0,31 mm/ano. Mais recentemente, Kurtz et al.25 incompatíveis entre as marcas e modelos. fizeram uma revisão sistemática da literatura e concluíram que o polietileno crosslink apresenta um desgaste médio de 0,042 mm/ano e o convencional 0,137 mm/ano. Caton e Conclusão Prudhon26 revisaram recentemente a prótese de Charnley em um longo seguimento e concluíram o que o próprio Charnley A análise dimensional dos acetábulos disponíveis no merjá havia demonstrado, um desgaste médio de 0,1 mm/ano. cado brasileiro aponta grandes diferenças entre marcas e Clement et al.,²⁷ após extensa revisão da literatura, conmodelos. As medidas de um acetábulo de 50 mm foram raras cluíram que não existem evidências na literatura de que o vezes encontradas, tanto em polietilenos cimentados como acetábulo não cimentado apresente melhores resultados do em não cimentados, nacionais ou importados. Os acetábulos que o cimentado. Ao analisar todas as idades e indicações, não cimentados têm espessura menor, em torno de 27,96%. concluíram que o acetábulo cimentado continua sendo o O diâmetro do acetábulo não cimentado também foi menor gold-standart. Em relação a novos materiais, Gottliebsen do que o dos cimentados, mas à custa de sua necessidade de et al.28 analisaram artroplastias não cimentadas com e sem inserção no metal-back. hidroxiapatita e concluíram que a hidroxiapatita gastou mais, Novas pesquisas são necessárias para averiguar todas as 0,18 mm/ano, contra 0,12 mm/ano. Dahl et al.²⁹ compararam marcas, todos os tamanhos e modelos e ainda se há diferenças próteses cimentadas com cabeça cerâmica e com cromoentre lotes de uma mesma empresa. Não foi analisada a quacobalto e observaram que a primeira gastou 0,05 mm/ano e lidade dos implantes na presente pesquisa ou seu nível de a segunda 0,1 mm/ano. Os polietilenos não cimentados, porcrosslink. tanto, apresentam maior desgaste, fato esse que pode estar relacionado à sua menor espessura, observada na presente Conflitos de interesse pesquisa.

No caso de componentes não cimentados, trabalhos futuros devem considerar o acetábulo na cúpula metálica no momento de se medirem os maiores diâmetros. O fato é que as espessuras desses polietilenos são inferiores às dos componentes cimentados, o que pode explicar a maior osteólise nas artroplastias não cimentadas. Mall et al.³¹ analisaram polietileno crosslink e polietileno convencional e, após seguimento de cinco anos, encontraram osteólise em apenas 2% no primeiro tipo e 24% no segundo.

Lembramos que não estamos discutindo neste trabalho a qualidade dos implantes, fato que pode justificar a menor espessura em geral nos componentes importados (polietilenos de melhor qualidade?; apenas por economia no processo de fabricação?). Entretanto, os espaços destinados para articulação das cabeças femorais parece apresentar uma maior padronização, com menores discrepâncias, ainda que incompatíveis entre as marcas e modelos.

Conclusão

A análise dimensional dos acetábulos disponíveis no mercado brasileiro aponta grandes diferenças entre marcas e modelos. As medidas de um acetábulo de 50mm foram raras vezes encontradas, tanto em polietilenos cimentados como em não cimentados, nacionais ou importados. Os acetábulos não cimentados têm espessura menor, em torno de 27,96%. O diâmetro do acetábulo não cimentado também foi menor do que o dos cimentados, mas à custa de sua necessidade de inserção no metal-back. Novas pesquisas são necessárias para averiguar todas as marcas, todos os tamanhos e modelos e ainda se há diferenças entre lotes de uma mesma empresa. Não foi analisada a qualidade dos implantes na presente pesquisa ou seu nível de crosslink.

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• ☆
  Trabalho realizado no Complexo Hospitalar Santa Casa de Porto Alegre e no Laboratório de Metalurgia Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Nov-Dec 2013

Histórico

• Recebido
  09 Ago 2012
• Aceito
  03 Out 2012