Estudo da força de tração utilizando parafuso excêntrico em Placa de Compressão Dinâmica Larga (DCP-L)

Resumos

OBJECTIVE: To comparatively evaluate traction force (F) determined with the use of the eccentric screw in large compression dynamic plates (DCP-L). METHODS: Three DCP-L plates were used, from four national manufacturers, all in austenitic stainless steel ASTM F 138, and instruments available in boxes of 4.5mm. The plates were attached to two specimens of synthetic polyethylene, and traction force was applied using a 4.5mm screw inserted into the eccentric hole, using instruments specific to each manufacturer. The results were obtained by a servo-hydraulic machine BME 2000 160/AT, Brasválvula. The implants were divided into groups. (Fab I, II, III, IV). The tests were stopped after reaching a pinch force of the load screw of 5 N. RESULTS: Group I had a mean peak force (F Max) of 80.58 N; Group II: F Max 81.63 N; Group III: F Max 36.32N; and Group IV: F Max 37.52N. Using Krukal-Wallis Analysis of Variance (ANOVA non-parametric), where p = 0.05, there was a significant difference in maximum strength between the groups (p = 0.039). CONCLUSION: Plates DCP-L of group II showed greater strength (N) with plate fixation using the eccentric screw. Level of Evidence: Level III, analytical study.

Fracture fixation, internal; Bone plates; Bone screws; Biomechanics

ARTIGO ORIGINAL

Estudo da força de tração utilizando parafuso excêntrico em Placa de Compressão Dinâmica Larga (DCP-L)

Paulo Leandro Souza Martins; Leocádio Soares Rebelo da Silva; Onilton Arnaud; Walter Rodrigo Daher; João Luiz de Barros Lima Almeida; Anderson Freitas

Serviço de Ortopedia e Traumatologia do Hospital Regional do Gama do Distrito Federal

^{Correspondência}

RESUMO

OBJETIVO: Avaliar comparativamente a força de tração (F) determinada com a utilização de parafuso excêntrico em placas do tipo compressão dinâmica larga (DCP-L).

MÉTODOS: Foram utilizadas três placas de tipo DCP-L de quatro fabricantes nacionais, todas em aço inoxidável austenítico ASTM F 138, e instrumentais disponíveis nas caixas de 4.5mm. As placas foram fixadas a dois corpos de prova sintéticos de polietileno e a força de tração foi obtida pela utilização de parafuso de 4.5mm, introduzido em furo excêntrico, realizado com instrumentais específicos de cada fabricante. Os resultados foram obtidos por uma máquina servo-hidráulica BME 2000 160/AT, Brasválvula. Os implantes foram divididos em grupos. (Fab. I, II, III, IV). Os testes foram interrompidos após atingir uma força de aperto do parafuso excêntrico de 5 N.

RESULTADOS: O grupo I apresentou média de Força máxima (F Max.) 80.58 N; grupo II: F Max. 81.63 N; Grupo III: F Max. 36.32N; Grupo IV: F Max. 37.52N. Utilizando a Análise de Variância de Krukal-Wallis (ANOVA não paramétrica), sendo p= 0,05 existe diferença significativa na força máxima entre os grupos (p = 0,039).

CONCLUSÃO: As placas DCP-L do grupo II apresentaram maior força (N) com fixação da placa utilizando parafuso excêntrico. Nível de Evidência: Nível III, estudo analítico.

Descritores: Fixação interna de fraturas/métodos. Placas ósseas. Parafusos ósseos. Biomecânica.

INTRODUÇÃO

O principal objetivo da fixação interna de uma fratura é alcançar, o mais precocemente possível, total função do membro e rápida reabilitação do paciente. Para isto é necessário realizar a estabilização da fratura, seja por técnica de estabilidade absoluta ou relativa.¹

No tratamento de fraturas objetiva-se reduzir a mobilidade no foco fraturário, podendo esta ser comprometida sob carga funcional e a única técnica que irá efetivamente abolir o movimento no foco de fratura é a compressão interfragmentar que propiciará estabilidade absoluta.²

Perren et al. em 1967, em busca de osteossínteses rígidas e estabilidade absoluta, desenvolveram uma nova placa de autocompressão: A Dynamic Compression Plate (DCP^®).^3,4 Esta denominação advém da sua capacidade de proporcionar compressão axial sem necessidade de um dispositivo tensor,ao exercer a compressão no foco da fratura através da inserção excêntrica do parafuso.⁵

A placa DCP–L possui no seu furo uma rampa inclinada em uma das extremidades.Quando a cabeça esférica do parafuso é comprimida contra essa superfície a placa se afasta e comprime o traço da fratura. Isto ocorre pelo uso do guia de perfuração excentrico.⁵

A interdigitação de fragmentos da fratura e a compressão reduzem o movimento interfragmentar para quase zero e permitem a remodelação óssea direta da fratura (consolidação óssea primária).⁶

Pela relevância do uso do princípio de estabilidade absoluta, foram realizadas análises de força de tração utilizando o parafuso excêntrico em placas DCP-L de 4.5mm de diferentes fabricantes nacionais, com objetivo de analisar comparativamente seus resultados.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizadas três placas do tipo DCP-L (Placa de Compressão Dinâmica – Larga) de quatro fabricantes nacionais com grande penetração comercial no mercado brasileiro, perfazendo um total de 12 placas para estudo.Todas possuiam dez furos e não estavam pretensionadas.De acordo com cada fabricante foram separadas em grupos designados como: Fab. I, II, III, IV. Todos os modelos foram fabricados com aço inoxidável austenítico ASTM F 138, como pode ser visto na Figura 1.

Foram utilizados corpos de prova de polietileno de 30 mm de diametro,para simular a diáfise óssea,separados entre si. As placas foram fixadas,em cada corpo de prova,com um parafuso cortical de 4,5mm.

O sistema foi fixado em uma máquina servo hidráulica modelo BME 2000 160/AT da marca Brasválvula e os valores do teste foram captados através de um transdutor de força (F) em newton (N), localizado na parte superior do sistema. (Figuras 2 e 3)

Uma das peças permaneceu fixa na base da máquina de ensaio e a outra fixa ao transdutor de força. (Figura 3) A fixação da placa foi feita com apenas um parafuso em cada corpo de prova, utilizando sempre o terceiro furo da placa. Os furos de fixação do corpo de prova foram feitos com eles já montados na máquina e com o auxilio de um guia e uma broca, ambos do próprio fabricante da placa ensaiada. O cilindro superior fixado ao transdutor recebeu um furo centrado,enquanto que o fixo a base foi furado de maneira excêntrica. Após ter fixado o parafuso cêntrico até total estabilização da placa ao corpo de prova, inseriu-se o segundo parafuso no furo excêntrico, tendo sido este feito com auxilio de fixação provisória utilizando um alicate de pressão (Figura 4), aplicando um torque de aperto de 5 N. A curva Força X Tempo foi capturada durante o aperto do parafuso excêntrico.

Os corpos de prova foram mantidos com uma certa distância entre si, para que se realizasse todo o deslizamento do parafuso na rampa da placa, sem que houvesse o choque entre eles, otimizando assim ao máximo a força realizada pela total utilização da rampa.

RESULTADO

O Grupo I apresentou média de Força máxima (F Max.) 80.58 N, Grupo II: F Max. 81.63 N, Grupo III: F Max. 36.32N, Grupo IV: F Max. 37.52N, como representado nas Tabelas 1, 2, 3 e 4. As curvas obtidas no ensaio são apresentadas nas Figuras 5, 6, 7 e 8.

Analisando estatisticamente segundo a ANOVA de Krukal-Wallis,⁷ existe diferença significativa na força máxima entre as fábricas (p = 0,039). Pelo teste de comparações múltiplas, onde p=0.05, identificou-se que as Fábricas I e II apresentaram Força Máxima significativamente maior que as Fábricas III e IV, conforme ilustram as Tabelas 5 e 6, não existindo diferença significativa entre as Fábricas I e II e nem entre as Fábricas III e IV.

DISCUSSÃO

A fixação com placa de compressão convencional usando técnicas de estabilidade absoluta, possui espaço para o tratamento operatório das fraturas desde o trabalho pioneiro de Danis e o grupo AO na metade do século XX.⁸

A fixação de fratura com estabilidade absoluta diminui a tensão no foco fraturário a ponto de permitir a consolidação direta, sem calo ósseo visível. No entanto, esta técnica compromete mais a vascularização óssea, quando comparada a outras formas de fixação. Com isso, a perícia do cirurgião em realizá-la pode ser de fundamental importância na boa evolução do tratamento.⁵

Através de estudos científicos verificou-se que a compressão no foco de fratura determina necrose óssea, porém não existe especificação em valores absolutos quando este fenômeno compromete o tratamento.⁹

Pelo princípio de fixação de fraturas com o uso de placas DCP, concebido pela fundação AO, cada parafuso excêntrico provoca deslocamento de 1 mm no fragmento a ele fixado, determinando, assim, um valor de compressão,⁶ que diminuirá ao longo de cinco a nove semanas.^5,10,11

Durante análise macroscópica dos implantes e instrumental utilizados neste estudo, não observamos alterações na morfologia (tamanho, espessura, diâmetro do orifício e inclinação da rampa) das placas, mas os guias excêntricos apresentaram-se com muitas diferenças neste aspecto. Assim os furos eram feitos (dependendo do fabricante) ora mais, ora menos excêntricos, fato este diretamente relacionado à força de tração obtida nos resultados, demonstranndo a falta de padronização na fabricação de implantes e instrumentais ortopédicos pelas fábricas brasileiras,¹² o que pode comprometer a boa evolução do tratamento.

CONCLUSÃO

O grupo da FAB. II determinou maior força de tração com o uso do parafuso excêntrico.

Falta em nossa literatura estudos clinicos para determinação de força de compressão ideal na técnica de estabilidade absoluta com uso de placa DCP.

A ausencia de padronização, por parte dos fabricantes brasileiros,na produção de instrumentais utilizados em caixas de 4.5mm,determinam uma diferença nos valores de compressão no foco fraturário.

Artigo recebido em 06/03/10, aprovado em 20/11/10.

Trabalho realizado no Serviço de Ortopedia e Traumatologia do Hospital Regional do Gama do Distrito Federal, Brasília - Brasil.

Todos os autores declaram não haver nenhum potencial conflito de interesses referente a este artigo.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  11 Ago 2011
• Data do Fascículo
  2011

Histórico

• Aceito
  20 Nov 2010
• Recebido
  06 Mar 2010