Biomecânica da artroplastia metacarpo-falângica com implante de silicone

Abstract

O objetivo principal deste trabalho consistiu em avaliar as principais alterações biomecânicas da articulação metacarpo-falângica entre o estado nativo e o estado implantado com implante de silicone. Numa primeira etapa, procedeu-se à análise da anatomia e biomecânica da articulação, assim como das sua patologias e tratamentos. Desenvolveram-se modelos de elementos finitos representativos da articulação no seu estado nativo e implantado no movimento de flexão-extensão. Foram analisadas as deformações principais no osso cortical e esponjoso, as tensões de von Mises no implante e os micromovimentos entre as superfícies ósseas e o implante durante o movimento de flexão-extensão da articulação. Os resultados evidenciaram alterações importantes ao nível das deformações no osso esponjoso entre o estado nativo e implantado. Identificaram-se regiões com níveis de deformação várias vezes superiores ao do estado nativo, expondo a estrutura óssea a um possível risco de falência a termo por efeito de sobrecarga cíclica. Em oposição, foram igualmente identificadas regiões com uma diminuição relevante das deformações, relativamente ao estado nativo, expondo a estrutura óssea a um efeito de stress-shielding e potencializando, nestas regiões, a perda de densidade óssea a termo. Da análise aos micromovimentos entre as superfícies ósseas e a superfície do implante, identificou-se que, na amplitude máxima de flexão, ocorre um deslocamento cíclico excessivo, potencializando o risco de surgimento de tecido fibroso nesta interface e comprometendo, desta forma, a estabilidade do implante na cavidade óssea. Em conclusão, e com base nos resultados obtidos, após a artroplastia metacarpo-falângica com implante de silicone, o paciente deve limitar a amplitude de flexão da articulação, bem como reduzir as cargas sobre esta, de modo a limitar os potenciais riscos identificados neste estudo, que devem ser tidos em consideração aquando da sua opção clínica.

The main objective of this work was to evaluate the main biomechanical changes of the metacarpal-phalangeal joint between the native state and the implanted state with a silicone implant. In a first step, the anatomy and biomechanics of the joint were analyzed, as well as their pathologies and treatments. Finite element models representative of the joint were developed in their native state and implanted in the flexion-extension movement. The principal strains in the cortical and cancellous bone, the von Mises stresses in the implant and the micro movements between the bone surfaces and the implant during the flexion-extension movement of the joint were analyzed. The results showed important changes in the strains in the cancellous bone between the native and implanted state. Regions with deformation levels several times higher than the native state were identified, exposing the bone structure to a possible risk of term failure due to the effect of cyclic overload, in contrast, regions with a relevant decrease in strains were also identified, in relation to the state native, exposing the bone structure to a stress-shielding effect and potentiating the loss of bone density at term in these regions. From the analysis of the micro movements between the bone surfaces and the implant surface, it was identified that in the maximum flexion amplitude an excessive cyclic displacement occurs, increasing the risk of the appearance of fibrous tissue at this interface, thus compromising the stability of the implant in the cavity. bone. In conclusion, and based on the results obtained, after the metacarpal-phalangeal arthroplasty with silicone implant, the patient must limit the range of flexion of the joint, as well as reduce the loads on it, in order to limit the potential risks identified in this study, these risks must be taken into account when choosing your clinic option.