Estudo do comportamento biomecânico dos autoenxertos na reparação da cartilagem do joelho

Abstract

As lesões da cartilagem articular do joelho são cada vez mais comuns. Diversos estudos clínicos relatam que 60% a 66% dos joelhos submetidos à artroscopia devido a sintomas, apresentam defeitos articulares e 19% a 20% evidenciam defeitos condrais ou osteocondrais focais. O normal funcionamento da articulação do joelho, depende da presença da cartilagem articular intacta. A sua suscetibilidade a diversos tipos de lesões, pode comprometer significativamente a função do joelho e consequentemente a qualidade de vida do paciente. Deste modo, com o presente trabalho, pretendeu-se desenvolver um estudo biomecânico pormenorizado, sobre a técnica da mosaicoplastia do joelho, com o objetivo de melhorar o procedimento cirúrgico, determinando a sensibilidade de certos parâmetros cirúrgicos e as condições mecânicas ideais para a sobrevivência e integração do enxerto. Para o estudo, procedeu-se à construção de modelos de elementos finitos do joelho, que simularam condições de carga semelhantes ao ciclo de marcha, com enxertos osteocondrais implantados no côndilo medial do fémur. Parâmetros como, a interferência diametral, o diâmetro dos enxertos, o número de enxertos, o contacto proximal do enxerto e o desvio na altura do enxerto, foram então numericamente simulados, sob as condições mecânicas mencionadas. A análise dos efeitos apresentados, centrou-se nos valores de deformações, dos tecidos constituintes dos enxertos e das estruturas adjacentes aos furos recetores. Os resultados obtidos evidenciam que, apesar do aumento da interferência diametral, do encaixe enxerto-furo, aumentar a estabilidade, também aumenta o risco de dano provocado às estruturas do enxerto e adjacentes ao furo. A implantação de enxertos com apoio proximal, aumenta a possibilidade de dano, no osso esponjoso do enxerto. A utilização de enxertos com diâmetros menores, aumenta o risco de fratura/ dano às estruturas ósseas do enxerto. A colocação de enxertos com desvios positivos da superfície superior do enxerto, relativamente à cartilagem adjacente, evidenciou níveis de deformação, que podem comprometer a cartilagem do enxerto. O aumento do número de enxertos cria, um aumento da possibilidade de fratura/microdano, causada no local entre os furos recetores, derivado à diminuição das distâncias entre enxertos. Além disso, de acordo com os resultados do estudo, o aumento do número de enxertos, nem sempre proporcionou melhores resultados.

Injuries to the articular cartilage of the knee are becoming increasingly common. Several clinical studies report that 60% to 66% of knees that are submitted to arthroscopy due to symptoms, have articular defects and 19% to 20% show focal chondral or osteochondral defects. The normal functioning of the knee articulation, depends on the presence of intact articular cartilage. Their susceptibility to various types of injuries can significantly compromise the function of the knee and consequently the quality of life of the patient. Thus, this study aimed to develop a detailed biomechanical study of the knee mosaicplasty technique, with a view to improving the surgical procedure by determining the sensitivity of certain surgical parameters and the ideal mechanical conditions for graft survival and integration. For the study, finite element models of the knee were constructed, simulating loading conditions similar to the walking cycle, with osteochondral grafts implanted in the medial condyle of the femur. Parameters such as diametrical interference, graft diameter, number of grafts, proximal graft contact and graft height deviation were then numerically simulated under the mechanical conditions mentioned. The analysis of the effects presented, focused on the values of deformation, of the graft constituent tissues and of the structures adjacent to the recipient holes. The results obtained show that, despite the fact that increasing the diametrical interference of the graft-hole fit increases stability, it also increases the risk of damage caused to the graft structures and those which are adjacent to the holeThe implantation of grafts with proximal support, increases the possibility of damage, in the cancellous bone of the graft. The use of grafts with smaller diameters increases the risk of fracture/damage to the graft bone structures. The placement of grafts with positive deviations of the superior surface of the graft, in relation to the adjacent cartilage, showed levels of deformation, which may compromise the cartilage of the graft. The increase of the number of grafts, creates an increased possibility of fracture/microdamage, caused at the site between the receptor holes, derived from the decrease of the distances between grafts. Also, according to the results of the study, increasing the number of grafts did not always provide better results.