Desempenho biomecânico de uma nova luz

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 9339 (2023) Citar este artigo

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As fraturas ósseas traumáticas são frequentemente lesões debilitantes que podem exigir fixação cirúrgica para garantir uma cura suficiente. Atualmente, os materiais de osteossíntese mais utilizados são os metálicos; entretanto, em certos casos, como fraturas osteoporóticas cominutivas complexas, podem não fornecer a melhor solução devido à sua natureza rígida e não personalizável. Em particular nas fraturas da falange, foi demonstrado que as placas metálicas induzem rigidez articular e aderências de tecidos moles. Um novo método de osteossíntese utilizando um compósito polimérico fotopolimerizável foi desenvolvido. Este método demonstrou ser uma solução versátil que pode ser moldada por cirurgiões in situ e demonstrou não induzir aderências nos tecidos moles. Neste estudo, o desempenho biomecânico do AdhFix foi comparado ao de placas metálicas convencionais. As osteossínteses foram testadas em sete grupos diferentes com modalidades de carga variadas (flexão e torção), tamanho do intervalo da osteotomia e tipo e tamanho de fixação em um modelo de falange de ovelha. AdhFix demonstrou rigidez estatisticamente maior em torção (64,64 ± 9,27 e 114,08 ± 20,98 Nmm/° vs. 33,88 ± 3,10 Nmm/°) e em fraturas reduzidas em flexão (13,70 ± 2,75 Nm/mm vs. 8,69 ± 1,16 Nmm/°), enquanto as placas metálicas foram mais rígidas nas fraturas não reduzidas (7,44 ± 1,75 Nm/mm vs. 2,70 ± 0,72 Nmm/°). As placas metálicas resistiram a torques de torção equivalentes ou significativamente maiores (534,28 ± 25,74 Nmm vs. 614,10 ± 118,44 e 414,82 ± 70,98 Nmm) e momentos fletores significativamente maiores (19,51 ± 2,24 e 22,72 ± 2,68 Nm vs. 5,38 ± 0,73 e 1,22 ± 0 0,30 Nm). Este estudo ilustrou que a plataforma AdhFix é uma solução viável e personalizável, comparável às propriedades mecânicas das placas metálicas tradicionais dentro da faixa de valores de carga fisiológica relatados na literatura.

As fraturas ósseas traumáticas são frequentemente lesões debilitantes que requerem fixação cirúrgica para uma cicatrização ideal. Espera-se que a frequência e o peso económico destas lesões aumentem devido a uma população cada vez mais idosa e mais osteoporótica1. Hoje, os implantes metálicos tradicionais são considerados o material clínico de osteossíntese padrão-ouro no tratamento cirúrgico da maioria das fraturas ósseas traumáticas2. Em muitos casos, foi demonstrado que os implantes à base de metal proporcionam excelente estabilidade biomecânica e potencial de cura3,4. No entanto, em alguns casos clínicos, os materiais à base de metal são uma solução inflexível, sem a versatilidade necessária para diversas morfologias de fratura. Além disso, foi demonstrado que o revestimento metálico tradicional induz frequentemente efeitos colaterais e complicações, como rigidez, não união, proeminência de hardware e ruptura de tendão5. Isto é especialmente verdadeiro para fraturas tubulares na mão e no antebraço, que são algumas das lesões esqueléticas mais comuns4,6,7,8, exigindo mobilização precoce para consolidação óssea suficiente9. Embora fraturas simples na mão possam ser tratadas de forma não cirúrgica com gesso externo ou tala, o tratamento cirúrgico é frequentemente necessário para fraturas instáveis ​​ou deslocadas4,10,11.

Um novo método de osteossíntese, AdhFix, está em desenvolvimento para acomodar estas insuficiências clínicas. AdhFix utiliza um compósito polimérico fotopolimerizável para fornecer soluções de fixação altamente personalizáveis12,13,14,15. O método envolve a inserção de parafusos metálicos nos fragmentos ósseos, seguido pela construção in situ de uma placa de compósito polimérico na configuração desejada. O compósito biocompatível é formado por monômeros trifuncionais de alil e tiol traizina-triona e alta concentração de hidroxiapatita13. Ele é moldado in situ e rapidamente curado em um material rígido por meio da química de acoplamento de tioleno induzida por luz visível de alta energia (HEV), proporcionando aos cirurgiões uma solução de fixação altamente personalizável como alternativa ao revestimento metálico. Além de sua personalização, o compósito utilizado no AdhFix demonstrou não apresentar aderências nos tecidos moles após 12 meses em um modelo de rato in vivo13.