Avaliação Experimental de um Sistema Integrado de Fixação Óssea

Abstract

Após a ocorrência de uma fratura óssea, a principal preocupação médica consiste na aplicação de um sistema de fixação, para que o osso seja estabilizado e cicatrize uniformemente. Os sistemas de fixação têm vindo a ser desenvolvidos e melhorados no último século. A possibilidade de estes obterem diferentes configurações permite a sua utilização em quase todo o tipo de fraturas e pacientes, desde situações de trauma ao alongamento ósseo. Em situações de consolidação da fratura óssea em pacientes com atividade física normal, o processo de formação do calo ósseo, e consequente recuperação da fratura é simples e relativamente rápido. Contudo, em pacientes com fraca mobilidade, este processo pode ser demasiado longo. No caso particular de pacientes com problemas congénitos, como no caso do nanismo, os fixadores externos permitem o alongamento ósseo, de membros longos, obtido pela formação sucessiva de calo ósseo, que vai consolidando. Também nestas situações o processo de recuperação é longo. De facto, o tempo necessário para a formação do calo ósseo, e consequente recuperação do paciente, está diretamente relacionado com a estimulação no foco da fratura, que no caso de pacientes normais é introduzida pelo simples caminhar. O enquadramento deste trabalho insere-se no estudo e desenvolvimento de sistemas mecânicos que permitam introduzir, de forma controlada, micro movimentos no foco da fratura, permitindo a aceleração na formação do calo ósseo permitindo um processo de recuperação mais rápida do paciente. Assim, este trabalho estuda a possibilidade de acoplar um elemento estrutural de rigidez variável e ajustável num sistema de fixação externa habitualmente usada em situações de estabilização, alongamento e formação óssea. Desenvolve-se uma montagem experimental que inclui uma tíbia simplificada e um fixador externo comercial, onde são acopladas molas. Analisa-se experimentalmente a relação existente entre a constante de rigidez do elemento mola acoplado ao fixador e o deslocamento que este permite introduzir no foco da fratura. Os resultados obtidos são apresentados e discutidos.

After the occurrence of a fracture, the major medical concern is the application of a fixation system so that the bone can be stabilized and heal evenly. Several fixing systems have been developed and improved in the last century. The possibility to obtain these different configurations allows their use in almost all types of fractures and patients, from trauma situations to bone lengthening. In consolidation situations of bone fracture in patients with normal activity, the process of bone callus formation, and subsequent recovery of the fracture is simple and relatively quick. However, in patients with poor mobility, this process may be too long. In the particular case of patients with congenital problems, like in dwarfism, external fixators allows bone lengthening, of long members, obtained by the successive formation of bone callus, which is consolidated. Also in these situations, the recovery process is long. In fact, the time required for the formation of bone callus, and subsequent recovery of the patient is directly associated with stimulation at the fracture, in the case of normal patients, is introduced by walking. The framework of this work is part of the study and development of mechanical systems for introducing, in a controlled manner, micro-movements in the fracture, allowing the acceleration, the formation of bone callus and the acceleration in the patient's recovery process. This work study the possibility of engaging a structural element of variable and adjustable stiffness in an external fixation system usually in stabilizing situations, lengthening and bone formation. It develops an experimental setup that includes a streamlined tibia and a commercial external fixator, which springs are coupled. Analyzes experimentally the relationship between the stiffness constant of the spring element coupled to the fastener and the displacement that this allows you to enter in the fracture. The results are presented and discussed.