Análise biomecânica analisando a associação entre a densidade mineral óssea e a migração do parafuso lag

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 747 (2023) Citar este artigo

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Uma haste femoral proximal usando uma lâmina helicoidal (HB) é comumente utilizada para tratar a fratura proximal do fêmur, mas cortar a falha dos parafusos lag é uma das complicações devastadoras após a cirurgia. Embora controverso, um dos fatores de risco potenciais para falha de corte é a baixa resistência óssea, que pode ser prevista pela medição da densidade mineral óssea (DMO). Neste estudo, realizamos um teste biomecânico na cabeça femoral fraturada para validar se a DMO medida indiretamente do quadril contralateral ou medida diretamente da cabeça femoral recuperada pode elucidar a resistência estrutural da cabeça femoral fraturada e, assim, pode ser usada para prever a migração de parafusos lag. Nosso resultado mostrou que a DMO medida diretamente tem uma correlação significativa com a migração de HB na cabeça femoral osteoporótica. No entanto, embora as DMOs medidas a partir do colo femoral contralateral ou quadril total sejam o parâmetro mais amplamente utilizado para prever a resistência óssea do fêmur fraturado, isso pode ter usabilidade limitada para prever a migração de HB.

A fratura proximal do fêmur é uma das consequências mais comuns e devastadoras da osteoporose1,2. Estima-se que 1,7 milhões de fraturas osteoporóticas proximais do fêmur ocorram anualmente no mundo, com taxas de mortalidade variando de 22 a 29%3,4. Para seu tratamento, as hastes femorais proximais são comumente aceitas como implante de escolha. Embora a cirurgia seja bem-sucedida, a falha dos parafusos interfragmentários é uma das complicações mais graves. O mecanismo típico de falha ocorre quando o parafuso interfragmentário penetra ou corta a cabeça femoral; isso é denominado "cut through" ou "cut out" dependendo do tipo de parafuso interfragmentário usado e da direção de como ocorre a penetração5,6,7,8.

Algumas hipóteses têm sido sugeridas para explicar por que tal fenômeno ocorre e para prevenir tal falha. Embora controverso, um dos potenciais fatores de risco é a baixa resistência óssea9,10. Como o osso osteoporótico pode carecer de resistência mecânica, a estrutura óssea da cabeça femoral pode não fornecer suporte suficiente, levando à migração do parafuso interfragmentário, o que pode resultar na penetração da cabeça femoral. Como a resistência óssea é difícil de medir in vivo, a densidade mineral óssea (DMO) é comumente usada para quantificar e prever a resistência do osso osteoporótico11. Nos casos de fêmur proximal fraturado, as medições são fornecidas indiretamente do quadril contralateral ou da coluna vertebral. No entanto, há uma escassez de literatura sobre se a DMO medida indiretamente dessas regiões pode refletir com precisão a resistência mecânica da cabeça femoral fraturada. Da mesma forma, não está claro se podemos prever a migração excessiva de parafusos tipo lâmina helicoidal (HB) a partir dessas informações.

Portanto, neste estudo, realizamos um teste biomecânico na cabeça femoral osteoporótica para validar se a DMO medida indiretamente do contralateral ou medida diretamente da cabeça femoral recuperada pode elucidar a resistência estrutural da cabeça femoral fraturada e, assim, pode ser usada para prever a migração de parafusos lag. Mais especificamente, o presente estudo visa avaliar (1) se a DMO do fêmur fraturado se correlaciona com a resistência à migração do HB na cabeça femoral fraturada e (2) se a DMO do quadril contralateral pode ser usada para prever Migração HB.

O protocolo experimental deste estudo foi aprovado por nosso conselho de revisão institucional antes da realização do experimento (CHOSUN # 2020-03-010-0001). Todos os métodos foram realizados de acordo com as diretrizes e regulamentos relevantes e o consentimento informado foi obtido dos pacientes ou de seus responsáveis ​​legais antes da remoção da cabeça femoral. A cabeça do fêmur foi retirada de pacientes do sexo feminino submetidas à artroplastia de quadril por fratura do colo do fêmur entre março de 2018 e junho de 2021. As pacientes tiveram a opção de artroplastia ou fixação primária e a decisão foi tomada pelas pacientes e seus responsáveis ​​após uma descrição detalhada das vantagens e desvantagens da cirurgia12. Os espécimes dos pacientes que concordaram em doar a cabeça femoral recuperada para o propósito deste estudo foram selecionados para análise. As cabeças femorais foram excluídas se adquiridas de pacientes (1) que tinham condições patológicas subjacentes que podem influenciar a qualidade óssea além da osteoporose, (2) que tomaram medicamentos que podem potencialmente influenciar a qualidade do osso, (3) cuja DMO não era obtido do quadril contralateral devido aos implantes remanescentes de cirurgia anterior e 4) com história de fraturas osteoporóticas em outros lugares.