Coluna / Columna v.18, n.2 /2019

ARTIGO ORIGINAL

ANÁLISE NUMÉRICA DE INSTRUMENTAÇÃO CURTA E LONGA NO TRATAMENTO DAS FRATURAS TORACOLOMBARAES CONSIDERANDO PORÇÃO LIGAMENTAR


NUMERICAL ANALYSIS OF SHORT AND LONG INSTRUMENTATION IN THE TREATMENT OF THORACOLUMBAR FRACTURES CONSIDERING THE LIGAMENTOUS PORTION


ANÁLISIS NUMÉRICA DE INSTRUMENTACIÓN CORTA Y LARGA EN EL TRATAMIENTO DE LAS FRACTURAS TORACOLUMBARES CONSIDERANDO LA PORCIÓN LIGAMENTARIA


André Rafael Hubner1 , Danilo Mourão Ribeiro2 , Eduardo Dassoler3 , Daniel Gasparin3 , Charles Leonardo Israel3 , Leandro de Freitas Spinelli3


DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1808-185120191802195561



RESUMO

Objetivo:
Este trabalho tem como objetivo avaliar numericamente o tratamento cirúrgico das fraturas toracolombares, comparando a resistências entre as fixações longas e curtas usando o pedículo da vértebra fraturada, levando-se em conta os ligamentos supra-espinhal, intertransversal e longitudinal anterior.

Métodos:
Foi realizada uma análise numérica das técnicas de fixação longa e curta deumafratura da coluna toracolombar, utilizando-se imagens de tomografia computadorizada que foram convertidas em modelos tridimensionais e analisados através do programa ANSYS. Os dois tipos de tratamentos foram analisados considerando-se as tensões geradas no período pós operatório imediato, quando a fratura ainda não está consolidada. Foram adicionados os ligamentos longitudinal anterior, posterior, supra-espinhal e intertransversal, além de se considerar diferentes geometrias vertebrais.

Resultados:
Levando em consideração que a tensão máxima de ruptura do material utilizado no implante metálico, no caso o titânio, ser de 960 MPa, a maior tensão encontrada na análise da instrumentação curta foi de 346,83 MPa, atingindo apenas 36,13% da carga que o material suporta, estando, portanto, dentro de um limite de segurança. A análise realizada na coluna com instrumentação longa verificou o valor de tensão mais elevado de 229,22 MPa.

Conclusão:
Considerando os valores encontrados e a resistência do material de síntese utilizado, a utilização da fixação curta e longa podem ser consideradas no tratamento das fraturas toracolombares apresentando similaridade e um bom coeficiente de segurança.


Palavras-chave: Cirurgia/Coluna Vertebral,Fraturas,Análise Elementos Finitos,Procedimentos Cirúrgicos Operatórios

ABSTRACT

Objective:
This study aims to numerically evaluate the surgical treatment of thoracolumbar fractures, comparing the strengths between the long and short fixations using the pedicle of the fractured vertebra, taking into account the supraspinous, intertransverse, and anterior longitudinal ligaments.

Methods:
A numerical analysis of the techniques of long and short fixation of a thoracolumbar spine fracture was performed using computed tomography images that were converted into three-dimensional models and analyzed through the ANSYS program. The two types of treatments were analyzed considering the tensions generated in the immediate postoperative period, when the fracture has not yet been consolidated. The anterior, posterior, supraspinal and intertransverse longitudinal ligaments were added, in addition to considering different vertebral geometries.

Results:
Taking into account that the maximum tensile stress of the material used in the metal implant, in the case of titanium, was 960 MPa, the highest tension found in the analysis of the short instrumentation was 346.83 MPa, reaching only 36.13% of the load the material supports, being, therefore, within a safety limit. The analysis performed in the spine with long instrumentation showed the highest tension value of 229.22 MPa.

Conclusions:
Considering the values found and the resistance of the synthesis material used, the short and long fixation can be considered in the treatment of thoracolumbar fractures with similarity and a good safety coefficient.


Keywords: Surgery / Spine,Fractures,Finite Element Analysis,Surgical Procedures,Operative

Resumen

Objetivo:
Este trabajo tiene como objetivo evaluar numéricamente el tratamiento quirúrgico de las fracturas toracolumbares, comparando las resistencias entre las fijaciones largas y cortas usando el pedículo de la vértebra fracturada, teniendo en cuenta los ligamentos supraespinal, intertransverso y longitudinal anterior.

Métodos:
Se realizó un análisis numérico de las técnicas de fijación larga y corta de una fractura de la columna toracolumbar, utilizando imágenes de tomografía computarizada que se convirtieron en modelos tridimensionales y fueron analizadas con el programa ANSYS. Los dos tipos de tratamiento fueron analizados considerando las tensiones generadas en el período postoperatorio inmediato, cuando la fractura aún no está consolidada. Se añadieron los ligamentos longitudinal anterior, posterior, supraespinal e intertransverso, además de considerar diferentes geometrías vertebrales.

Resultados:
Teniendo en cuenta que la tensión máxima de ruptura del material utilizado en el implante metálico, en el caso el titanio, fue de 960 MPa, la mayor tensión encontrada en el análisis de la instrumentación corta fue de 346,83 MPa, alcanzando apenas el 36,13% de la carga que el material soporta, estando, por lo tanto, dentro de un límite de seguridad. El análisis realizado en la columna con instrumentación larga mostró el valor de tensión más elevado de 229,22 MPa.

Conclusiones:
Teniendo en cuenta los valores encontrados y la resistencia del material de síntesis utilizado, la utilización de la fijación corta y larga puede ser considerada en el tratamiento de las fracturas toracolumbares presentando similitud y un buen coeficiente de seguridad.


Palavras-chave: Cirugía/Columna Vertebral,Fracturas,Análisis de Elementos Finitos,Procedimientos Quirúrgicos Operativos






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