An In Vitro Biomechanical Comparison Between Prototype Tapered Shaft Cortical Bone Screws and AO Cortical Bone Screws for an Equine Metacarpal Dynamic Compression Plate Fixation of Osteotomized Equine Third Metacarpal Bones

Análise da resistência de placas ósseas de acrílico fabricadas a laser quando submetidas a diferentes forças que agem sobre o foco de fratura

RESUMO Objetivou-se com este trabalho analisar a resistência de placas ósseas de acrílico, confeccionadas com cortadora a laser CO2, quando submetidas às forças que agem sobre o foco de fratura. Foram utilizados 40 fêmures de ovinos (Ovis aries) e confeccionadas 40 placas de acrílico, os quais foram avaliados em grupos: grupo OP - foram avaliados 20 ossos fraturados reduzidos com 20 placas de acrílico; grupo PS - foram avaliadas 20 placas de acrílico; e grupo OS - foram avaliados 20 ossos íntegros e frescos. Todos foram submetidos a ensaios mecânicos de compressão, flexão, torção e tração, em máquina de ensaios universal EMIC® 10000. Os testes eram interrompidos quando havia fratura do corpo de prova. O grupo PS suportou carga de compressão significativamente superior aos demais grupos OP e OS (13.255±290N, 4.932±827N e 8.681±303N, respectivamente). Já em relação à prova de flexão, o grupo OS foi significativamente mais resistente, com média de 2.698±305N, em relação aos grupos OP e PS, que obtiveram 1.315±92N e 1.537±37N, respectivamente. Conclui-se que as placas de acrílico usinadas a laser apresentam resistência mecânica inferior ao fêmur de ovinos, entretanto, devido à resistência exibida nos testes, demonstraram potencial para serem implantadas em ossos com menor demanda de carga.

Effect of sequential removal of parts of the second metacarpal bone on the biomechanical stability of the equine carpus

OBJECTIVE

To quantify changes in biomechanical stability and stiffness within the equine carpus after removal of 50%, 80%, and 100% of the second metacarpal bone (MC2).

STUDY DESIGN

In vitro biomechanical study.

METHODS

Cadaveric equine forelimbs (n = 16) were evaluated. Intact constructs were loaded in axial compression from 0 to 5000 N and compression + torsion (5000 N ± 20°) for 5 cycles. This was repeated after removal of 50%, 80%, and 100% of MC2. The primary biomechanical outcome variables were the compressive stiffness and compressive + torsional stiffness of the carpus. Relative kinematic motion was also evaluated between the second carpal bone (C2) and the radial carpal bone (RC), C2 and the third metacarpal bone (MC3) and C2 and the third carpal bone (C3).

RESULTS

A significant decrease in compressive + torsional stiffness was found after 100% removal of MC2. Compressive stiffness of the carpus did not change after 100% MC2 removal. A significant increase in relative rotation around the z-axis (rotation around the long axis) was observed for C2 versus MC3 and C2 versus C3 when 100% of MC2 was removed as compared to 80%, 50%, and 0% removal. No significant difference in relative rotation between C2 and RC was detected.

CONCLUSIONS

The biomechanical results reported here suggest that the torsional stability of the equine carpus is significantly decreased only after complete resection of MC2.

Avaliação mecânica da placa de compósito de poli-hidroxibutirato e hidroxiapatita em modelos ósseos de gato

Avaliou-se mecanicamente o compósito de poli-hidroxibutirato 70% e hidroxiapatita 30% na forma de placas para fixação óssea. Foram utilizadas 15 placas do compósito com 60mm de comprimento por 10mm de largura e espessura variando de 3mm no centro a 5mm nas extremidades, com seis orifícios. As placas foram fixadas em um modelo acrílico de fêmur de gato, e o conjunto foi submetido aos testes de flexão com quatro pontos, compressão axial e torção, empregando-se como referência microplacas de aço ASTM-F138 2,0mm. As médias das forças máximas nos testes de flexão e de compressão foram, respectivamente, de 323,20N e 617,70N, para as placas de compósito, e de 352,33N e 547,70N, para as placa de aço. No teste de torção, as médias dos torques máximos foram de 1,01Nm para as placas de compósito e de 1,15Nm para as placas de aço. Não houve diferença estatística entre as placas de compósito e de aço. O comportamento físico do material foi diferente, pois as placas de compósito se romperam e as de aço apenas se deformaram, revelando baixa ductilidade das placas de compósito