Fractura complicada cominutiva do fêmur com fixação precisa com LCP personalizada referenciando um modelo impresso em 3D em tamanho real: um relato de caso

Introdução

A fixação da fratura cominutiva do fêmur médio-distal é um desafio na prática clínica, principalmente devido ao alto grau de cominuição e malformação causada pela tração dos músculos anexos (1,2). Notavelmente, há uma falta de suporte mecânico no lado medial da fratura quando o córtex medial é pulverizado. Esta condição é mais propensa a complicações como deformidade valgizante, pseudartrose da fratura e falha na fixação interna (3).

Apesar de vários tratamentos como tração cutânea e óssea, fixação externa, pregos intramedulares bloqueados e placas anatômicas terem sido tentados, algumas complicações permanecem não resolvidas (4). Por exemplo, a tração prolongada da pele e dos ossos pode causar rigidez articular, deformidade e complicações relacionadas ao confinamento no leito (5). A fixação externa é potencialmente complicada pela infecção por agulha e funcionalidade limitada (6). A aplicação da unha intramedular bloqueada pode experimentar união óssea ligada a dificuldades na redução anatômica da fratura cominutiva (7). Entretanto, a redução aberta e a fixação interna (ORIF) com placa anatômica requer a redução do fragmento de fratura pela remoção do periósteo sobre uma grande área, o que pode levar a retardar a consolidação óssea (8).

A placa de compressão com trava lateral (LCP) foi recentemente recomendada para a fixação da fratura cominutiva do fêmur por suas excelentes características mecânicas (9). A máxima proteção dos fragmentos de fratura óssea e do suprimento sanguíneo circundante pode ser obtida pela tecnologia de osteossíntese percutânea minimamente invasiva da placa (MIPPO). Estes proporcionam um bom ambiente biológico para a consolidação da fractura, reduzindo assim a taxa de enxertos ósseos e a ocorrência de pseudartrose (10). Entretanto, esse procedimento cirúrgico ainda é limitado pela má correção do alinhamento e insuficiente redução do fragmento ósseo (11).

Aqui relatamos a aplicação da tomografia computadorizada (TC) tridimensional (3D) para impressão de um modelo 3D em tamanho real do fêmur contralateral de um paciente, utilizando uma técnica de espelhamento. O modelo impresso em 3D serviu como uma ferramenta pré-operatória para pré-configuração da LCP personalizada e simulação do implante. A LCP pré-moldada foi consistente com a anatomia femoral, o que foi benéfico para a redução de fragmentos de fratura e correção ligamentar. A técnica MIPPO foi então utilizada para tratar a fratura cominutiva multi-segmentos do fêmur, com o paciente obtendo boa recuperação clínica. A combinação dessas abordagens deve ser considerada para o tratamento das fraturas cominutivas do fêmur.

Apresentação do caso

O estudo foi conduzido de acordo com os princípios delineados na Declaração de Helsinki, e foi aprovado pelo Comitê de Ética do Segundo Hospital da Universidade de Jilin (No. 2019025). O paciente forneceu consentimento informado e por escrito para participar. Os dados foram mantidos anônimos para proteger a privacidade do paciente.

Um homem de 35 anos de idade foi internado no hospital com lesão por queda elevada. O exame físico revelou evidente rotação externa e deformidade (encurtamento) da extremidade inferior esquerda, com sensibilidade e dor palpitante longitudinal, além de ranger e esfregar os ossos. A equimose subcutânea era visível no lado lateral do trocanter maior e nas nádegas. Este paciente negou antecedentes de doença e história cirúrgica, e os membros da família não têm doenças hereditárias. A reconstrução radiográfica (Figura 1) e tomografia computadorizada 3D (Figura 2) revelou que o paciente tinha fraturas múltiplas, incluindo uma fratura da coluna dupla acetabular esquerda com deslocamento do corpo quadrilátero para o lado medial (classificação AO: C1.3), combinada com fraturas da asa ilíaca esquerda e do púbis direito. Houve múltiplas fraturas cominutivas no fêmur esquerdo com deslocamento significativo e várias linhas de fratura irregulares foram detectadas entre o côndilo lateral do fêmur e a fossa intercondiliana, sem deslocamento óbvio. Também foi observada fratura de avulsão da tíbia esquerda do ligamento cruzado posterior (LCP).

Figura 1 Imagens radiográficas pré-operatórias. (A) Pelve; (B,C) visão anterior (B) e visão lateral (C) do fêmur esquerdo.

O fluxograma de diagnóstico e tratamento do paciente, como mostrado na Figura 3. A tomografia computadorizada 3D confirmou que mesmo o LCP de 14 orifícios mais longo disponível era insuficiente para a fixação da fratura (Figura 4A). Uma LCP personalizada de 17 orifícios (comprimento =400,0 mm, com parafuso cortical de 4,5 mm e parafuso de bloqueio de 5,0 mm) foi projetada e fabricada. Um modelo de resina foi impresso em 3D com base no fêmur contralateral utilizando o princípio do espelho (Figura 4B,C), e foi utilizado para pré-moldar o LCP e simular o implante do parafuso. A simulação mostrou que a placa auto-projetada poderia se fixar perfeitamente no lado externo do modelo de fêmur impresso em 3D após a pré-moldagem e que 4 a 5 parafusos de travamento eram suficientes para fixação distal e proximal (Figura 4D,E). A tração de emergência do tubérculo tibial esquerdo foi realizada e um grande distator foi fixado através da articulação do joelho para fixação externa temporária para manter as posições dos fragmentos ósseos (Figura 5) e ganhar tempo para a confecção de uma placa óssea personalizada, e para reduzir o tamanho da fratura antes da cirurgia. Duas semanas depois, as fraturas da pelve foram fixadas pela ORIF e, após 1 semana, a fratura do fêmur e a fratura da avulsão da tíbia do LCP foram tratadas simultaneamente. Este artigo focaliza o tratamento da fratura cominutiva do fêmur por LCP personalizada usando a técnica MIPPO.

Figura 3 Diagnóstico e fluxograma do tratamento do paciente.

Figura 4 Determinação da colocação da LCP. (A) LCPs de 12 e 14 orifícios foram colocadas no lado lateral do fêmur; (B,C) um modelo de resina impressa em 3D e LCPs de 17 orifícios personalizados foram fabricadas; (D,E) simulação pré-operatória de pré-moldagem de placas e implantação de parafusos.

Figura 5 Fixação temporária de um grande distator através da articulação do joelho para manter as posições dos fragmentos ósseos.

Com o paciente na posição supina, a extremidade inferior esquerda foi girada externamente em 30° e alongada em 0,5 cm com base na radiografia pré-operatória. Assim, a maca foi girada e encurtada pelo mesmo ângulo para corrigir a deformidade. Uma incisão longitudinal de 3,5 cm foi então feita no centro do côndilo femoral lateral por via distal. Uma incisão proximal foi feita pela abordagem original para a operação da pelve (após remoção de 5,0 cm de sutura), e o músculo lateral do fêmur foi parcialmente cortado no ponto de inserção do trocanter maior para expor o fêmur proximal. A placa foi inserida (Figura 6A) e fixada temporariamente com fios de Kirschner (Figura 6B,C), e o fragmento ósseo livre no meio foi fixado com 3 parafusos (Figura 6D). A linha de fratura e a posição da placa foram confirmadas por fluoroscopia (Figura 7A,B). Um parafuso de bloqueio foi fixado em cada extremidade (Figura 7C,D). Finalmente, 4 e 3 parafusos de travamento foram colocados nas extremidades distal e proximal, respectivamente (Figura 7E,F). Após a fixação interna, foram realizados exercícios passivos no paciente sob anestesia.

Figura 6 Procedimento cirúrgico. (A) Incisão distal e inserção da LCP; (B,C) ambas as extremidades da placa foram fixadas temporariamente com fios de Kirschner através das incisões distal e proximal; (D) o fragmento ósseo médio livre foi fixado com 3 parafusos.

Figura 7 Fluoroscopia intra-operatória da linha de força da fratura e posição da placa. (A,B) Fixação temporária da placa com fios de Kirschner; (C,D) fixação das duas extremidades com 2 parafusos de fixação; (E,F) fixação do fragmento ósseo livre com 3 parafusos após ajuste do alinhamento, seguido da fixação final das extremidades da placa.

T TC 3D pós-operatória confirmou que a linha do fêmur esquerdo foi basicamente restaurada, com a fixação interna em boa posição (Figura 8). No terceiro dia após a cirurgia, foram iniciados exercícios positivos e passivos de flexão e extensão da articulação do joelho. Após 6 semanas, foi alcançada a marcha com peso parcial e, aos 3 meses, foi recomendada a marcha com peso total. Um exame radiográfico aos 5 meses não mostrou deslocamento no final da fratura e a linha de fratura foi embaçada pela formação de uma grande quantidade de calo (Figura 9A). O exame radiográfico com 1 ano mostrou bom alinhamento dos membros inferiores e plasticidade completa da estrutura óssea (Figura 9B). A placa foi retirada 3 anos após a cirurgia (Figura 9C,D), momento em que o paciente mostrou boa função do membro inferior (Figura 10).

Figura 8 Reconstrução por TC 3D. (A) Pélvis; (B,C,D) visão anterior (B) e lateral (C,D) do fêmur esquerdo 1 dia após a operação.

Figura 9 Exames radiográficos no acompanhamento. 5 meses (A), 1 ano (B) e 3 anos (C) após a operação e após a remoção da placa (D).

Discussão

Subjecionar a diáfise femoral a lesão de alto impacto pode levar à fratura cominutiva (12). O sucesso da cirurgia depende da redução efetiva e fixação interna da fratura com preservação máxima do suprimento sanguíneo no local da fratura (13). O mecanismo de bloqueio do LCP tem boa estabilidade angular, e os parafusos e a placa são combinados num suporte de fixação interna. A placa pode ser inserida na incisão com a técnica MIPPO e fixada ao canal periosteal, com 4 a 6 parafusos instalados nas extremidades da fratura. A superfície óssea não precisa estar em contato estreito com a placa; a extremidade da fratura não é exposta e o suprimento de sangue é preservado o máximo possível, protegendo assim o tecido local e criando um ambiente que promove a cicatrização óssea (14). Entretanto, foi relatado que uma LCP lateral está associada a uma taxa relativamente alta (até 30%) de complicações, incluindo não união, união tardia e falha de implante, principalmente devido a fragmentos de fratura mal restabelecidos, alinhamento não corrigido dos membros inferiores e remoção periosteal durante a cirurgia (15).

O motivo para a extremidade distal do grande distator atravessar a articulação do joelho é que a fratura do côndilo femoral tem força de fixação limitada, o que afeta o implante da placa óssea e aumenta o risco de infecção da incisão distal. A razão para a utilização de um grande distator foi restaurar e manter a linha de força femoral e o comprimento; no processo de redução e fixação da fratura pélvica e acetabular, isso permitiu tração e rotação sem danos secundários.

Uma placa com comprimento de suporte insuficiente é presumida como a principal causa da não união da fratura e da fratura de fixação interna (16). Entretanto, também tem sido sugerido que a LCP lateral tem fixação excêntrica instável devido a suporte inadequado no lado medial quando submetida a carga longitudinal. Isto causa tensão significativa na extremidade da fratura, o que afeta a formação de calos e retarda ou impede a cicatrização. Ao mesmo tempo, a tensão se concentra na placa lateral por um período prolongado, o que pode induzir falha na fixação interna (17). Modelos impressos em 3D em tamanho real que refletem o tamanho real e a estrutura das fraturas têm sido amplamente utilizados nos últimos anos no campo da cirurgia de trauma como referência para o desenho de esquemas cirúrgicos e para a simulação pré-operatória (18). O uso do modelo impresso em 3D neste estudo obviamente reduziu a dificuldade da operação e melhorou a precisão cirúrgica, o que pode prevenir ainda mais a falha da fixação interna em algum grau (19).

A LCP personalizada teve várias vantagens. (I) O afastador efetivamente restaurou a linha de alinhamento femoral e o comprimento do membro, e ajudou a ajustar a posição dos fragmentos ósseos durante a operação. (II) A tábua óssea foi bem projetada e pré-cortada de acordo com o modelo de resina impressa em 3D. (III) A fixação efetiva de múltiplos segmentos ósseos foi completada de uma só vez sob condições minimamente invasivas, permitindo a realização de exercícios funcionais logo após a cirurgia. Entretanto, este caso também teve as seguintes limitações. (I) A linha de alinhamento femoral não foi totalmente ajustada e o membro inferior apresentava uma leve deformidade valgizante. (II) A placa óssea deveria ter um parafuso de retardo próximo à linha de fratura na extremidade distal que pudesse corrigir a deformidade valgizante e aumentar a força de fixação do fêmur. (III) O grande fragmento ósseo livre na extremidade proximal não foi reajustado; o uso de fio de feixe percutâneo pode conseguir um reajuste superior. (IV) Uma placa óssea alongada excentricamente fixada sofre esforços e tensões significativas, aumentando a probabilidade de fraturas por fadiga.

Conclusões

Uma nova estratégia foi desenvolvida para o tratamento da fratura cominutiva do fêmur com múltiplos segmentos com uma LCP personalizada que envolveu a técnica MIPPO juntamente com um modelo impresso em 3D. A paciente mostrou boa função do membro no seguimento de 3 anos, sem complicações. Portanto, vale a pena considerar este procedimento como uma opção para a fixação precisa das fraturas cominutivas do fêmur médio-distal.

Acknowledgments

Funding: 2019SCZT001, 2019SCZT014, e 2019SRCJ001); Programa de Cultivo do Segundo Hospital da Universidade de Jilin para a Fundação Nacional de Ciências Naturais (subsídio No. KYPY2018-01); e Projecto de Promoção de Talentos Juvenis da Província de Jilin (subsídio No. 192004).

Pés

Declaração Ética: Os autores são responsáveis por todos os aspectos do trabalho para assegurar que as questões relacionadas com a precisão ou integridade de qualquer parte do trabalho sejam adequadamente investigadas e resolvidas. O consentimento livre e esclarecido por escrito foi obtido do paciente para publicação deste manuscrito e de quaisquer imagens que o acompanham.

Declaração de Acesso Aberto: Este é um artigo de Acesso Aberto distribuído de acordo com a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0), que permite a replicação e distribuição não-comercial do artigo com a estrita condição de que nenhuma alteração ou edição seja feita e que a obra original seja devidamente citada (incluindo links tanto para a publicação formal através do DOI relevante e da licença). Veja: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.

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