Análise por meio de elementos finitos de placas de reconstrução em defeitos mandibulares

Abstract

Defeitos segmentares no osso mandibular podem ocorrer após traumatismo local, infecção ou ressecção cirúrgica. Não realizar reconstrução nesses pacientes pode acarretar em prejuízo estético grave, dificuldades na mastigação, fala e consequente diminuição de qualidade de vida. Várias possibilidades reconstrutivas estão disponíveis atualmente, e a estabilização temporária dos segmentos ósseos com placas de reconstrução é comumente utilizada quando a reconstrução óssea imediata não é possível. No entanto, pouca atenção tem sido dada aos aspectos biomecânicos envolvidos neste tipo de abordagem e estudos realizados com biomodelos esbarram na dificuldade de simular as forças musculares envolvidas. A utilização da Análise de Elementos Finitos permite avaliar matematicamente estruturas em um ambiente controlado, e a aplicação de forças em qualquer ponto e/ou direção, aferindo a deformação dos materiais, bem como a tensão aplicada aos mesmos. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar placas de reconstrução utilizadas sobre defeitos segmentares, por meio de análise matemática por meio de elementos finitos. Após simulação, foram encontrados menores valores de estresse nas placas de maior espessura, sugerindo maior resistência destas à fratura. Em contrapartida, valores significativamente aumentados de estresse sobre os parafusos estavam presentes nas placas mais espessas.

Segmental defects in the mandibular bone may occur after local trauma, infection or surgical resection. Failure to perform reconstruction in these patients can lead to severe aesthetic impairment, difficulties in chewing, speech, and subsequent decrease in quality of life. Numerous reconstructive possibilities are currently available, and the temporary stabilization of bone segments with reconstruction plates is commonly used when immediate bone reconstruction is not possible. However, little attention has been given to the biomechanical aspects involved in this kind of approach and studies carried out with plastic models can not properly reproduce the muscular forces involved. The use of finite element analysis allows to mathematically evaluate structures in a controlled environment and the application of forces at any point and / or direction, assessing the deformation of the materials, as well as the stress applied to them. Thus, the objective of this study is to evaluate reconstruction plates used on segmental defects through mathematical analysis using finite elements. After simulation, lower stress values were found in the thicker plates, suggesting greater resistance to fracture. In contrast, significantly increased stress values on the screws were present on the thicker plates.