Avaliação mecânica e por elementos finitos de métodos de fixação com e sem travamento empregados na osteotomia Le Fort I

Abstract

A fixação interna é amplamente utilizada na estabilização das osteotomias maxilares. No entanto, alguns movimentos como os de grande avanço têm maior tendência à recidiva e menor contato ósseo. O objetivo deste estudo foi avaliar a fixação de simulações da osteotomia Le Fort I para avanço de 6 mm e reposicionamento inferior de 3 mm, utilizando placas do sistema 2,0 mm, com ou sem travamento dos parafusos e com o uso ou não de enxerto interposicional. Foi avaliada a resistência à deformação, por meio de ensaio mecânico, de 80 réplicas de crânios em poliuretano. Os modelos foram divididos em 4 grupos (n=10), a saber: Grupo 1: sem sistema de travamento e sem enxerto, Grupo 2: sem sistema de travamento e com enxerto, Grupo 3: com sistema de travamento e sem enxerto e grupo 4: com sistema de travamento e com enxerto. Para a realização do ensaio mecânico, as cargas foram aplicadas às réplicas no sentido vertical (n=40) e horizontal (n=40). Não houve diferença estatística entre os grupos fixados com placas sem ou com travamento em 1, 2 e 3 mm de deslocamento vertical, independente do uso o enxerto ou não (p>0,05). No sentido horizontal, os grupos com enxerto interposicional não apresentaram diferença estatística nos deslocamentos avaliados, em relação ao uso do sistema sem ou com travamento (p>0,05). Entretanto, para os grupos sem enxerto, houve diferença estatisticamente significante no uso do sistema com travamento, que apresentou as maiores médias de resistência à compressão em todos os deslocamentos avaliados (p<0,05). Na análise de elementos finitos para o teste de carregamento vertical, a maior concentração de tensão foi observada nas placas anteriores da maxila, na região da curvatura e parafusos próximos à osteotomia. Os enxertos atuaram contra o movimento de carregamento, melhorando a resistência das placas posteriores. As menores tensões foram observadas nos grupos enxertados associados ou não com sistema de travamento, 800 MPa e 680 MPa, respectivamente. Para o carregamento horizontal, foram notados menores valores de tensão nas placas devido à influência do enxerto, em associação (170 MPa) ou não (160 MPa) com o sistema de travamento. Enquanto o sistema de travamento apresentou relevância na distribuição de tensões para as placas, parafusos e substrato. O uso de sistemas com travamento ofereceu vantagens mecânicas nos movimentos com sentido anteroposterior, mesmo quando enxerto interposicional não é utilizado. Permitiu redução das tensões distribuídas pelo sistema ao substrato, tanto na presença como na ausência de enxertos. Desta forma, é uma opção interessante para o uso em cirurgia ortognática, tanto para movimentos anteroposteriores, verticais ou associações destes.

Internal fixation is widely used to stabilize maxillary osteotomies. However, some movements, such as those with great advancement, have a greater tendency to relapse and have less bone contact. The objective of this study was to evaluate the fixation of Le Fort I osteotomy simulations for 6 mm advancement and 3 mm inferior repositioning, using 2.0 mm system plates, with or without screw locking and with or without the use of interpositional grafts. The resistance to deformation was evaluated, through mechanical testing, of 80 polyurethane skull replicas. The models were divided into 4 groups (n=10), namely: Group 1: without locking system and without graft, Group 2: without locking system and with graft, Group 3: with locking system and without graft, and Group 4: with locking system and with graft. To carry out the mechanical test, loads were applied to the replicas in the vertical (n=40) and horizontal (n=40) directions. There was no statistical difference between the groups fixed with plates without or with locking at 1, 2, and 3 mm of vertical displacement, regardless of whether the graft was used or not (p>0.05). In the horizontal direction, the groups with interpositional graft showed no statistical difference in the displacements evaluated, in relation to the use of the system without or with locking (p>0.05). However, for the groups without graft, there was a statistically significant difference in the use of the locking system, which presented the highest average compression resistance in all displacements evaluated (p<0.05). In the finite element analysis for the vertical loading test, the highest stress concentration was observed in the anterior plates of the maxilla, in the curvature region, and screws close to the osteotomy. The grafts acted against the loading movement, improving the resistance of the posterior plates. The lowest stresses were observed in the grafted groups associated or not with a locking system, 800 MPa, and 680 MPa, respectively. For horizontal loading, lower stress values were noted in the plates due to the influence of the graft, in association (170 MPa) or not (160 MPa) with the locking system. While the locking system was relevant in the distribution of stresses to the plates, screws, and substrate. The use of locking systems offered mechanical advantages in anteroposterior movements, even when an interpositional graft is not used. It allowed the reduction of tensions distributed by the system to the substrate, both in the presence and absence of grafts. Therefore, it is an interesting option for use in orthognathic surgery, both for anteroposterior and vertical movements or combinations of these.