Avaliação do comportamento mecânico de três diferentes tipos de osteossíntese em fratura de côndilo mandibular: análise por elementos finitos 3D

Abstract

The use of two straight plates is the most indicated in literature, to prevent the subcondilar fractures complications. Different studies have highlighted that the osteosynthesis stability is related to the mechanical stresses that occur in the region of the condyle, generated by the chewing muscles. This study evaluated the biomechanical behavior of three methods of fixation, through a mandibular finite element model (FEM), comparing the stress distribution and behavior of materials in low subcondilar fractures. A transverse fracture was simulated in the mandibular model and on adapting osteosynthesis materials for fracture fixation. Three methods of fixations using titanium plates were tested: two straight plates; one lambda plate and; one trapezoidal plate. The results showed that the method of osteosynthesis provides a good stiffness on the fixation system with little displacement at the fracture line. Nevertheless, by the intensity of the applied force, all models would be subject to failure, because they presented very high stress values. Comparing the performance of the three plate’s models tested, it was observed better behaviors for the lambda plate, with a more homogeneous distribution of von Mises stresses on the osteosynthesis devices and maximum principal strain over the bone.

O uso de duas miniplacas retas é o método mais indicado na literatura, para se prevenir complicações no tratamento de fraturas de côndilo. Diferentes estudos evidenciam que a estabilidade da osteossíntese é relacionada com as tensões mecânicas que ocorrem na região do côndilo, geradas pelos músculos da mastigação. O objetivo neste estudo foi avaliar o comportamento mecânico de três métodos de osteossíntese, por meio de um modelo mandibular de elementos finitos (MEF), comparando a distribuição de tensões e o comportamento dos materiais nas fraturas subcondilares baixas. Simulou-se uma fratura transversa subcondilar baixa, no modelo mandibular e a adaptação dos materiais de osteossíntese para a fixação da fratura. Três métodos de fixação com placas de titânio foram testados: 1) duas placas retas; 2) uma placa lambda e 3) uma placa trapezoidal. Os resultados mostraram que os métodos de osteossíntese proporcionam uma boa rigidez ao sistema de fixação, com pouco deslocamento na linha de fratura. Apesar disto, com a intensidade da força aplicada, todos os modelos estariam sujeitos a falhas, pois apresentaram valores de tensão de von Mises muito elevados. Comparando o desempenho dos três modelos de placas testados, observou-se que, a placa lambda se comportou melhor, havendo uma distribuição das tensões de von Mises sobre o material de fixação e tensão máxima principal sobre o osso mais homogênea.