Viti innovative per l'osteosintesi di fratture femorali: modello FEM e sua validazione = Innovative screws for femoral fracture osteosynthesis: FEM model and its validation

La stabilit¿ della fissazione della frattura ¿ da sempre uno dei principali argomenti di studio in quanto influenza, positivamente o negativamente, la progressione della guarigione secondaria della frattura. Diversi studi hanno dimostrato come nelle prime fasi della guarigione di frattura, una fissazione meno stabile rallenterebbe la formazione di callo osseo, mentre dopo 3-4 settimane il passaggio ad una fissazione pi¿ flessibile avrebbe un effetto positivo. Cercando di ottenere i vantaggi e limitare gli svantaggi, l¿azienda Biomech Innovations AG ha ideato una nuova vite locking, la Variable Fixation Locking Screw (VFLS): grazie alla presenza di un manicotto polimerico degradabile posizionato sulla corteccia cis (vicino alla placca) riesce a fornire una fissazione rigida iniziale, come una tradizionale vite (Locking Screw), seguita da una progressiva dinamizzazione della frattura. Nella prima parte di questo progetto vengono riprodotte, attraverso l¿utilizzo dell¿analisi agli elementi finiti (FE), sperimentazioni effettuate in studi precedenti. Il modello consiste in due cilindri cavi identici di osso sostitutivo distanziati di 5 mm (gap di frattura) e strumentati con una placca di osteosintesi standard diafisaria e viti LS o VFLS. La placca ¿ stata scansionata grazie ad uno scanner 3D. I test di riferimento riguardano la prova in compressione, con una forza longitudinale di 500 N, analizzando lo spostamento relativo dei punti cis (vicino alla placca) e trans (lontano dalla placca) sulla corteccia. I confronti tra LS e VFLS sono stati effettuati sia con il manicotto non riassorbito sia con diverse percentuali di riassorbimento del manicotto, fino alla completa degradazione. La simulazione di riassorbimento del manicotto ¿ stata effettuata riducendo il suo modulo di Young, acquisito nel suo stadio iniziale tramite indentazione. Dai risultati ottenuti si evince come nelle viti VFLS, con manicotto intatto, si hanno degli spostamenti leggermente maggiori, dovuti ad una minore rigidezza del modello, ma comunque confrontabili alle viti tradizionali (LS), mentre quando il manicotto viene completamente riassorbito si ha una dinamizzazione nettamente maggiore ma che, in relazione a studi precedenti, agevolerebbe la guarigione della frattura. Nella seconda parte del progetto, si ¿ sfruttato un modello CAD riproducente il femore umano (Sawbones, Pacific Research Laboratory Inc., Vashon, WA, USA) e una placca femorale distale. Sono state riprodotte differenti tipi di fratture variandone l¿ampiezza e l¿angolo affinch¿, attraverso i dati raccolti, si possa avere una linea guida per l¿utilizzo delle nuove viti. I confronti sono stati basati su differenti parametri come spostamento, deformazione e stress nella configurazione pi¿ critica della configurazione del passo, in corrispondenza del singolo passo. I risultati delle diverse configurazioni ottenute sono stati comparati per evidenziare la variazione di comportamento delle viti VFLS rispetto alle viti LS e con le diverse tipologie di frattura. In conclusione, i dati che si possono estrarre da questo progetto fornire ulteriori informazioni ai chirurghi sull¿utilit¿ della fissazione variabile e quali tipi di fratture possono avere netti vantaggi con l¿utilizzo delle viti VFLS.