Laboratório de Engenharia Biomecânica

O primeiro registro de substituição de uma articulação data de 1891, pelo Dr. T. Gluck, que fez a substituição de uma articulação de quadril por uma prótese sintética. Desde então, o estudo da biomecânica para desenvolvimento de novas tecnologias para próteses tem gerado novos designs e modelos para diferentes articulações.

Prótese de Quadril

A cirurgia de artroplastia total de quadril ocorre quando há uma degeneração da articulação entre o fêmur e acetábulo (cavidade do quadril). A degeneração pode ser causada por fatores genéticos ou por lesões no local. A cirurgia consiste na substituição da cabeça femoral e cavidade acetabular por uma prótese composta por uma haste metálica responsável pela fixação no fêmur, uma esfera metálica, ou cerâmica, presa a haste femoral, que realiza movimentos de rotação dentro de um inserto acetabular. Esse inserto acetabular pode ser polimérico, cerâmico ou até metálico, fixado no quadril através de cimentação óssea ou através de um cunha metálica chamada de “metalback”[1][2].

Sobre próteses de quadril o laboratório fez um infográfico sobre a evolução das hastes. Link.

Fonte: https://www.onefisioterapia.com.br/post/artrose-de-quadril-causas-sinais-sintomas-e-tratamentos-guia-completo and https://www.dieselcirurgiadoquadril.com.br/artroplastia-total-do-quadril/

Abaixo, um vídeo ilustrando como é realizado a artroplastia total de quadril, desenvolvido pelo grupo Lépine

Prótese de Joelho

A artroplastia total de joelho ocorre quando há uma degeneração da articulação entre o colo do fêmur e a cabeça tibial. O colo do Femur é recoberto por cartilagem e a cabeça tibial recoberta por cartilagem constituindo o menisco. Essa degeneração pode ser causada devido a fatores genéticos ou a sobrecargas e lesões. A cirurgia consiste em substituição do colo do fêmur e do platô tibial. O implante consiste em um côndilo femoral metálicos de liga cromo cobalto ou cerâmico. O Platô tibial é metálico feito de titânio e o inserto tibial, que substitui o menisco, pode ser polimérico ou cerâmico[3].

Sobre próteses de joelho o laboratório fez um infográfico sobre suas evoluções. Link.

Fonte: https://www.iamaguchi.com/artrite-e-artrose-do-joelho, https://www.medicalexpo.com/pt/prod/zimmer-biomet/product-74894-525661.html e https://renatomorelli.com.br/blog/protese-joelho-mitos-verdades/

Abaixo, um vídeo ilustrando como é realizado a artroplastia total de joelho, desenvolvido pelo grupo Lépine.

Prótese de ombro

A artroplastia total de ombro é realizada quando há um dano grave na articulação glenoumeral. A cirurgia consistem em remoção da cabeça úmero e cavidade glenoide e substituição por uma prótese, que consiste em uma haste metálica implantada no úmero, uma cabeça metálica que faz par tribológico com um inserto polimérico glenoide[4].

Fonte: https://www.medicalexpo.com/pt/prod/exactech/product-111056-734105.html ; https://www.joint-surgeon.com/orthopedic-service/shoulder-surgery/shoulder-prothesis-or-shoulder-replacement-surgery.html

Abaixo, um vídeo ilustrando como é realizado a artroplastia total de ombro, desenvolvido pelo grupo Arthrex

Prótese de cotovelo

A artroplastia total de cotovelo ocorre quando há uma degeneração na articulação Úmero Rádio Ulnar. Essa lesão pode ser causada por múltiplos traumatismos de repetição, sequela de fratura ou episódio traumático único e vigoroso, doenças autoimunes, como artrite reumatoide, entre outras[5]. A cirurgia consiste em substituição da articulação Úmero Ulnar por uma prótese metálica por sistema de dobradiça (linked); existem sistemas sem dobradiças (unlinked) porém o mais comum é com dobradiças. A prótese possui uma haste umeral, uma haste Ulnar e, ligando ela, um rolamento e um pino rolante. Preserva-se o Rádio[6].

Prótese de Tornozelo

A artroplastia de tornozelo ocorre quando há uma degeneração na cartilagem entre a tíbia e o talus.  A cirurgia consiste na substituição da região articular do talus e da face inferior da tíbia por uma prótese articular. Essa prótese consiste em dois componentes metálicos de fixação, um para a face inferior da tíbia outro para o talus, que também possui uma face articular. Entre esses componentes há um componente polimérico com face articular voltado para a face articular do talus[7].

Abaixo, um vídeo ilustrando como é realizado a artroplastia total de tornozelo, desenvolvido pelo grupo Infinity.

Sobre o autor

M.e. Eng. Lucas Kurth de Azambuja

Lucas Kurth de Azambuja é Mestre e Engenheiro de Materiais, formado pela UFSC, especializado na área de polímeros. Também realizou intercâmbio para França na École Nationale d’ingénieurs de Saint-Étienne e estagiou na École de Mines de Saint Étinne. Desde 2017, Lucas é bolsista no Laboratório de Engenharia Biomecânica, onde realizou seu trabalho de conclusão de curso focado no estudo de degradação de implantes mamários. Posteriormente realizou sua dissertação, também no laboratório, focado na análise de insertos acetabulares após uso em in vivo. Hoje é resposável pela execução das análises poliméricas do laboratório, além de colaborar no projeto do Centro Nacional de Explantes

Referência

[1]        L. K. de Azambuja, “Retrieval Analysis em insertos acetabulares de polietileno de ultra-alto peso molecular para próteses de quadril em um centro de saúde publico brasileiro,” Universidade Federal de Santa Catarina, 2020.

[2]        Orthoinfo, “Artroplastia total de quadril (Total Hip Replacement) – OrthoInfo – AAOS.” https://orthoinfo.aaos.org/pt/treatment/artroplastia-total-de-quadril-total-hip-replacement/ (accessed Mar. 28, 2019).

[3]        Orthoinfo, “Artroplastia total de joelho (Total Knee Replacement),” 2020. http://www.nhs.uk/news/2014/06June/Pages/hip-replacement-cement-linked-with-deaths.aspx.

[4]        F. Ansari et al., “Novel Damage Scoring Method for Evaluation of CoCr Humeral Head Surfaces,” vol. 57, no. 1209, p. 2012, 2012.

[5]        M. Schiefer, “Artroplastia (prótese) total do cotovelo.” http://especialistaombro.com.br/procedimentos/artroplastia-protese-total-do-cotovelo/ (accessed Aug. 17, 2021).

[6]        Orthoinfo, “Total Elbow Replacement – OrthoInfo – AAOS,” 2021. https://orthoinfo.aaos.org/en/treatment/total-elbow-replacement/ (accessed Aug. 18, 2021).

[7]        D. E. Coelho, “Estudo numérico e experimental da articulação do tornozelo.” 2014.