Εμβιομηχανική μελέτη της συγκράτησης με βιοαπορροφήσιμες καρφίδες της οστεοτομίας Mitchell για τη θεραπεία του βλαισού μεγάλου δακτύλου με ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (finite element analysis)

Abstract

Background: There is an inadequacy of conventional means to assess the surgical outcomes of a bunion surgery. We used the Finite Element Analysis for evaluating the typical Mitchell’s procedure outcomes with or without bio-absorbable pins.Methods: We developed a 3D FE model based on the CT images of a female volunteer with hallux valgus. A typical procedure was simulated on the foot model and two pins were virtually inserted for enhancing the fixation. We validated our model by comparing the predicted pressure results with the plantar pressure measured by a specific platform. Results: The comparison of the plantar pressure distribution revealed similar patterns. A greater displacement was observed on the medial side of the osteotomy, but it was decreased after using pins. The maximum average pressure under the 1st metatarsal head was decreased after the osteotomy. The respective pressure under the 3rd and 5th metatarsal head was decreased more after using pins, while, under the 2nd and 4th metatarsal head, an increase was developed.Conclusion: The use of pins had no significant influence on the healing process but gave additional stability inside the osteotomy and could be used in cases where enhancement is needed. The surgeon should be familiar with the expected stress rising to the other metatarsal, considering the concomitant pathology or the additional interventions that should be performed.

Εισαγωγή:Η μελέτη των αποτελεσμάτων του βλαισού μεγάλου δακτύλου δεν μπορεί να μετρηθεί με μη επεμβατικούς τρόπους. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων των αποτελεσμάτων της χειρουργικής αντιμετώπισης του βλαισού μέγα δακτύλου με τη μέθοδο Mitchell με τη χρήση απορροφήσιμων καρφίδων για την σταθεροποίηση της οστεοτομίας του 1ου μεταταρσίου. Μέθοδος: Γι’ αυτόν τον λόγο κατασκευάστηκε ένα πρωτότυπο μοντέλο τριών διαστάσεων βασισμένο σε αξονική τομογραφία γυναίκας εθελοντή με βλαισό μεγάλο δάκτυλο. Πάνω σε αυτό το μοντέλο έγινε η προσομοίωση της χειρουργικής διόρθωσης της παραμόρφωσης με οστεοτομία Mitchell. Εκτός από την κλασσική σταθεροποίηση με ράμμα, έγινε χρήση επιπλέον μίας ή δύο βιοαπορροφήσιμων καρφίδων. Η αξιοπιστία του μοντέλου ελέγχθηκε με χρήση πελματογράφου και έγινε σύγκριση με τα αποτελέσματα της μεθόδου.Αποτελέσματα: Η σύγκριση των αποτελεσμάτων της μεθόδου με τις μετρήσεις του πελματογράφου ανάδειξε παρόμοια κατανομή. Η μεγαλύτερη παρεκτόπιση παρατηρήθηκε στην έσω πλευρά της οστεοτομίας και μειώθηκε μετά από τη χρήση των καρφίδων. Η μέγιστη πίεση στην κεφαλή του 1ου μεταταρσίου μειώθηκε μετά από την οστεοτομία Η αντίστοιχη πίεση κάτω από την κεφαλή του 3ου και 5ου μεταταρσίου μειώθηκε μετά από τη χρήση των καρφίδων, ενώ κάτω από τις κεφαλές του 2ου και 4ου μεταταρσίου παρατηρήθηκε αύξηση.Συμπέρασμα. Η χρήση βιοαπορροφήσιμων καρφίδων δεν επηρέασε σημαντικά την διαδικασία της πώρωσης, αλλά έδωσε μεγαλύτερη σταθερότητα μέσα στη περιοχή της οστεοτομίας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις που ο χειρουργός κρίνει απαραίτητο. Οι γνώση της μεταβολής των πιέσεων κάτω από τα υπόλοιπα μετατάρσια μπορεί επίσης να βοηθήσει τον χειρουργό εάν χρειάζεται να αντιμετωπίσει συνοδές παραμορφώσεις.