Pedicle Screws Provide Superior Fatigue Resistance compared with lateral mass Screws in the subaxial cervical spine: A Paired Cadaveric Study
Em um estudo cadavérico pareado utilizando testes de fadiga de alternância cranio-caudal cíclica progressiva, os parafusos de pedículo cervical demonstraram resistência à fadiga, capacidade de carga máxima e rigidez significativamente superiores em comparação aos parafusos de massa lateral na coluna cervical subaxial.
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A coluna vertebral humana é uma maravilha da engenharia, uma coluna flexível que suporta o peso da cabeça enquanto nos permite olhar ao redor, acenar e inclinar. Quando doenças ou lesões danificam a parte inferior do pescoço, os cirurgiões frequentemente precisam estabilizar a área usando parafusos e hastes metálicas. Para manter esses parafusos no lugar, eles devem agarrar o osso com força suficiente para resistir aos movimentos constantes e sutis da vida cotidiana. Por décadas, a abordagem padrão tem sido ancorar parafusos nos blocos ósseos na lateral das vértebras, conhecidos como massa lateral. No entanto, esses parafusos apenas se prendem à camada externa do osso. Um método alternativo envolve conduzir parafusos através da estreita ponte óssea do pedículo e profundamente no corpo principal da vértebra. Esse caminho oferece uma fixação mais longa e contato com um osso interno mais forte, mas é tecnicamente mais difícil de realizar. A questão crítica para os cirurgiões não é apenas se o parafuso cabe, mas se ele resistirá ao longo do tempo conforme o paciente se move, ou se irá afrouxar e falhar lentamente sob o estresse repetitivo de viver.
Uma equipe de pesquisadores do Centro Médico Universitário de Göttingen propôs-se a responder a essa questão testando os dois métodos lado a lado. Eles não confiaram em modelos computacionais ou testes simples de tração, que medem quanta força é necessária para puxar um parafuso diretamente para fora. Em vez disso, queriam ver como os parafusos resistiam ao tipo de movimento rítmico de balanço que ocorre dentro de um corpo vivo. Eles utilizaram dez vértebras de doadores humanos, variando do terceiro ao sétimo nível do pescoço, e as prepararam para o teste. Em um design inteligente, cada vértebra serviu como seu próprio controle: de um lado, inseriram um parafuso na massa lateral e, no lado oposto, colocaram um parafuso pedicular. Isso garantiu que quaisquer diferenças nos resultados fossem devidas ao tipo de parafuso e não a variações na qualidade óssea entre diferentes pessoas.
Os pesquisadores então montaram essas vértebras em uma máquina capaz de aplicar uma força de balanço rítmica de cima para baixo na cabeça de cada parafuso. Começaram com uma carga muito leve e aumentaram a força ligeiramente a cada ciclo, mimetizando o acúmulo gradual de estresse que leva ao afrouxamento. O teste continuou até que o parafuso se movesse cinco milímetros de sua posição original, um ponto que os pesquisadores definiram como falha. Este método permitiu-lhes medir exatamente quanta força o parafuso poderia suportar e quantos ciclos de movimento sobreviveu antes de ceder.
Os resultados foram claros e consistentes. Os parafusos pediculares provaram ser significativamente mais fortes que os parafusos de massa lateral em todos os casos. Em média, os parafusos pediculares suportaram uma força máxima de 252,4 newtons antes de falhar, enquanto os parafusos de massa lateral cederam a 166,4 newtons. Em termos de resistência, os parafusos pediculares sobreviveram a uma média de 2.573 ciclos de balanço antes de atingir o ponto de falha, enquanto os parafusos de massa lateral duraram apenas 1.636 ciclos. Isso significa que os parafusos pediculares suportaram aproximadamente 57 por cento a mais de movimento antes de afrouxarem. Além disso, os parafusos pediculares permaneceram mais rígidos durante o teste, resistindo melhor ao balanço do que seus equivalentes. Em cada par de vértebras testado, o parafuso pedicular superou o parafuso de massa lateral.
O estudo também analisou como a densidade óssea afetou os resultados. Embora os pesquisadores tenham descoberto que a vantagem do parafuso pedicular era mais perceptível em ossos com menor densidade, eles alertaram que essa observação foi baseada em um pequeno número de amostras e requer investigação adicional. A principal conclusão permanece a superioridade mecânica do parafuso pedicular sob estas condições específicas de teste. Os autores observam que, embora este método ofereça uma clara vantagem mecânica, não é isento de riscos. O caminho através do pedículo é estreito e próximo a nervos e vasos sanguíneos vitais, exigindo habilidade cirúrgica precisa e planejamento cuidadoso. Portanto, as descobertas sugerem que, quando um cirurgião pode inserir com segurança um parafuso através do pedículo, fazê-lo pode proporcionar uma fixação mais duradoura para pacientes com colunas cervicais instáveis, oferecendo uma ancoragem mais forte contra o movimento incessante do corpo.
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