As fraturas ósseas correspondem a 40% das injúrias não fatais e 16,2 milhões de casos ocorrem no mundo anualmente. Seu tratamento pode ser cirúrgico ou não cirúrgico, sendo a fixação interna uma das principais opções de tratamento. Este processo de fixação se dá através do uso de implantes, principalmente placas, que permitem regeneração e osteossíntese. Placas anatômicas podem apresentar falhas por diversos motivos, e, em virtude disso, podem levar à necessidade de cirurgias de revisão. Isso traz problemas ao paciente e à saúde pública, uma vez que tratam-se de procedimentos de alto custo. Tendo isso em vista, estudos foram desenvolvidos visando minimizar esses problemas ainda na fase pré-clínica de avaliação dos dispositivos. Dentre os diversos modos de falhas em placas de fixação interna e os sítios de fratura existentes, um artigo analisou as principais publicações e bases de dados a respeito e elencou as mais comuns. Dividimos em uma série de posts visando abordar melhor cada região de falha e suas causas. MEMBROS SUPERIORES Fraturas Proximais do Úmero Entre membros superiores, o úmero proximal é o sítio de fratura onde mais ocorrem falhas de placas ósseas. As falhas mais presentes nesse tipo de fratura foram: Extrusão dos parafusos bloqueados e invasão do espaço articular por meio de perfuração incorreta do osso. Esses tipos de falha acontecem majoritariamente por erros técnicos durante a cirurgia, como reduções anatômicas ruins e principalmente indicações inadequadas de tratamento. O uso desmedido de placas de fixação interna para fraturas de úmero proximal pode resultar em altas taxas de falha na redução anatômica, fraturas com luxação, fragmentação ou desconexão da cabeça umeral com o segmento metafiseal. Deve-se ter atenção ao optar por este tratamento para os casos em que não se pode garantir a estabilidade da fratura e na vigência de deficiências ósseas (como osteopenia ou necrose avascular). Isso se deve à limitações nos próprios projetos dos implantes. O mecanismo de bloqueio de alguns parafusos pode levar o cirurgião a superestimar a fixação, gerando uma sensação de estabilidade daquele componente. Essa ilusão de uma ligação satisfatória pode esconder uma fixação instável e passível de colapso. Arrancamento do conjunto placa-parafusos da cabeça umeral seguido de deslocamento da fratura em varo. Neste caso, pode-se atribuir as falhas a uma série de erros técnicos, que incluem a não utilização de bandas de tensão sobre as tuberosidades, suporte medial inadequado devido aos parafusos que não alcançaram o osso subcondral, e não aplicação de enxertos ósseos na cominuição da porção medial ou nos defeitos ósseos existentes. Avaliação dos nossos especialistas Nota-se que, dentro dos modos de falha observados em placas para membros superiores, neste e em outros artigos, não foram notadas falhas por ruptura em fadiga. Isso pode ser interpretado como esperado, visto que os membros superiores não são expostos a cargas cíclicas devido a transmissão de carregamentos oriundos da marcha humana. Sendo assim, os modos de falhas observados em placas posicionadas em membros superiores (úmero, rádio, clavícula, entre outros) foram provenientes principalmente de quedas do paciente, de equívocos ocorridos na cirurgia ou de falhas de projeto de roscas dos parafusos, que levaram a arrancamento ou extrusão dos mesmos. No próximo artigo da série veremos que a situação é oposta para placas localizadas em membros inferiores. Falhas ocorridas no intraoperatório não foram computadas por esse trabalho. Gerenciamento de Riscos Em um sistema de Boas Práticas para desenvolvimento e fabricação de dispositivos médicos, é necessário que seja implementado um sistema de gerenciamento de riscos. Dentro desse sistema, o levantamento das causas de falha mais comuns é tido como um dos principais parâmetros de entrada. Isso é cobrado por diversas agências reguladoras, como por exemplo a ANVISA, que na RDC 56/2001 (Requisitos Essenciais de Segurança e Eficácia de Produtos para Saúde) atesta que o fabricante “deverá estabelecer, documentar e manter durante o ciclo de vida do produto, um processo contínuo para identificação das potenciais fontes de dano associados ao material de uso em saúde, estimando e avaliando os riscos associados”. Conte Conosco A MSC MED auxilia diversos fabricantes, importadores, desenvolvedores e multinacionais do ramo de dispositivos médicos implantáveis para ortopedia no levantamento de potenciais riscos e no tratamento destes, por meio de protocolos de validação pré-clínica. Esse trabalho é realizado com o objetivo de obter a aprovação pré-mercado dos dispositivos no mercado brasileiro e internacional. Referência ESPERIDIÃO, Alexandre Batista et al. MODOS DE FALHAS DE PLACAS ANATÔMICAS EM FRATURAS DE OSSOS LONGOS. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA BIOMECÂNICA, 6., 2018. Águas de Lindóia: Abcm, 2018.
Considerações sobre tratamento de superfície para ortopedia
O crescente rigor regulatório faz com que os fabricantes de dispositivos avaliem novos revestimentos e tecnologias de tratamento de superfície. Com o maior rigor dos órgãos reguladores, os OEMs (do inglês: Original Equipment Manufacturers) ortopédicos estão atentando mais para o desempenho de seus dispositivos médicos e investindo recursos para simular condições reais enfrentadas por seus produtos para avaliar o desempenho. Processos de revestimento e tecnologias de modificação de superfícies vem sendo usados há décadas por empresas ortopédicas. Mas, em um processo de melhoria contínua, os OEMs seguem buscando formas de aprimorar o processo de integração óssea. Quais problemas os revestimentos podem resolver? Para a fabricação de implantes, o titânio e suas ligas são as matérias primas preferidas dos OEMs, devido a suas propriedades mecânicas, biocompatibilidade, resistência a corrosão e baixa condutividade elétrica. Porém, estes materiais não induzem efetivamente a osseointegração. Além disso, as empresas possuem dificuldades em relação a infecções bacterianas em implantes. Dados dos EUA e do Reino Unido indicam que 23% a 25% dos procedimentos de revisão após a artroplastia do joelho são decorrentes de infecções deste tipo, tornando essa um dos problemas mais comuns. Com infecções bacterianas sendo de grande preocupação, uma consideração importante é a porosidade e a textura do revestimento da superfície. Estudos revelam que superfícies ásperas facilitam a adesão bacteriana, dificultando o tratamento com antibióticos. Entretanto, a rugosidade na faixa de micrometros estimula a osteogênese e garante a fixação do implante no osso. O cenário ideal seria uma superfície com uma rugosidade na faixa nanométrica para reduzir o risco de infecções bacterianas. Outra solução potencial para eliminar infecções bacterianas é o revestimento de implantes com antibióticos. Pesquisadores querem melhorar a integração osso-implante metálico modificando a estrutura da superfície ou desenvolvendo novos revestimentos. Empresas e institutos de pesquisa estão destinando recursos para estudos de novos revestimentos e estão obtendo resultados interessantes. Seguem alguns exemplos ao redor do mundo: Suíça: uma empresa desenvolveu revestimento que acelera o processo de osseointegração para o titânio. Ele é a base de óxido de titânio, que libera pequenas quantidades de estrôncio para estimular o crescimento ósseo, sem comprometer a estabilidade do revestimento. Suécia: Pesquisadores desenvolveram um revestimento de Hidroxiapatita (HA) com porosidade na faixa dos nanômetros (nm) que aumenta a estabilidade do implante e promove o crescimento ósseo. Estudos mostram que este revestimento pode aumentar a ancoragem de implantes de titânio em até 35% e os implantes de PEEK em mais de 80% durante o primeiro período crítico de cicatrização. Irã: Pesquisadores aplicaram revestimentos de biovidro a implantes de titânio com resultados promissores. O bioglass funciona de forma semelhante a hidroxiapatida formando uma forte ligação com tecidos moles e duros. China: Pesquisadores testaram a dopamina como revestimento e melhoraram a hidrofilicidade e a resistência à corrosão do implante. Além disso, cria superfícies bioativas para adesão celular. Austrália: Para contornar os problemas de contaminação e/ou rejeição, pesquisadores australianos revestiram implantes de titânio impressos 3d com diamante e obtiveram melhora a interação entre o osso e uma redução significativa da fixação bacteriana no implante. Além disso, foi possível observar uma melhora na biocompatibilidade e resistência do implante. EUA: Uma pesquisadora de Ohio desenvolveu uma maneira de usar filmes finos de antibióticos para prevenir infecções de implantes cirúrgicos. Os implantes podem ser revestidos com etanol, doxiciclina, eritromicina, cloranfenicol e levofloxacina usando um método único de revestimento por imersão. Implantes em PEEK também seguem em alta no mercado apesar de suas baixas propriedades de osseointegração, que podem ser melhoradas com revestimentos: o mais comum é a hidroxiapatita. Pesquisadores da União Europeia revestiram PEEK com colágeno. O objetivo é usar o material híbrido PEEK- colágeno como um revestimento para criar implantes biologicamente ativos que melhorem a osseointegração após procedimentos de artroplastia articular. Desafios enfrentados pelas tecnologias. Um dos maiores desafios para os provedores de revestimento e modificação de superfície é o rigor regulatório. Por exemplo, testes de biocompatibilidade considerados aceitáveis e inclusivos há apenas alguns anos, hoje exigem uma análise mais aprofundada. Dentro do mercado de dispositivos médicos cada vez mais regulamentado, tornou-se mais demorado e dispendioso para os OEMs obterem aprovação para dispositivos que dispõem de novas tecnologias de superfície. Dependendo da tecnologia específica, há pouca ou nenhuma possibilidade de reivindicar semelhança com dispositivos predicados já existentes no mercado, o que aumenta o tempo e o custo do processo – frequentemente levando a necessidades por pesquisas clínicas para comprovar a eficácia. Conforme se torna mais difícil cumprir os passos regulatórios, é mais comum que os OEMs reavaliem o desempenho de seus produtos. Algumas empresas descobrem que seus revestimentos herdados não se sustentam tão bem quanto esperavam – forçando-os a considerar novos revestimentos de superfície e métodos de tratamento. Como o mercado de implantes ortopédicos continua a evoluir e se alterar devido às mudanças demográficas e expectativas regulatórias, a demanda por implantes de melhor desempenho aumentará. Para atender a essas demandas de mercado, os OEMs e seus parceiros da cadeia de suprimentos devem encontrar maneiras novas e inovadoras de melhorar a funcionalidade do implante, investindo em revestimentos avançados e modificações de superfície, proporcionando uma melhor experiência ao paciente. Referência | Referência
Insights sobre Artroplastia de Joelho e Quadril – Registro Nacional Americano
O Registro Nacional Americano trouxe importantes insights sobre Artroplastia de Joelho e Quadril, dados importantes para quem deseja comercializar neste mercado. Muitos países e instituições costumam publicar relatórios anuais sobre a utilização de dispositivos médicos para realização de cirurgias específicas. São os chamados “Registros Nacionais”. Em 2017, o American Joint Replacement Registry (AJRR), registro norte-americano de artroplastia, alcançou um importante marco, entrando em mais de um milhão de procedimentos de artroplastia em seu banco de dados. O Relatório Anual da AJRR 2017 apresenta a imagem mais abrangente até o momento dos padrões de substituição do quadril e do joelho nos EUA. O relatório anual coleta dados de 2012-2016 e contém 860.080 procedimentos. Refletindo o crescimento rápido e acelerado, o marco de um milhão do registro foi alcançado em março do ano passado. “O Registro tem visto um crescimento significativo da participação desde o nosso relatório anterior – um aumento de 101% nos procedimentos, um aumento de 57% nas instituições relatadoras e um aumento de 50% nos cirurgiões”, disse Daniel J. Berry, MD, presidente da AJRR. “O crescimento leva a mais e melhores dados, permite uma análise mais acionável e produz idéias que melhoram o suporte à decisão cirúrgica”. Insights Cirúrgicos Seguem-se alguns achados principais relacionados à prática cirúrgica de artroplastia total do quadril (THA) e artroplastia total do joelho (TKA) com base na análise dos dados mais recentes relatados pela AJRR. Quais procedimentos cirúrgicos estão aumentando ou diminuindo? A carga de revisão é uma medida do sucesso da artroplastia. Qual é a tendência entre os registros? Qual é o projeto mais comum do implante do joelho? Como os perfis demográficos do paciente estão mudando? Perguntas como estas (e mais) são abordadas em detalhes ao longo do relatório anual. As conclusões abrangentes do relatório do ano passado serão de interesse para cirurgiões ortopédicos, hospitais, empresas de dispositivos médicos, agências governamentais e outras partes interessadas da área de saúde. Principais números sobre THA A taxa de revisão de 2016 é de 8,6 por cento. Tem vindo a diminuir em todos os registos nacionais. A maioria das revisões ligadas adiantadas (menos de 3 meses) são por deslocação, infecção e fratura peri-prostética. THA para fratura do pescoço femoral continua a crescer; a maioria usa hastes sem cimento e cabeças bipolares em todas as faixas etárias. O uso cerâmico da cabeça está aumentando a cada ano, com o “ponto de inflexão” de uma distribuição uniforme entre cabeças cerâmicas e CoCr ocorrendo aos 68 anos. Os pacientes masculinos predominam em grupos etários mais jovens, mas as mulheres representam a maioria dos procedimentos à medida que a população envelhece. Principais números sobre TKA A taxa de revisão de 2016 é de 5,1 por cento. Permaneceu constante em todos os registros nacionais. A maioria das revisões de TKA continuam sendo por infecções. Os projetos de estabilização posterior são o design mais comum usado no TKA primário, mas o uso de design ultra-congruente aumentou constantemente ao longo do tempo. O uso do projeto de rolamento móvel permanece consistentemente em torno de 8-9 por cento do TKA primário. O polietileno altamente reticulado (cross-link) é usado na maioria dos procedimentos primários de TKA, mas reflete uma tendência descendente. UHMWPE convencional está diminuindo; O polietileno antioxidante está aumentando. Expectativas para o futuro. AJRR agora é capaz de coletar três níveis de dados, incluindo medidas de resultado relatadas pelo paciente (PROMs), bem como comorbidade e dados de complicações operacionais. Como resultado, o registro será capaz de ajustar os dados do participante, aumentando consideravelmente seu valor para todas as partes interessadas. O foco emocionante no futuro é a divulgação de dados longitudinais ajustados ao risco, que serão compartilhados em futuros relatórios anuais da AJRR. Referência
Tamanho de Cabeça Femoral mais implantado em Artroplastias Totais de Quadril.
Neste texto, reunimos os dados sobre tamanhos de cabeças femorais mais implantadas nos Estados Unidos. Os avanços recentes em materiais protéticos, formas e superfícies articuladas da artroplastia total do quadril (ATQ) tem ajudado a superar a falha por desgaste, uma das complicações mais comuns do procedimento cirúrgico. No entanto, as causas mais comuns de revisões de ATQ ainda são a instabilidade e o deslocamento da cabeça em relação ao componente acetabular. Ao observarmos os dados do Registro Nacional de Artroplastia Americano, notamos que os padrões de uso do tamanho de cabeça femoral permaneceram relativamente constantes entre 2012 e 2016, com as cabeças de 36 mm sendo usadas em aproximadamente 60% dos procedimentos performados (Figura). Em uma comparação entre 2012 e 2015, o uso de cabeças de 36 mm aumentou significantemente enquanto todos os outros tamanhos de cabeça tiveram seu uso diminuído. Ao longo dos últimos anos, observou-se uma tendência para o aumento do tamanho da cabeça femoral na artroplastia total do quadril para melhorar a estabilidade e a amplitude de movimento livre do choque. Como resultado, os cirurgiões ortopédicos que realizam artroplastia total do quadril (ATQ) observaram uma diminuição significativa na taxa de deslocamento ao usar tamanhos de cabeça maiores. De acordo com o estudo mais recente na literatura, um tamanho de cabeça femoral de ≥36 mm levou a uma diminuição significativa na taxa de deslocamento aos 3, 6, 12 e 18 meses após a cirurgia, em comparação com os tamanhos de cabeça menores que 36 mm. Em alguns aspectos, o material do rolamento e a anatomia do paciente limitarão o tamanho da cabeça femoral que o cirurgião pode usar. O tamanho do componente acetabular é determinado pela anatomia do paciente, e o tamanho do copo influencia o tamanho da cabeça femoral que um cirurgião pode implantar. Como tal, muitas vezes um cirurgião aumentará o tamanho do componente acetabular para colocar uma cabeça femoral maior, aumentando assim a quantidade de osso acetabular removido. Existe uma vantagem cinemática clara para rolamentos de cabeça femoral maiores. Sabe-se que aumentar o tamanho da cabeça femoral leva a um aumento da relação cabeça-pescoço, o que resulta em maior amplitude de movimento. Estudos mostraram que o aumento do tamanho da cabeça femoral atrasava o contato entre o pescoço femoral e o componente acetabular, melhorando assim o movimento. Em particular, os tamanhos de cabeça femoral maiores foram frequentemente utilizados em casos com fatores de risco de instabilidade, incluindo gênero feminino, idade avançada, distúrbios neurovasculares ou cognitivos, abuso de substâncias, déficits de tecido mole do quadril, cirurgia anterior do quadril e outros. Referências: Cho, M.-R., Choi, W. K., & Kim, J. J. (2016). Current Concepts of Using Large Femoral Heads in Total Hip Arthroplasty. Hip & Pelvis, 28(3), 134–141. http://doi.org/10.5371/hp.2016.28.3.134 AJRR – American Joint Replacement Registry. Fourth AJRR Annual Report on Hip and Knee Arthroplasty Data. Rosemont, IL, EUA. 2017.
Normatização para Implantes Cirúrgicos | Curso Intensivo
Um dos principais motivos para indeferimentos na ANVISA no registro de implantes é o não conhecimento das regras e normas aplicáveis. Para facilitar o entendimento destas, o Engenheiro Mecânico Heitor Korndorfer, CEO da MSC MED e o Mestre em Engenharia Mecânica e CEO da SCiTec, Darlan Dallacosta vão ministrar um Curso Intensivo no dia 20 de abril, em São Paulo (SP). O evento acontecerá no Hotel Estanplaza Nações Unidas, das 9h às 17h e tem vagas limitadas. Na pauta, serão apresentados temas como: o papel das normas no comércio nacional e internacional, as diferenças entre os regramentos da ASTM, ISO e ABNT e a aplicação das normas técnicas de produto no âmbito de assuntos regulatórios. As normas de especificações e requisitos para dispositivos médicos farão parte da explanação do turno da tarde. Estão no programa também os conceitos de avaliação de segurança e eficácia de produtos e as normas de métodos de ensaio. Para fechar o intensivo será proposta uma mesa redonda para debater as exigências técnicas da ANVISA. Os interessados poderão enviar antecipadamente sua exigência para ser avaliada na ocasião. Serviço: O que: Curso Intensivo de Normatização para Implantes Cirúrgicos Quando: dia 20/04, das 9h às 17h Local: Estanplaza Nações Unidas, Rua Guararapes, 1889 – Brooklin Novo – São Paulo(SP) Brasil Investimento: R$ 275,00 até 20/03 – R$ 325,00 até 05/04 – R$ 375,00 até 18/04 Inscrições: Encerradas. Maiores Informações: (48) 3236.7401/ mscmed@mscmed.com.br Sobre os instrutores: Darlan Dallacosta – Mestre em Engenharia Mecânica. É secretário do comitê de implantes para substituição de articulações e osos da ABNT (CE 26.070.04) e coordenador do comitê de materiais biomédicos da ABNT (CE26.070.01). Atua como membro do comitê F04 (Medical and Surgical Materials and Devices) da ASTM (American Society os Testig Materials) e CEO da Scitec, laboratório de ensaios para avaliação de materiais e produtos acabados. Heitor Korndorfer – Engenheiro mecânico formado pela Universidade Federal do Paraná. Atuou como Gerente Técnico do Laboratório de Engenharia Biomecânica da UFSC, um dos principais centros de pesquisa de dispositivos médicos no Brasil, sendo responsável pelo gerenciamento técnico e dos ensaios realizados no laboratório. É secretário do comitê de implantes para trauma e coluna da ABNT (CE 26.070.05 – Osteossíntese e Coluna), atuando na área de normatização. e membro do comitê F04 (Medical and Surgical Materials and Devices) da ASTM (American Society of Testing Materials). Atua como CEO da MSC MED, empresa que oferece orientação técnica e científica no desenvolvimento e avaliação de dispositivos médicos e produtos para a saúde.
Comitê da ASTM discute a aprovação de nova norma para ensaios em placas ósseas de pequenas dimensões
Circula para avaliação dos especialistas da ASTM proposta para criação da norma técnica para ensaios mecânicos específicos para placas ósseas de pequenas dimensões. Esta proposta de norma da ASTM pode aplicar-se a placas de mini e microfragmentos, bem como craniomaxilofaciais (CMF), e oficializa alguns métodos de ensaio que já eram utilizados informalmente por diversos fabricantes interessados em avaliar os seus produtos. A nova proposição de norma permite a avaliação das placas em torção, em flexão em balanço e em flexão três pontos. Isso possibilita escolher um método que se aplique melhor a geometria da placa que se deseja avaliar. De acordo com o Eng. Heitor Korndorfer, CEO da MSc Med, que é membro votante da ASTM desde 2015 e atual responsável pela revisão das normas relativas a parafusos ósseos na associação, “a nova norma fornece mais opções e deixa claro que cabe ao usuário definir o método que melhor se aplica ao seu produto. É sem dúvidas um avanço, já que a ASTM F382 possui limitantes”.
Proposta para norma de avaliação de desgaste de prótese de quadril segue para votação
Na reunião anual do comitê ISO TC150/SC4, realizada em Nagoya no Japão, foi continuada a discussão da proposta de criação da norma técnica para o ensaio de avaliação de desgaste em configurações de mau posicionamento de próteses de quadril. Essa proposição inicial, que causou alguma polêmica entre os especialistas, avalia o efeito do mau posicionamento do par tribológico durante o procedimento cirúrgico no desempenho de desgaste do produto. Após a afirmação de pesquisadores de que o carregamento de borda proveniente do mau posicionamento da prótese ocorre clinicamente, esta proposta de norma apresenta uma matriz de parâmetros que podem auxiliar na avaliação da influência do posicionamento da prótese durante a cirurgia e seu possível desgaste in vivo. Este carregamento de borda é resultado da restrição geométrica aos movimentos angulares devido à superfície não-esférica do copo acetabular. A ocorrência desse carregamento é caracterizada quando a força durante uma condição estática ou dinâmica é elevada, causando uma alteração no posicionamento do centro da cabeça femoral e o centro do copo acetabular. Configurações de ensaio que preveem “mau posicionamento” de um componente costumam não ser bem aceitas por alguns especialistas. O argumento é que os produtos são projetados para uma determinada configuração e, erros na técnica cirúrgica são situações sobre os quais o fabricante não tem responsabilidade. Contudo, outra corrente de especialistas acredita que os projetos de produtos médicos precisam ser robustos a ponto de apresentarem segurança mesmo em configurações que diferem sensivelmente da condição ótima de projeto. Não há previsão para publicação da norma. Para o Eng. Heitor Korndorfer, CEO da MSc Med, esses movimentos devem ser vistos com cuidado, “A padronização de ensaios por meio de normas ISO é delicada, pois pode levar as agências reguladoras a perceber estes ensaios como obrigatórios, e não apenas como uma padronização de método de ensaio, como os especialistas internacionais estão vendo. É preciso ter cautela”. A MSc Med envia especialistas para os principais fóruns da área de dispositivos médicos. O próximo evento previsto será a ASTM Meeting, a ser realizado de 13 a 16 de novembro em Atlanta – EUA.