Static bending test after proximal femoral nail (PFN) removal - in vitro analysis

Paiva, Leonardo Morais; Macedo Neto, Sílvio Leite de; Souto, Diogo Ranier de Macedo; Ferreira, George Neri Barros; Costa, Hélio Ismael da; Freitas, Anderson

Abstract Objective To evaluate, through biomechanical testing, the resistance to and energy required for the occurrence of proximal femoral fracture in synthetic bone after removal of a proximal femoral nail model (PFN), comparing the results obtained with a reinforcement technique using polymethylmethacrylate (PMMA).

Methods Fifteen synthetic bones were used:

five units for the control group (CG), five for the test group without reinforcement (TGNR), and five for the test group with reinforcement (TGR). The biomechanical analysis was performed simulating a fall on the trochanter using a servo-hydraulic machine. In the GC, the assay was performed with the PFN intact. In the TGNR and TGR groups, a model of PFN was introduced and the tests were performed in the TGNR, after simple removal of the synthesis material, and in the TGR, after removal of the same PFN model and filling of the cavity in the femoral neck with PMMA. Results All groups presented a basicervical fracture. The CG presented a mean of 1427.39 Newtons (N) of maximum load and 10.14 Joules (J) of energy for the occurrence of the fracture. The TGNR and TGR presented 892.14 N and 1477.80 N of maximum load, and 6.71 J and 11.99 J of energy, respectively. According to the Kruskal-Wallis ANOVA, there was a significant difference in the maximum load (p = 0.009) and energy (p = 0.007) between these groups. Conclusion The simple removal of a PFN in synthetic bone showed a significant reduction of the maximum load and energy for the occurrence of fracture, which were re-established with a reinforcement technique using PMMA.

Resumo Objetivo Avaliar, por meio de ensaio biomecânico, a resistência e a energia necessária para ocorrência de fratura do fêmur proximal em osso sintético após retirada de um modelo de haste de fêmur proximal (PFN) e comparar os resultados obtidos com técnica de reforço com polimetilmetacrilato (PMMA).

Métodos Foram usados 15 ossos sintéticos:

cinco unidades para o grupo controle (GC), cinco para o grupo teste sem reforço (GTS) e cinco para grupo teste com reforço (GTC). A análise biomecânica foi feita e simulou queda sobre o trocânter com máquina servo-hidráulica. No GC, o ensaio foi feito com sua integridade intacta. Nos grupos GTS e GTC, foi introduzido um modelo de PFN e os ensaios foram feitos no GTS, após simples retirada do material de síntese, e no GTC, após retirada do mesmo modelo de haste e preenchimento do pertuito no colo com PMMA. Resultado Todos os grupos apresentaram fratura basocervical. O grupo GC apresentou média 1.427,39 Newtons (N) de carga máxima e 10,14 Joules (J) de energia para a ocorrência da fratura. Os grupos GTS e GTC apresentaram 892,14 N e 1.477,80 N de carga máxima e 6,71 J e 11,99 J de energia, respectivamente. Segundo a Anova de Kruskal-Wallis, existe diferença significativa na carga máxima (p = 0,009) e na energia (p = 0,007) entre esses grupos. Conclusão A simples retirada de um PFN em osso sintético apresentou redução significativa da carga máxima e da energia para a ocorrência de fratura, que foram reestabelecidas com uma técnica de reforço com PMMA.