Placa óssea de magnésio biodegradável e fixação de parafuso em cirurgia de mandíbula (MgJawSurgery)

A fixação com placa óssea e parafuso é um sistema bem reconhecido para fixação interna em cirurgia de mandíbula, abrangendo fixação de fraturas, cirurgia ortognática e reconstrução craniofacial. Ao longo do desenvolvimento, o titânio e suas ligas tornaram-se os materiais predominantes para fixação interna, devido às suas excepcionais propriedades mecânicas e biocompatibilidade. No entanto, o titânio tem certas desvantagens, como a rigidez excessiva em comparação com o osso, o que pode resultar em proteção contra tensões e subsequente reabsorção óssea. Além disso, a fixação de placas e parafusos de titânio destina-se a suporte mecânico temporário durante a consolidação óssea e pode necessitar de remoção através de uma cirurgia secundária após a consolidação óssea, aumentando assim os encargos com os cuidados de saúde. Se deixado in situ, o titânio pode interferir nas imagens de raios X devido aos efeitos de endurecimento do feixe.

Num esforço para resolver as limitações da fixação de titânio, os investigadores têm explorado o desenvolvimento de materiais alternativos para fixação interna. Os sistemas bioabsorvíveis utilizam materiais biodegradáveis ​​para fixação de placas ósseas e parafusos, eliminando assim a necessidade de uma cirurgia secundária para remoção de hardware. Esses sistemas biodegradáveis ​​evitam problemas de longo prazo associados à proteção contra estresse ou à dispersão de raios X. Os materiais de osteossíntese biodegradáveis ​​comercialmente disponíveis incluem polímeros de alto peso molecular, como poli(ácido láctico) (PLA), ácido poliglicólico (PGA) e copolímero poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA). No entanto, estes polímeros biodegradáveis ​​apresentam resistência mecânica insuficiente, necessitando de dimensões aumentadas e resultando num volume volumoso que pode impedir a aplicação. Além disso, a biocompatibilidade abaixo do ideal pode provocar reações de corpo estranho e dificultar a cicatrização óssea normal. Por último, controlar as taxas de biodegradação dos polímeros é um desafio, o que pode ultrapassar a cicatrização óssea normal e levar a complicações pós-operatórias, como consolidação viciosa ou não união.

Nos últimos anos, o magnésio emergiu como um metal biodegradável promissor para fixação interna, conforme demonstrado por numerosos estudos de investigação. O magnésio exibe propriedades mecânicas mais estreitamente alinhadas com o osso humano do que os materiais rígidos de titânio ou aço inoxidável, mitigando efetivamente as desvantagens da proteção contra estresse e da dispersão de raios X. In vivo, as placas e parafusos de magnésio se dissolvem gradualmente, liberando íons de magnésio e gás hidrogênio. Os íons de magnésio, essenciais ao corpo humano, podem ser metabolizados sem causar danos. O acúmulo de gás hidrogênio nos tecidos pode resultar em inchaço ou desconforto temporário, que normalmente desaparece à medida que o gás se dissipa com o tempo. Mais importante ainda, o magnésio demonstrou notável bioatividade na promoção da regeneração óssea, despertando um interesse crescente na investigação biomecânica básica. A sua bioatividade excepcional foi demonstrada até mesmo em situações clínicas desafiadoras. Consequentemente, as propriedades únicas e superiores do magnésio posicionaram-no como um promissor implante biomédico de próxima geração para fixação interna em humanos.

A aplicação de materiais à base de magnésio em cirurgia óssea remonta a 1906, e avanços recentes levaram ao desenvolvimento de dispositivos de fixação interna biodegradáveis ​​por empresas como Synntellix AG (Alemanha) e U&I Corporation (Coreia do Sul) [7]. Esses sistemas de fixação, incluindo MAGNEZIX® (parafusos de liga Mg-Y-Re-Zr) e RESOMET™ (parafusos de liga Mg-Ca-Zn), mostraram resultados promissores em vários estudos clínicos em vários países, tratando condições como hálux valgo, osteonecrose da cabeça femoral e fraturas do rádio distal. No entanto, dados os potenciais riscos para a saúde dos pacientes dos elementos de liga, as equipas de investigação chinesas têm-se empenhado no desenvolvimento de magnésio de alta pureza para fins de fixação interna.

Numerosos estudos clínicos em humanos utilizando magnésio de alta pureza foram conduzidos com sucesso na China. Em 2015, Yu et al. empregaram parafusos de magnésio de alta pureza para fixação de enxertos ósseos vascularizados em adultos jovens com fraturas desviadas do colo do fêmur. Durante um período de acompanhamento de 16 meses, os pacientes alcançaram resultados satisfatórios no Harris hip score, um índice funcional, e apresentaram menor incidência de complicações como necrose avascular e pseudoartrose. Em 2016, Zhao et al. implementaram parafusos de magnésio de alta pureza em um ensaio clínico para fixação de enxertos ósseos vascularizados na osteonecrose da cabeça femoral. Num período de acompanhamento de 12 meses, os pacientes tratados com parafusos de magnésio demonstraram resultados mais satisfatórios nos escores funcionais e redução no deslocamento do enxerto ósseo. Os níveis séricos de magnésio permaneceram dentro da faixa fisiológica normal e os potenciais efeitos adversos induzidos pelos produtos de degradação do magnésio estavam ausentes. Em 2019, Chen et al. utilizaram parafusos de magnésio de alta pureza para fixar enxertos ósseos vascularizados para necrose da cabeça femoral induzida por trauma em um relato de caso. Resultados satisfatórios foram alcançados em termos de recuperação funcional, e os parafusos de magnésio degradaram-se gradualmente ao longo de mais de dois anos, sem quaisquer efeitos colaterais perceptíveis.

Apesar do seu potencial, a fixação à base de magnésio enfrenta desafios na ortopedia devido à sua resistência mecânica relativamente fraca quando utilizada em áreas de suporte de peso, e até agora não foram realizados ensaios clínicos nestes casos. Teoricamente, a fixação na região articular do quadril deve suportar forças superiores a 2.000N, ou três vezes o peso corporal, que pode aumentar durante a mobilização funcional. Os pesquisadores têm explorado estratégias de revestimento para desacelerar a degradação in vivo do magnésio, ampliando assim o suporte mecânico para uma cicatrização ortopédica adequada. Eles também estão investigando técnicas metalúrgicas para aumentar a resistência mecânica dos dispositivos de fixação de magnésio. Por outro lado, as cirurgias de mandíbula podem se beneficiar da fixação à base de magnésio devido aos seus requisitos de carga de força comparativamente mais baixos em comparação com a fixação de membros ou coluna vertebral. As forças normais para a mandíbula são de aproximadamente 400N, que diminuem para 115N em uma semana e 250N em seis semanas após a redução interna. Conseqüentemente, a fixação de magnésio é uma promessa para aplicação bem-sucedida em cirurgias de mandíbula.

No entanto, devido à limitada investigação clínica neste domínio, são necessários esforços consideráveis ​​para compreender completamente os benefícios dos materiais à base de magnésio na cirurgia da mandíbula e para estabelecer novos protocolos cirúrgicos para a sua implementação. Este estudo busca investigar a aplicação de magnésio para fixação óssea em cirurgia de mandíbula e avaliar de forma abrangente os resultados cirúrgicos. O estudo contribuirá para uma compreensão mais profunda do uso do magnésio como fixação interna em cirurgias de mandíbula e deverá abrir caminho para novos protocolos cirúrgicos utilizando fixação biodegradável. Em última análise, isto poderia levar a melhores resultados para os pacientes e a uma redução dos encargos com os cuidados de saúde.