Desgaste de titânio de hastes de crescimento controladas magneticamente (MCGRs) para o tratamento de deformidades da coluna vertebral em crianças

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 10811 (2022) Cite este artigo

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Hastes de crescimento controladas magneticamente (MCGRs) são um método de tratamento eficaz para escoliose de início precoce (EOS). Nos últimos anos, foi observado aumento do desgaste do titânio nos tecidos adjacentes aos implantes e nas amostras de sangue desses pacientes. Este estudo tem como objetivo investigar a correlação potencial entre a quantidade de perda de metal e os níveis de titânio no sangue durante o tratamento com MCGR, bem como os fatores que influenciam o desgaste do metal. No total, 44 MCGRs (n = 23 pacientes) foram recuperados após uma média de 2,6 anos de implantação e analisados ​​usando um instrumento de medição tátil e subsequente cálculo de perda de metal. Os níveis plasmáticos de titânio (n = 23) foram obtidos usando espectrometria de massa de plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). A correlação de ambos os parâmetros, bem como os fatores de influência foram analisados. Abrasão de titânio em MCGRs foi observada na maioria dos implantes. Não houve correlação do desgaste do implante de metal ou dos valores de plasma de titânio com a duração do tempo de implantação do MCGR, número de procedimentos de alongamento externo, estado ambulatorial do paciente, sexo, peso ou altura. A perda de material nos MCGRs mostrou uma correlação positiva com os valores do plasma sanguíneo de titânio. O presente estudo é um dos primeiros estudos a analisar MCGRs recuperados usando técnicas metrológicas de alta precisão e comparar esses resultados com análises ICP-MS determinando os valores de titânio no sangue.

Crianças com escoliose precoce progressiva (EOS) muitas vezes necessitam de tratamento cirúrgico para controlar a deformidade, preservar o potencial de crescimento da coluna e prevenir a síndrome de insuficiência torácica1. Durante as últimas décadas, vários implantes espinhais favoráveis ​​ao crescimento foram introduzidos, a maioria deles exigindo intervenções cirúrgicas repetitivas para o alongamento do implante para preservar o crescimento da coluna vertebral. Recentemente, hastes de crescimento magneticamente controladas (MCGRs) tornaram obsoletos vários procedimentos cirúrgicos de alongamento em um subgrupo de pacientes com EOS2. Vários estudos relataram os resultados de curto e longo prazo dos MCGRs no tratamento da deformidade espinhal precoce3,4,5,6. Embora a capacidade de controlar a progressão da deformidade e o benefício das distrações ambulatoriais dos MCGRs seja evidente, permanecem as preocupações sobre o risco de complicações, incluindo a geração excessiva de detritos metálicos.

Os MCGRs consistem em uma liga biomédica de titânio (Ti-6Al-4V)7. Apesar da compatibilidade biológica e mecânica do titânio, partículas microscópicas de metal foram observadas extensivamente dentro das hastes8 e no tecido circundante das hastes7,9,10,11. Tem sido sugerido que os resíduos de desgaste do titânio podem levar localmente a reações inflamatórias, osteólise ou soltura do implante11,12,13. Além disso, acredita-se que partículas de titânio entrem na circulação sanguínea e se acumulem em outros tecidos e órgãos distantes14. Com a capacidade de gerar espécies reativas de oxigênio, o titânio pode induzir estresse oxidativo e aumentar o risco de câncer15. Essas possíveis consequências a longo prazo das partículas de titânio causadas por implantes ganharam atenção e levantaram preocupações. Vários estudos mostraram concentrações aumentadas de titânio no sangue total, soro ou urina do paciente após o implante de dispositivos espinhais de titânio em crianças9,10.

Também foram observadas marcas de desgaste como um sinal de abrasão de metal de MCGRs8,16,17, mas apenas alguns estudos usaram técnicas metrológicas para caracterizar a extensão da abrasão de metal16. Medir a abrasão de implantes é um desafio, especialmente devido à pequena escala de mudanças no material e às formas individuais em que a abrasão pode aparecer. Assim, é necessária uma instrumentação muito precisa que possa detectar a abrasão nas formas que ocorrem.

O objetivo deste estudo foi investigar a extensão do desgaste do titânio (ou seja, o volume de material abrasivo) em crianças durante o tratamento com MCGR e a correlação potencial entre a perda de material nos MCGRs e os valores de titânio medidos no plasma sanguíneo. Além disso, foram avaliados fatores relacionados ao paciente (peso, altura, sexo, capacidade ambulatorial) e fatores relacionados ao implante (duração do tratamento, número de procedimentos de distração) que possivelmente afetam a perda de material nas hastes.