Pódese prever como se comportará a rótula despois dunha operación de prótese de xeonllo? Unha investigación desenvolvida no Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI) da Universidade da Coruña permite simular o movemento desta articulación tras a intervención e estudar como as características de cada paciente poden influír na elección do tratamento.
Os resultados están asinados polo investigador Florian Michaud, xunto con Ánxela Pérez e Daniel Dopico, persoal investigador do Laboratorio de Enxeñaría Mecánica (LIM) do CITENI, e o cirurxián Simon Talbot, do Departamento de Cirurxía Ortopédica de Western Health (Footscray, Australia).
A aliñación do cuadríceps, un factor decisivo
O estudo aborda unha das complicacións que poden aparecer tras unha artroplastia total de xeonllo, o desprazamento anómalo da rótula, que pode provocar dor, inestabilidade e, nos casos máis graves, requirir unha nova intervención. Os resultados mostran que a aliñación preoperatoria do cuadríceps xoga un papel clave na estabilidade rotuliana e tela en conta pode axudar a mellorar a colocación dos implantes.
A ferramenta desenvolvida polo equipo do LIM permite reproducir mediante simulación o movemento da rótula e analizar como as decisións tomadas durante a cirurxía poden modificar o seu percorrido e as forzas que soporta. Entre estas decisións atópanse os cortes realizados no fémur e a tibia, que condicionan a orientación e a posición final dos compoñentes da prótese.
Simular antes de operar
A diferenza doutros sectores da enxeñaría, onde unha peza se pode substituír ou unha montaxe corrixirse, en cirurxía os cortes óseos son irreversibles. Unha vez realizados non hai volta atrás. Por iso, resulta especialmente útil dispoñer de ferramentas preditivas que permitan comparar distintas alternativas antes da intervención e estudar as súas posibles consecuencias segundo a anatomía e a aliñación muscular de cada paciente. Deste xeito, poden proporcionar información para apoiar a toma de decisións cirúrxicas.
O modelo computacional desenvolveuse no Laboratorio de Enxeñaría Mecánica do CITENI e foi validado experimentalmente mediante un prototipo de xeonllo fabricado en impresión 3D e integrado con sensores. As predicións obtidas mediante simulación mostraron unha elevada concordancia coas medicións experimentais.
Unha das principais vantaxes é a súa rapidez, cada simulación complétase, de media, en 48 segundos. Isto fai posible analizar en pouco tempo diferentes escenarios cirúrxicos xusto antes da intervención. A pesar de que o traballo constitúe aínda unha proba de concepto, os resultados mostran o potencial desta ferramenta para apoiar a planificación personalizada da cirurxía.
Conexión Ferrol-Australia
A investigación forma parte do proxecto “Modelo biomecánico do xeonllo (Dixital Twin) para a simulación preditiva das tensións ligamentosas como axuda ao proceso de decisión do tratamento clínico: artroplastia total de xeonllo”, desenvolvido por Florian Michaud como investigador principal grazas á bolsa Campus Talento Investigador (2022-2026) do Campus Industrial de Ferrol. Este financiamento permitiu consolidar no CITENI unha nova liña de investigación especializada en biomecánica computacional.
Os resultados obtidos espertaron ademais o interese do ámbito sanitario e tecnolóxico. Empresas internacionais do sector contactaron co equipo investigador para explorar posibles aplicacións desta tecnoloxía, mentres que cirurxiáns ortopédicos do Complexo Hospitalario Universitario da Coruña (CHUAC) mostraron interese en estender estas metodoloxías a novas patoloxías musculoesqueléticas e avanzar en futuras colaboracións. A evolución reflicte a capacidade do Campus Industrial de Ferrol para impulsar coñecemento aplicado e favorecer a colaboración entre a Universidade, o ámbito clínico e a industria da tecnoloxía sanitaria.
Referencia: Predicting patellar kinematics and contact forces after TKA: a simulation study on quadriceps malalignment (Publicado en Arthroplasty)
