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CC BY 4.0 · Rev Bras Ortop (Sao Paulo) 2025; 60(05): s00451813000
DOI: 10.1055/s-0045-1813000
Artigo Original

Carga sobre os metatarsos menores após cirurgia minimamente invasiva para correção de hallux valgus: Um modelo de elementos finitos

Lesser Metatarsals Load after Minimally-Invasive Surgery for Hallux Valgus Correction: A Finite Element Model

Autor*innen

  • Henrique Mansur 

    1   Departamento de Cirurgia do Pé e Tornozelo, Instituto Return to Play and Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR), Brasília, DF, Brasil

  • Bruno Abdo 

    2   Departamento de Cirurgia do Pé e Tornozelo, Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR), Brasília, DF, Brasil

  • Gabriel Ferraz Ferreira 

    3   Grupo de Cirurgia de Pé e Tornozelo, Unidade de Ortopedia e Traumatologia, Prevent Senior, São Paulo, SP, Brasil

  • Miguel Viana Pereira Filho 

    4   Chefe do Grupo de Cirurgia de Pé e Tornozelo, Unidade de Ortopedia e Traumatologia, Prevent Senior, São Paulo, SP, Brasil

  • Roberto Zambelli 

    5   Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brasil
    6   Rede de Saúde Mater Dei, Belo Horizonte, MG, Brasil

  • Gustavo Araújo Nunes 

    7   Unidade de Pé e Tornozelo, Clínica Ortopédica ÓRION, Brasília, DF, Brasil

Suporte Financeiro Um dos autores declara ter recebido suporte financeiro da Novastep fora do escopo deste estudo. Os outros autores declaram que não receberam qualquer suporte financeiro de agências dos setores público, privado ou sem fins lucrativos para a realização deste estudo.
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Resumo

Objetivo

Analisar as consequências biomecânicas nos metatarsos menores do uso de diferentes configurações de parafusos para fixação da osteotomia minimamente invasiva em Chevron e Akin (MICA, do inglês minimally-invasive Chevron-Akin) por meio do método dos elementos finitos (MEF).

Métodos

Um modelo de MEF foi desenvolvido a partir de uma tomografia computadorizada de uma deformidade hallux valgus (HV) moderada. Cinco configurações diferentes de parafusos foram testadas. A tensão máxima nos metatarsos menores de cada configuração de parafuso, em cargas fisiológicas e suprafisiológicas, foi medida.

Resultados

Os metatarsos menores receberam as menores cargas quando a osteotomia do primeiro metatarso foi fixada com um parafuso intramedular e um bicortical, com carga de tração entre 30 e 70 MPa em cargas fisiológicas e 50 a 350 MPa em cargas suprafisiológicas. Em todas as técnicas de fixação, o 2o e o 4o metatarsos receberam as maiores cargas, especialmente nos grupos 3 (2 parafusos bicorticais) e 5 (apenas 1 parafuso bicortical), com valores de até 230 e 600 MPa em cargas fisiológicas e suprafisiológicas, respectivamente. Independentemente da técnica de fixação, a região dos metatarsos menores submetida à maior carga foi a diáfise.

Conclusão

Após a cirurgia MICA para correção de HV, houve aumento das forças de tensão nos metatarsos menores, especialmente no segundo e quarto. A técnica de fixação do primeiro metatarso com um parafuso bicortical e um intramedular apresentou os menores valores de carga nos metatarsos menores. Além disso, em cargas fisiológicas e suprafisiológicas, independentemente da técnica, as forças concentraram-se principalmente na diáfise metatársica.

Abstract

Objective

To analyze the biomechanical consequences on the lesser metatarsals using different screw configurations for fixation of the minimally-invasive Chevron-Akin (MICA) osteotomy, through the finite element method (FEM).

Methods

A FEM model was developed from a computed tomography scan of a moderate HV deformity. Five different screw configurations were tested. We measured the maximal tension in the lesser metatarsals for each screw configurations, in physiological and supraphysiological loads.

Results

The lesser metatarsals received the lowest loads when the first metatarsal osteotomy was fixed with one intramedullary and one bicortical screw, with tensile load values varying between 30 and 70 MPa in physiological loads, and 50 to 350 MPa in supraphysiological loads. In all fixing techniques, the 2nd and 4th metatarsals received the highest loads, especially in groups 3 (2 bicortical screws) and 5 (only 1 bicortical screw), with values reaching up to 230 and 600 MPa in physiological and supraphysiological loads, respectively. Regardless of the fixation technique, the region of the lesser metatarsals that received the most load was the diaphysis.

Conclusion

After MICA surgery to correct HV, there is an increase in tension forces on the lesser metatarsals, especially the second and fourth. The technique of fixing the first metatarsal with one bicortical and one intramedullary screw showed the lowest values on the lesser metatarsals load. Furthermore, for physiological and supraphysiological loads, independently of the technique, the forces were concentrated mainly on the metatarsal shaft.

Palavras-chave

análise de elementos finitos - deformidades congênitas do pé - hallux valgus - procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos

Keywords

finite element analysis - foot deformities, congenital - hallux valgus - minimally invasive surgical procedures

Contribuições dos Autores

Cada autor contribuiu individual e significativamente para o desenvolvimento deste artigo: HM e GN: software e análise de dados. HM e BA: redação – esboço original. HM e GN: conceitualização e administração do projeto. Todos os autores discutiram os resultados e contribuíram para o manuscrito final.


O presente estudo foi desenvolvido no Hospital Santa Helena, SHLN 516 Conjunto D – Asa Norte – Brasília, DF, Brasil.




Publikationsverlauf

Eingereicht: 11. April 2025

Angenommen: 25. September 2025

Artikel online veröffentlicht:
10. Dezember 2025

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Bibliographical Record
Henrique Mansur, Bruno Abdo, Gabriel Ferraz Ferreira, Miguel Viana Pereira Filho, Roberto Zambelli, Gustavo Araújo Nunes. Carga sobre os metatarsos menores após cirurgia minimamente invasiva para correção de hallux valgus: Um modelo de elementos finitos. Rev Bras Ortop (Sao Paulo) 2025; 60: s00451813000.
DOI: 10.1055/s-0045-1813000