1. Professor Adjunto do Serviço de Ortopedia e Traumatologia da Universidade Federal de Uberlândia.
2. Professor Titular, Departamento de Biomecânica, Medicina e Reabilitação do Aparelho Locomotor, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade
de São Paulo.
Endereço para correspondência (Correspondence to): Oscar Bertino A.O. Filho, Av. Vasconcelos Costa, 962 - 38401-130 - Uberlândia, MG, Brazil. Tel./Fax: (34) 3235-8400. E-mail: oscarbertino@netsite.com.br
O conceito de dinamização axial tem sido utilizado mais recentemente no tratamento das fraturas de ossos longos. Dinamização axial é definida como a fixação que permite, sem restrições, carga axial sobre a fratura por meio da aplicação fisiológica do peso corporal e da contração muscular, enquanto as forças de torção e flexão no foco fraturário são neutralizadas(1,2,3,4).
Os efeitos pretendidos sobre o foco de fratura com a dinamização são a produção de calo ósseo em maior quantidade e em prazo inferior quando comparados com a fixação estática.
O objetivo do presente trabalho é estudar a consolidação de osteotomias transversas feitas na tíbia de carneiros, tendo como variável principal o comportamento mecânico do fixador externo utilizado, que se dividiu em dois grupos que foram denominados de: fixadores estáticos (ou grupo estático) e fixadores dinâmicos (ou grupo dinâmico), com movimento axial adicional no foco da osteotomia.
MATERIAL E MÉTODOS
Realizou-se osteotomia transversa no terço médio da tíbia direita de 24 carneiros, no Hospital Veterinário da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade Federal de Uberlândia (HV-FMV-UFU). O material foi submetido à análise no Laboratório de Bioengenharia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (LB-FMRP-USP).
Utilizou-se um fixador externo desenvolvido a partir de um modelo comercial já existente*. Foram empregadas hastes de aço e presilhas sem ranhura que se fixavam apenas ao pino de Schanz e possuíam diâmetro 1 mm superior ao das hastes, permitindo, portanto, que as mesmas deslizem em seu interior. Essas presilhas foram denominadas presilhas móveis (fig. 1).
A utilização de duas hastes paralelas conferiu maior estabilidade ao sistema e à montagem dinamizada, impedindo movimentos rotacionais (fig. 2).
Os animais foram divididos em dois grupos segundo o tipo de fixador utilizado, dinâmico (tabela 1) ou estático (tabela 2).
Foram aplicados 12 fixadores dinâmicos (fig. 3-B) e 12 estáticos (fig. 3-A).
Foram analisados separadamente três animais que não atingiram oito semanas de evolução pós-operatória: dois sacrificados precocemente, por engano, com quatro semanas de pósoperatório, e outro, por óbito por septicemia, também com quatro semanas após a operação.
Os grupos ficaram assim constituídos: grupo dinâmico com 10 casos e grupo estático com 11 casos.
As cinco primeiras peças foram preparadas pelo método de maceração simples, que consiste em proceder à remoção das partes moles e colocar as peças em água, que deve ser trocada a cada dois dias até que fique apenas a matriz mineral óssea aparente.
As peças seguintes, para melhor preservação de suas propriedades biomecânicas em comparação com as propriedades in vivo, sofreram remoção das partes moles e foram congeladas, numa temperatura de 20o negativos, até o dia da realização do teste de resistência mecânica. As peças foram descongeladas à temperatura ambiente, quando o fixador externo foi removido.
As extremidades ósseas foram incluídas em massa plástica utilizando-se como molde dois cilindros metálicos que fazem parte do sistema de aplicação de carga, acrescida de fixação com parafusos ao redor dos cilindros; observou-se o alinhamento longitudinal do eixo da tíbia com os cilindros no momento da inclusão da peça para o ensaio mecânico de torção (figs. 4 e 5).
Os dados numéricos foram submetidos à análise estatística pelo teste t de Student quando se compararam, entre os grupos estudados, o número de casos consolidados e o número de pinos de Schanz que sofreram afrouxamento, a resistência mecânica nos ensaios de torção dos casos consolidados e não consolidados, tanto os estáticos como os dinâmicos. A normalidade dos dados foi verificada aplicando-se o teste de Sha-piro-Wilks. No caso de violação da pressuposição da normalidade dos dados (comparação da resistência mecânica entre as peças maceradas e congeladas) utilizou-se o teste de Wil-coxon-Mann-Whitney. Para a análise da influência da preparação das peças dentro do grupo consolidado com oito semanas de evolução, o teste exato de Fisher foi empregado. Adotou-se um valor de p de 0,05 como limite para a significância dos testes estatísticos.
RESULTADOS
Foram feitos gráficos com as medidas de tensão obtidas nos ensaios mecânicos em relação ao deslocamento angular (gráfico força x deformação).Entre os 12 espécimes submetidos à colocação do fixador externo dinâmico, não houve consolidação em cinco, dentre eles, dois animais sacrificados com quatro semanas e em outro preparado pelo método de maceração simples, que, apesar de apresentar calo ósseo em pequena quantidade (oligotrófico), fraturou durante a manipulação para realização do ensaio mecânico. Se avaliarmos apenas os animais com oito semanas de evolução da amostra tratada com o fixador externo do tipo dinâmico, ficam 10 animais e, dentre esses, sete atingiram consolidação (70%) (gráfico 1).
Submeteram-se os resultados do ensaio mecânico do grupo dinâmico à análise estatística comparando-se os valores das curvas das sete peças consolidadas com as cinco peças não consolidadas. A diferença do comportamento das curvas foi altamente significante (p < 0,001).
O comportamento mecânico das peças maceradas e congeladas consolidadas foi comparado estatisticamente e o resultado foi não significante, tanto no teste exato de Fisher (p = 1,000) quanto pelo de Wilcoxon-Mann-Whitney (p = 0,400).
Dos 12 animais submetidos à colocação do fixador externo estático, oito não consolidaram, dentre eles um sacrificado com quatro semanas. Havia apenas uma peça de preparação pelo método de maceração simples nesse grupo, que não apresentava nenhuma formação de calo ósseo (atrófico). Se excluirmos o animal com quatro semanas de evolução, ficam considerados 11 animais nesse grupo e atingiram a consolidação quatro casos (36%) (gráfico 2).
A análise estatística do comportamento das curvas das quatro peças consolidadas e das oito não consolidadas do grupo submetido à aplicação de fixação externa do tipo estático mostrou uma diferença altamente significante (p < 0,001).
Analisando estatisticamente a significância da quantidade de peças nos quais a consolidação foi obtida dentro do grupo estático com oito semanas de evolução (quatro em 11 animais) e no grupo dinâmico (sete em 10 animais), obteve-se um valor de p = 0,0679 (não significante).
A comparação radiográfica entre os casos consolidados com oito semanas de evolução mostrou que a formação do calo foi mais abundante no grupo dinâmico. O critério radiográfico para fazer-se a comparação foi a quantidade de calo que ultrapassava o alinhamento das corticais e a presença de linha de radioluzência no local das osteotomias.
Os animais que não atingiram consolidação no grupo dos fixadores dinâmicos com oito semanas de evolução também apresentaram formação de calo radiograficamente mais abundante, com ponte óssea em formação, quando comparados com o grupo dos estáticos que não consolidaram, nos quais havia evidente persistência da linha de osteotomia (fig. 7).
Com base nos achados radiográficos decidiu-se comparar a resistência do calo ósseo formado nas peças consolidadas, do grupo dinâmico com o estático (gráfico 3).
A análise estatística resultou num valor não significante na comparação desses resultados (p = 0,971).
Compararam-se os ensaios mecânicos dos animais que não obtiveram consolidação após oito semanas de evolução, tanto do grupo estático quanto dinâmico, para procurar estabelecer correlação entre o calo radiográfico (mais abundante nas peças do grupo dinâmico) e seu comportamento mecânico (gráfico 4).
A diferença no comportamento mecânico dos grupos dinâmico e estático não consolidados com oito semanas de evolução foi estatisticamente não significante (p = 0,3919).
Os pinos que apresentaram reabsorção óssea ao seu redor e durante a tração manual após a retirada do fixador externo mostravam-se soltos e tiveram, portanto, perda da fixação (afrouxamento), foram anotados.
Fez-se a análise por número total de pi-nos (quatro por montagem), obtendo-se um total de 96 pinos; desses, 26 sofreram afrouxamento - 27% do total geral. Na divisão dos grupos, 17 entre 48 pinos do grupo dinâmico (35,4%) e nove entre 48 pinos do grupo estático (18,7%) sofreram afrouxamento. A diferença entre os grupos dinâmico e estático foi estatisticamente significante (p = 0,034).
Não houve correlação entre a consolidação e o afrouxamento dos pinos. Nos casos consolidados, 11 pinos apresentaram afrouxamento (25%) e nos não consolidados, 13 estavam frouxos (28,8%). A análise estatística obteve um valor não significante (p = 0,338) na comparação entre os grupos consolidados x não consolidados, quanto ao afrouxamento dos pinos.
DISCUSSÃO
Dentre os questionamentos sobre a consolidação óssea, selecionou-se a influência da aplicação de tensões axiais, pois há na filosofia atual do tratamento das fraturas uma preocupação com respeito às condições biológicas da reparação óssea, mediante métodos menos invasivos e que mantenham as atividades funcionais, transferindo ao osso as tensões axiais fisiológicas a que está submetido em condições normais de utilização(5,6).
Utilizou-se a dinamização axial desde o início por dois motivos; primeiro, para não se introduzir outra variável que não a própria dinamização, comparada com o modelo estático de fixação externa e, segundo, por tratar-se de osteotomias transversas que são estáveis quanto ao encurtamento. Modelos diferentes de osteotomias (oblíquas) foram descritos em trabalhos realizados em cães, demonstrando-se que podem alterar tanto o momento em que se deve iniciar a dinamização quanto o padrão de consolidação(7,8).
A utilização de fixadores externos no tratamento de fraturas expostas tem sua indicação bem estabelecida quando confrontada com as outras opções (gesso, fixação interna) por tratar-se de método seguro, confiável e pouco invasivo, respeitando a biologia óssea. Quando aplicado em sua montagem tipo uniplanar, unilateral (como a utilizada nesse experimento), permite amplo acesso às partes moles do membro em tratamento. Se se puder melhorar o índice de consolidação das fraturas tratadas por esse método, irão reduzir-se as complicações e aumentar a freqüência de indicações desse tratamento pelos cirurgiões que dele se utilizarem, sem que haja necessidade de intervenções adicionais ou mudança do tipo de fixação(9).
O tipo de montagem utilizada (uniplanar, unilateral) constitui uma convergência na literatura mais atual por suas vantagens: é uma opção às montagens que utilizam fios transfixantes (bilaterais, uni ou biplanares e circulares), apresentando estabilidade semelhante quando comparadas entre si e um índice de complicações (rigidez articular, infecção no trajeto dos fios) menor do que nos modelos transfixantes(10,11,12,13).
Procurou-se com esse aparelho de fácil aplicação realizar uma modificação que pudesse ser empregada desde as fases iniciais do tratamento da fratura e que interferisse favoravelmente na sua consolidação.
Os resultados obtidos puderam comprovar o maior índice de consolidação nos grupos que tiveram aplicação do fixador externo do tipo dinâmico. Houve 70% de consolidação nos casos tratados com fixadores externos do tipo dinâmico e apenas 34% no grupo tratado com fixador externo do tipo estático com oito semanas de evolução, apesar de essa diferença ser não significante estatisticamente (p = 0,0679).
O critério radiográfico para comparação entre as peças em que se aplicou o fixador externo dinâmico com o estático foi a presença da linha de radioluzência e as diferenças no tamanho do calo formado além do alinhamento das corticais da tíbia. Através da observação visual desarmada o desaparecimento da linha de osteotomia e a maior quantidade de calo ósseo formado foi mais freqüente nos casos de aplicação do fixador externo do tipo dinâmico.
Procurou-se correlacionar esse aspecto radiográfico com a resistência mecânica nos ensaios de torção dos consolidados, porém, a resistência à deformação foi semelhante nos consolidados dos grupos estático e dinâmico; portanto, a análise dos resultados radiográficos não foi suficiente para obtenção de parâmetros objetivos de comparação do estado da consolidação entre os grupos dinâmico e estático.
O mesmo ocorreu nos não consolidados, ou seja, não houve correlação entre o calo radiográfico e a resistência no ensaio mecânico nos casos que não obtiveram consolidação; os não consolidados do grupo dinâmico tiveram resistência no ensaio mecânico semelhante estatisticamente à do grupo estático (p = 0,3919), após oito semanas de evolução.
Analisou-se como um dado acessório o número de pinos de Schanz que sofreram afrouxamento, que foi estatisticamente maior no grupo dinamizado (p < 0,05); porém, essa variável não apresentou relação com a consolidação, pois a comparação entre os casos consolidados com os não consolidados foi não significante (p > 0,05).
Em termos mais atuais, a fixação externa consegue conciliar o melhor de dois princípios: redução cirúrgica com estabilização da fratura e respeito quase total à biologia local, exceto pela perfuração dos pinos na cortical, afastada do foco de fratura.
O emprego clínico do fixador desenvolvido para o presente trabalho dependerá de uma difusão dos conceitos aqui enunciados e de expectativas realistas em relação à consolidação, quando utilizado como único método de tratamento, pois fraturas expostas com perda óssea ou grande desvitalização das extremidades ósseas certamente serão malsucedidas com esse ou outros métodos de fixação se aplicados isoladamente.
De acordo com esses conceitos, pretende-se, em continuidade a essa pesquisa, avaliar a aplicação clínica do aparelho em situações normatizadas (tipo, local da fratura, aplicação de carga) e estabelecer em que condições o método terá seu melhor desempenho.
CONCLUSÕES
O uso do fixador externo desenvolvido a partir de um modelo comercial já existente para o presente estudo, com montagem uniplanar, unilateral, dos tipos dinâmico e estático, leva à consolidação da maioria das osteotomias na tíbia de carneiros, após oito semanas de evolução (52%).
O índice de consolidação obtido foi superior nas montagens do tipo dinâmico (70%) quando comparado com o do grupo estático (34%), embora não significante estatisticamente (p = 0,0679).
O índice de afrouxamento dos pinos de Schanz foi maior no grupo dinâmico (35,4%), com diferença estatisticamente significante, quando comparado com o do grupo estático (18,7%).
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