No tratamento cruento das luxações acromioclaviculares, a transferência do ligamento coracoacromial do acrômio para a clavícula, com o objetivo de reforçar ou reconstruir os ligamentos coracoclaviculares rotos, vem tendo ultimamente grande aceitação(20,24).
Por outro lado, os achados cirúrgicos têm comprovado que o ligamento coracoacromial permanece íntegro quando ocorre uma luxação acromioclavicular e que sua localização é de tal ordem que permite que ele seja convenientemente empregado como substituto dos ligamentos coracoclaviculares na reconstrução cirúrgica dessa articulação(4,20,24).
Além disso, o traumatismo que produz a luxação provoca importantes lacerações nos ligamentos coracoclaviculares, o que dificulta ou até mesmo inviabiliza os reparos diretos. Como os ligamentos coracoclaviculares são as estruturas primordiais do mecanismo suspensor do ombro, é necessário fazer sua reparação ou reconstrução cirúrgica para a cura das luxações(10-12).
Com a finalidade de fornecer subsídios para eventuais reparos ou reconstruções cirúrgicas dos ligamentos coracoclaviculares, realizamos ensaios de tração nos ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares com suas respectivas origens e inserções ósseas, visando comparar a resistência dessas estruturas. Portanto, este trabalho tem como objetivo comparar as propriedades mecânicas (carga máxima aplicada, alongamento máximo, carga aplicada no limite de proporcionalidade, alongamento no limite de proporcionalidade, energia absorvida na fase elástica e rigidez) dos ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares de cadáveres humanos submetidos a ensaios de tração, bem como verificar os locais de ruptura(19).
MATERIAL E MÉTODOS
Material
No presente trabalho foram realizados ensaios de tração em 26 espécimes constituídos de 52 ligamentos (26 coracoacromiais e 26 coracoclaviculares), obtidos de 26 cadáveres humanos do sexo masculino do Serviço de Verificação de Óbitos da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Pernambuco. A idade dos cadáveres variou de 27 a 55 anos (média: 41,00 ± 1,20 ano). Nenhum dos cadáveres autopsiados apresentava características externas que permitissem a hipótese de lesão prévia no ombro.
Métodos
Os espécimes com os ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares foram obtidos durante as autópsias, através de uma via de acesso ântero-superior, realizada somente em um dos ombros, de cada cadáver. Cada espécime, com ambos os ligamentos, foi retirado em um único bloco juntamente com sua massa muscular periférica. Foram preservadas as origens e inserções ósseas dos ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares. A seguir, cada espécime foi embebido em duas gazes úmidas em solução salina fisiológica isotônica, embalado em saco plástico, identificado com etiqueta numerada e armazenado em um freezer à temperatura de -20oC. Posteriormente, o material colhido foi transportado em caixa térmica, por via aérea, até o Laboratório de Bioengenharia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto-USP, para a realização dos ensaios de tração. Após o descongelamento, que se processou à temperatura ambiente, os espécimes com os ligamentos foram dissecados, sendo removida toda a musculatura periférica, de modo a deixar intactas as estruturas ligamentares com suas origens e inserções ósseas(19).
Os limites anatômicos do ligamento coracoacromial (CA) e dos ligamentos coracoclaviculares (CC) de cada espécime foram identificados e rigorosamente separados, superiormente através de dissecção anatômica ao nível da articulação acromioclavicular e inferiormente por meio de uma osteotomia ao nível do processo coracóide, o que mantém as origens dos ligamentos coracoacromial e coracoclaviculares separadas(19) (figura 1).
Os ensaios de tração foram realizados separadamente para os ligamentos CA e CC, utilizando-se uma máquina universal de ensaios, equipada por uma célula de carga (Kratos®) de 200kgf (1.960N) para medida da carga aplicada. Foi utilizado um relógio comparador com precisão de 0,01mm para a medida do alongamento. A ponte de extensometria (Sodmex®) foi utilizada para realizar a amplificação e conversão das medidas das cargas aplicadas obtidas pela célula de car-ga. Foram utilizadas para cada ensaio uma pré-carga de 29,4N (3,0kgf), com o tempo de acomodação de 1 minuto, e uma velocidade de aplicação de carga de 1,5mm/min. Os valores obtidos da carga aplicada e do alongamento de cada ligamento ensaiado foram registrados em gráficos, produzidos no microcomputador, usando o programa Excel 5.0.
A figura 2 apresenta o conjunto de equipamentos utilizados na realização dos ensaios de tração na máquina universal de ensaios, e a figura 3, um exemplo de ligamento CA fixado nas garras.
Critérios de avaliação dos resultados
Avaliação dos locais de ruptura
Nos ligamentos CA foram calculadas as freqüências de ruptura, tanto na inserção acromial (IA), quanto em sua origem no processo coracóide (OC). Cálculo igual foi realizado para os ligamentos CC, tanto na inserção clavicular (ICL) quanto em sua origem no processo coracóide.
Avaliação das propriedades mecânicas
As propriedades mecânicas analisadas foram: Carga máxima aplicada (Cmáx), Alongamento máximo (Lmáx), Carga aplicada no limite de proporcionalidade (Cprop), Alongamento no limite de proporcionalidade (Lprop), Energia absorvida na fase elástica (E) e Rigidez (S). Na comparação das propriedades mecânicas dos ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares, foram utilizados os testes t de Student e t pareado para duas amostras em 26 cadáveres humanos (52 ligamentos).
RESULTADOS
Locais de ruptura
Quanto aos locais de ruptura dos ligamentos coracoacromiais, observou-se que em 53,85% a ruptura ocorreu na inserção acromial (IA) e em 46,15% em sua origem no processo coracóide. Para os ligamentos coracoclaviculares, obser-vou-se que em 38,46% a ruptura ocorreu na inserção clavicular (ICL) e em 61,54% em sua origem no processo coracóide.
Propriedades mecânicas
Carga máxima aplicada (Cmáx)
O valor médio da carga máxima aplicada para os ligamentos coracoacromiais foi de (196,24 ± 14,28)N e para os ligamentos coracoclaviculares, de (341,99 ± 28,11)N. Na tabela 1 estão apresentados os valores médios das cargas máximas aplicadas para ambos os ligamentos. Neste caso houve diferença significativa (p = 0,05).
Alongamento máximo (Lmáx)
O valor médio do alongamento máximo para os ligamentos coracoacromiais foi de (9,71 ± 0,55)10-3m e para os ligamentos coracoclaviculares, de (11,13 ± 0,97)10-3m (tabela 1), não havendo diferença significativa (p > 0,05).
Carga aplicada no limite de proporcionalidade (Cprop)
O valor médio obtido para Cprop para os ligamentos coracoacromiais foi de (140,03 ± 10,53)N e para os ligamentos coracoclaviculares, de (144,97 ± 14,65)N (tabela 1), também não havendo diferença significativa (p > 0,05).
Alongamento no limite de proporcionalidade (Lprop)
O valor médio do Lprop para os ligamentos coracoacromiais foi de (6,84 ± 0,37)10-3m e para os ligamentos coracoclaviculares, de (4,75 ± 0,36)10-3m (tabela 1), havendo diferença significativa (p = 0,05).
Energia absorvida na fase elástica (E)
O valor médio da energia absorvida na fase elástica para os ligamentos coracoacromiais foi de (493,74 ± 49,10)Nm, (Nm = J) e para os ligamentos coracoclaviculares, de (351,64 ± 47,11)Nm (tabela 1), havendo, também diferença significativa (p = 0,05).
Rigidez (S)
Os valores médios obtidos para a rigidez dos ligamentos coracoacromiais foi de (21,30 ± 1,61)N/m e para os ligamentos coracoclaviculares, de (34,28± 3,86)N/m (tabela 1). Neste caso houve diferença significativa (p = 0,05).
DISCUSSÃO
A literatura é pobre no que se refere ao estudo das características mecânicas de estruturas anatômicas periarticulares do ombro. Em nosso caso em particular, após exaustivo levantamento bibliográfico, tanto da literatura nacional, como da internacional, não encontramos nenhum trabalho que versasse sobre o estudo comparativo da resistência à tração dos ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares de cadáveres humanos utilizando-se a máquina universal de ensaios.
Quando uma carga é aplicada a um ligamento, seu comprimento se modifica. Esta mudança no comprimento é definida como deformação. O ligamento é alongado até a ruptura e a força resultante ou carga é registrada em um gráfico. Pensando nisso, nossa proposta neste trabalho foi a de comparar as propriedades mecânicas dos ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares, por meio do ensaio de tração(3,20,21,22).
Em nossa pesquisa, o procedimento utilizado para a obtenção dos espécimes com os ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares foi padronizado, obedecendo aos critérios fundamentais seguintes. Sempre se procurou obter fragmentos ósseos da clavícula, acrômio e processo coracóide que permitissem adequada fixação para a realização do ensaio mecânico de tração. A dissecção foi cuidadosa e com boa margem de segurança, para que as estruturas a serem testadas não sofressem danos. Concordamos com Micheli-(13,14), que concluiu em sua pesquisa que o armazenamento a -20oC é o melhor método de congelamento. Portanto, nesta pesquisa nossos espécimes foram congelados em um freezer à temperatura de -20oC. Quanto ao descongelamento, concordamos com Pereira(17), que comprovou que o grupo descongelado à temperatura ambiente teve desempenho melhor do ponto de vista do comportamento mecânico.
O objetivo da utilização de espécimes osso-ligamento-osso para este tipo de experimento foi o de permitir a diminuição do grau de erro pela forma de fixação nas garras, possibilitando resultados mais confiáveis do que aqueles que seriam obtidos caso se tentasse testar essas peças anatômicas sem suas origens e inserções ósseas, o que certamente danificaria essas estruturas, ou provocaria escorregamento do ligamento nas garras e conseqüente perda da confiabilidade dos testes(16-18).
Em nossa pesquisa, a análise dos locais de ruptura durante os ensaios de tração revelou que, nos ligamentos coracoacromiais, 53,85% ocorreram na inserção acromial e 46,15% no processo coracóide. Também observamos que não ocorreram rupturas no corpo ligamentar, nem nos ligamentos coracoacromiais, nem nos coracoclaviculares(7,8). Nos ligamentos coracoclaviculares observamos que o local de ruptura mais freqüente foi em sua origem no processo coracóide. Nossos achados estão de acordo com Montgomery & Loyd(15), que constataram, através de cirurgias em casos de luxação acromioclavicular, que o processo coracóide é também avulsionado em sua base pelos ligamentos coracoclaviculares.
Ao analisarmos os valores médios obtidos com a carga máxima aplicada, tanto para os ligamentos coracoacromiais, como para os ligamentos coracoclaviculares, constatamos que eles são diferentes para os dois ligamentos, tendo em vista que estes se mostraram mais resistentes do que aqueles. No que diz respeito à avaliação do valor médio do alongamento máximo, verificamos que, para ambos os ligamentos, os valores médios não mostraram diferenças significantes entre si. Embora o valor médio da carga máxima aplicada fosse nitidamente superior para os ligamentos coracoclaviculares, observamos que o valor deste parâmetro isolado provavelmente não seja tão importante quanto o das outras propriedades mecânicas analisadas. Na verdade, essa propriedade mecânica é analisada na fase plástica do ligamento, na qual provavelmente algumas fibras foram rompidas e outras estão deformadas permanentemente. Convém lembrar que materiais em geral, bem como tecidos orgânicos, devem ser avaliados, sempre que possível, na fase elástica, quando as suas fibras estão íntegras(6). Portanto, acreditamos que a melhor maneira de comparar as propriedades mecânicas dos ligamentos é pela análise dos gráficos obtidos, principalmente durante a fase elástica. Nessa fase, uma vez retirada a carga aplicada, este ligamento retorna ao seu estado original.
Ao analisarmos a energia absorvida na fase elástica, verificamos que o ligamento coracoacromial absorveu mais energia do que os ligamentos coracoclaviculares. Essa propriedade mecânica é importante porque traduz a resistência ou a energia necessária para deformar elasticamente o ligamento.
A carga e o alongamento no limite de proporcionalidade são também duas propriedades mecânicas importantes, pois se apresentam no final da fase elástica. Os valores médios obtidos para a carga no limite de proporcionalidade em ambos os ligamentos mostraram que não há diferenças significantes. Entretanto, os valores médios obtidos para o alongamento no limite de proporcionalidade foram superiores nos ligamentos coracoacromiais. Isto nos leva a crer que os ligamentos coracoacromiais são mais elásticos do que os ligamentos coracoclaviculares.
Quanto à rigidez, constatamos que os valores médios obtidos para os ligamentos coracoacromiais foram menores do que os encontrados nos ligamentos coracoclaviculares. A nosso ver, este resultado se deve, provavelmente, ao menor comprimento das fibras dos ligamentos coracoclaviculares em comparação com os coracoacromiais.
Um aspecto que nos parece muito importante diz respeito à escolha do substituto mais adequado nos casos de ruptura dos ligamentos coracoclaviculares. Nossa opinião é de que o ligamento roto deve, sempre que possível, ser substituído por outro ligamento íntegro e não por fascia lata ou fibras musculares, e muito menos por material sintético. Embora a fascia lata e as fibras musculares sejam ainda utilizadas, principalmente nas cirurgias de reconstrução ligamentar da articulação do joelho, estudos recentes da biomecância desta articulação, tanto em animais de laboratório como em cadáveres humanos, têm aconselhado o uso do tendão patelar, por ter melhor comportamento mecânico(1,2,9,13,14). Por outro lado, a utilização de material sintético tem a desvantagem de provocar maior índice de rejeição e de infecção.
Em suma, tendo em vista as afirmações citadas e os resultados obtidos das propriedades mecânicas comparadas principalmente no limite de proporcionalidade e durante a fase elástica, constatamos que esta pesquisa nos trouxe subsídios de relevância cirúrgica para sugerir que o ligamento coracoacromial constitui um bom substituto nos casos de ruptura dos ligamentos coracoclaviculares.
CONCLUSÕES
1) Do ponto de vista do comportamento mecânico, os ligamentos coracoacromiais revelaram-se menos resistentes à carga máxima em comparação com os coracoclaviculares.
2) Quando foram consideradas as energias absorvidas na fase elástica e os limites de proporcionalidade, os ligamentos coracoacromiais apresentaram valores superiores, quando comparados com os coracoclaviculares.
3) Em todos os ligamentos ensaiados (CA e CC), os locais de ruptura foram nas origens ou inserções ósseas e não no corpo ligamentar.
4) Tendo em vista as propriedades acima analisadas, po-demos sugerir que o ligamento coracoacromial é um bom substituto nos casos de ruptura dos ligamentos coracoclaviculares.
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