A cirurgia ortopédica necessita realizar, em muitas ocasiões, grandes ressecções ósseas (tumores ósseos, infecções, fraturas expostas), o que acaba ocasionando a presença de grandes cavidades em função da perda de material ósseo. A utilização de auto-enxertos pode restabelecer a quantidade de massa óssea, porém a quantidade de osso disponível, em muitos casos, não é suficiente para preenchimento adequado da cavidade. Tal fato tem provocado a busca de novos materiais que possam atuar no preenchimento dessas cavidades e ainda permitir o aporte local de antibióticos para o tratamento de cavidades infectadas e para prevenção de infecções em fraturas abertas ou em cirurgias de substituição de próteses ou de tumores.
O primeiro autor a utilizar gesso para o preenchimento de cavidades ósseas foi o alemão Dressman, em 1892(1). Alguns anos depois, Stechow (1894) utilizou esse mesmo material e, assegurando-se de que o periósteo se mantinha íntegro, pôde comprovar a reabsorção do gesso que havia sido depositado sobre o osso(2). Em 1925, Koffmann publicou trabalho apresentando os resultado obtidos em pacientes com osteomielite de tíbia e que apresentaram evolução satisfatória, mediante limpeza cirúrgica da cavidade séptica seguida de preenchimento com gesso(3). Petrova, em 1928, associou pela primeira vez um anti-séptico ao gesso, utilizando kreolin a 10% ou rivanol a 10%(4). Em 1953, Kovacevic apresentou três casos de osteomielite hematógena de tíbia que necessitaram de diafisectomia do osso, substituindo por gesso com penicilina e sul-famidas(5). Os resultados obtidos comprovaram que era produzida restituição completa do osso e redução do processo séptico. Em 1956, Nikulin e Ljubovic realizaram estudo experimental, afirmando que o gesso não produziria mais reação do que a que ocorre normalmente no osso fraturado e que desencadeia regeneração igual à obtida com a colocação de enxertos(6). Peltier foi o primeiro autor a confeccionar o gesso na forma de pastilhas ou cilindros, dependendo da extensão óssea a ser preenchida(2,7-9). Em 1980, McKey chega à conclusão de que os antibióticos que podem ser facilmente misturados ao gesso, sem que ocorram alterações nas características farmacocinéticas, são a fucidina e a gentamicina(10). Em 1983, Varlet afirmou que a gentamicina é o antibiótico com as melhores características de manipulação para combinação com gesso(11).
O objetivo do presente trabalho foi realizar estudo experimental de preenchimento cavitário com pastilhas de gesso (sulfato de cálcio diidratado) impregnadas com antibiótico (gentamicina).
MATERIAL E MÉTODOS
Os animais utilizados foram coelhos albinos da Nova Zelândia, com peso entre 3,5 e 4,5kg. Foram utilizados 65 animais divididos em dois grupos. O grupo I, de controle, foi composto de 30 animais que sofreram intervenção cirúrgica que consistiu na confecção de uma cavidade nas metáfises distais do fêmur e da tíbia, não sendo preenchidas com pastilhas de gesso. Nos animais do grupo II (35 animais) foi realizada a mesma intervenção, sendo as cavidades preenchidas com pastilhas de sulfato de cálcio contendo gentamicina.
As pastilhas utilizadas apresentaram a seguinte composição: 10g de CaSO4-2H2O, 500mg de gentamicina e 13ml de soro fisiológico.
Dessa mistura foram obtidas 19 pastilhas de formato troncocônico e peso médio de 490mg. Posteriormente, as pastilhas foram envasadas em frascos vítreos e esterilizadas através de raios gama com dose de 5KGy.
Desde a intervenção cirúrgica até o sacrifício dos animais foram analisados os seguintes parâmetros para ambos os grupos:
1) Controles bioquímicos: calcemia, uremia, gentamicinemia, pH e densidade, sedimento de urina e calciúria. Foram realizados diariamente, desde a cirurgia até 20 dias após.
2) Controles radiográficos: foram efetuados semanalmente desde a cirurgia até o sacrifício dos animais.
3) Controles histológicos: após sacrifício dos animais fo-ram feitos estudos das cavidades ósseas. As amostras foram processadas com o uso de parafina, obtendo-se cortes de 6 micra de espessura, sendo coradas com hematoxilina-eosina e tricrômico de Masson. Algumas amostras recolhidas na segunda, quarta e sexta semanas foram processadas e estudadas com microscópio eletrônico de varredura Zeiss 109.
A comparação estatística entre os grupos foi realizada segundo o teste t de Student e o de Wilcoxon, para p < 0,05.
RESULTADOS
Resultados bioquímicos
Os valores de calcemia obtidos dos coelhos pertencentes ao grupo II após a cirurgia variaram entre 103 e 169mg/ml, com valores médios entre 125,25 e 143,20mg/ml. No pós-operatório imediato obteve-se aumento discreto dos valores de cálcio no soro dos animais. Comparando-se os resultados de calcemia dos grupos I e II (fig. 1), pode-se observar diferença significativa entre os valores dos dois grupos, com aumento para os animais do grupo II (t = 2,228; p = 0,032).
Os resultados da análise de uréia no soro dos animais do grupo II nos dias após as intervenções ficaram compreendidos entre 0,12 e 0,33g/l, com valores médios entre 0,25 e 0,29g/l. O tratamento estatístico dos grupos I e II demonstrou que não existe diferença significativa entre os resultados de ambos os grupos.
Os resultados obtidos na determinação de gentamicina no sangue dos animais do grupo II oscilaram entre 0 e 18µg/ml, com valores médios entre 0,43 e 12,32µg/ml (fig. 2). A absorção da gentamicina produz-se de maneira tão rápida que 12 horas após a cirurgia se encontrou valor médio de 12,32µg/ ml. Este diminui ligeiramente após 24 horas, com um valor médio de 12,18µg/ml. A partir deste, decai constantemente até chegar ao valor médio de 1,00µg/ml no 16º dia. No 19º dia, a gentamicina desaparece do soro.
Na medição do pH nos animais do grupo II pudemos observar resultados compreendidos entre 7 e 9, com valores médios entre 8,00 e 8,17. Os resultados da medida de densidade nos animais do grupo II variaram entre 1.013 e 1.014, com os valores médios entre 1.016 e 1.017. A comparação dos resultados de ambas as determinações demonstrou que não houve diferença entre os grupos (p > 0,05).
Em nenhuma das análises do sedimento urinário dos animais do grupo I e do grupo II foi comprovado o aparecimento de cilindros ou hematúria, não se obtendo nenhuma diferença entre os grupos (p > 0,05).
As determinações da calciúria dos animais do grupo II fo-ram compreendidas entre 13,2 e 35,2mg/100ml, com valores médios entre 26,10 e 28,22. O estudo estatístico demonstrou não ocorrer diferenças estatísticas significativas entre os resultados obtidos nas análises de calciúria dos animais pertencentes ao primeiro e ao segundo grupo (W = 9,0; p = 0,060).
Resultados radiográficos
As cavidades metafisárias preenchidas pelas pastilhas de gesso apresentaram, no pós-operatório imediato, aspecto radiográfico de osteocondensação devido ao aumento da concentração de cálcio (fig. 3).
Nos dias seguintes à intervenção aparece um halo osteolítico ao redor das pastilhas que aumenta paulatinamente, enquanto o volume destas vai diminuindo (fig. 4). Observam-se claramente três zonas no processo de reabsorção das pastilhas: zona de densidade normal, que corresponde ao osso não alterado durante a intervenção; zona osteolítica, correspondente à cavidade óssea onde já ocorreu a reabsorção da pastilha implantada; e zona de osteocondensação, onde persiste parte das pastilhas de gesso.
Na quarta semana todos os animais apresentaram reabsorção completa do material implantado, permanecendo delimitada uma cavidade central de menor densidade óssea do que o resto do osso, sendo correspondente à janela cortical feita durante o ato cirúrgico. Também é observada reação de ossificação perióstica ao redor da janela, direcionada a produzir o fechamento desta. Na oitava semana a janela cortical já desaparece. O aspecto de toda a parte medular, tanto a implantada quanto a sã, é totalmente homogêneo, podendo-se encontrar osso cortical de espessura normal (fig. 5).
Resultados histológicos
Nas amostras preparadas para observação ao microscópio óptico, obtidas três dias após a intervenção e coradas com hematoxilina-eosina, aparece uma massa de coloração rosa, por suas características eosinófilas, correspondendo às pastilhas de gesso implantadas (fig. 6). Essa massa tem baixa quantidade de células e todas as encontradas correspodem a células sanguíneas rompidas. No interior da massa encontram-se espaços de forma alargada, que corresponderiam à direção dos cristais de sulfato de cálcio e de sulfato de gentamicina. Existe perfeita delimitação entre o endósteo e a massa amorfa do material implantado. Não foram encontradas células inflamatórias, nem mesmo proliferações vasculares.
Na primeira semana da cirurgia encontrou-se reação inflamatória e fibrosa situada entre o osso e a massa amorfa da pastilha. Na zona periférica das pastilhas foram encontrados vasos com sangue e células inflamatórias. Havia ainda diminuição do número de células sanguíneas. Em alguns locais apareceram zonas apresentando atividade osteoblástica emergindo das trabéculas ósseas. Nas zonas adjacentes à janela cortical realizada na intervenção pode ser notado o início de reação perióstea similar à que aparece na reparação de fraturas.
A partir da segunda semana é produzido aumento constante do tecido fibroso, com grande quantidade de células inflamatórias e fibras de colágeno. Esse tecido vai substituindo a massa de gesso implantada. Também foram observados pontos de atividade osteoblástica que emergem do osso são (fig. 7). Em alguns pontos localizados podem ser observadas células polinucleadas de corpo estranho ao redor de restos necróticos de osso maduro e que teriam como função a reabsorção desses restos. Nas amostras de microscopia eletrônica são observados restos de cristais de sulfato de cálcio e sulfato de gentamicina. Na microscopia óptica também puderam ser observados em algumas amostras cristais de sulfato de cálcio no interior citoplasmático dos macrófagos (fig. 8).
Na quinta semana desaparece quase totalmente a massa de gesso implantada. Seu local é ocupado por tecido fibroso, que aparece mais denso e com grande quantidade de células inflamatórias e macrófagos (fig. 9). Alguns restos da massa implantada aparecem rodeados por células de corpo estranho.
Em dez semanas após a intervenção não aparece tecido fibroso e pode-se dizer que houve reabsorção completa da pastilha de gesso, sendo substituída em princípio por tecido fibroso. E que este é substituído por tecido ósseo neoformado e por regeneração adiposa, voltando o osso à normalidade anterior à intervenção cirúrgica (fig. 9).
DISCUSSÃO
Da mesma forma que Korendiasev(12) e Nikulin(6), pudemos comprovar a reabsorção completa das pastilhas implantadas. Tal reabsorção pode ocorrer por três mecanismos:
1) Fagocitose das partículas integrantes das pastilhas por intermédio de macrófagos.
2) Proliferação de vasos sanguíneos ao redor da massa de gesso, assim como sua dilatação, permanecendo até o desaparecimento da pastilha de gesso, fazendo-nos presumir possível difusão passiva do material para os vasos sanguíneos e à circulação sistêmica.
3) Surge uma reação de corpo estranho na quarta semana, em pontos localizados, direcionada à reabsorção dos últimos restos da pastilha de gesso que, por seu tamanho, não puderam ser fagocitados pelos macrófagos.
Foi observada a presença de células polinucleadas do tipo células gigantes na segunda semana pós-intervenção, tendo como função reabsorver o tecido necrótico e desvitalizado periférico.
Apesar de alguns autores(13-15) afirmarem em seus trabalhos não poderem observar regeneração óssea em cavidades preenchidas com sulfato de cálcio, outros autores(16-26) opinam que os preenchimentos com sais de cálcio e, mais especificamente, com sulfato de cálcio, motivariam rápida regeneração óssea. Koffmann considera que se chega a restabelecer a completa arquitetura do osso que tenha sido implantado com ges-(3). Neste trabalho comprovamos, como nos animais do grupo II, que à medida que a massa de gesso é reabsorvida, seu lugar é ocupado por tecido fibroso. Este tecido fibroso é substituído por tecido ósseo neoformado que emerge do endósteo. Esta neo-osteogênese começa a ser observada duas semanas após a intervenção e finaliza ao redor da 10ª semana.
Nosso trabalho coincide com os de Nikulin(6), Peltier(2,7) e (11,29), uma vez que pudemos observar aumento estatisticamente significativo entre os valores de cálcio nos animais do grupo II, ainda que estes não tenham atingido níveis patológicos, sendo considerados normais.
McKey em 1980(22,27) observou que durante as primeiras 24 horas é produzida liberação de gentamicina correspondente a 80% do total de antibiótico, mas que este é detectado em soro até os 60 dias após a intervenção. Em 1987, Dahners e Fun-derburk(28) afirmaram encontrar níveis de gentamicina no sangue, durante as primeiras quatro horas posteriores à intervenção, com um pico máximo de 9 microgramas por milímetro.
A partir deste produz-se forte redução de gentamicina em soro, de tal forma que ao redor de 10 horas são detectados apenas indícios de gentamicina. Em nosso trabalho pudemos detectar importante liberação de gentamicina durante as primeiras 24 horas que se seguem à intervenção. A partir daí se observa liberação declinante de gentamicina até o 19º dia, em que esta desaparece do soro. O tempo de liberação total de gentamicina está diretamente ligado à concentração desta nas pastilhas de gesso, entre outros fatores como área, porosidade e permeabilidade do material.
Uma preocupação constante de todos os autores era o possível efeito nefrotóxico da gentamicina. Tanto McKey(27) como Varlet(11) estudaram esse tema, chegando à conclusão de que tais efeitos não são produzidos. Em nosso estudo pudemos observar que não são produzidas diferenças significativas entre as determinações de uréia, pH, densidade urinária e sedimento urinário entre os grupos I e II (p > 0,05). Isso descarta a existência de efeitos tóxicos das substâncias integrantes das pastilhas.
CONCLUSÕES
Como conclusões do trabalho podemos afirmar que:
1) Obteve-se completa reabsorção das pastilhas de gesso implantadas, ocorrendo por três mecanismos:
- fagocitose do material pelos macrófagos;
- possível difusão passiva do material para a circulação sistêmica;
- reação de corpo estranho em pontos localizados no material implantado. 2) Não se constatou reação generalizada de corpo estranho.
3) Obteve-se aumento significativo das quantidades de cálcio em soro nos animais do grupo II, sem atingir níveis patológicos.
4) Ocorreu liberação retardada e constante da gentamicina integrante das pastilhas implantadas até 19 dias após a intervenção.
5) Não foram observados efeitos tóxicos dos materiais integrantes das pastilhas nos animais estudados.
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