A substituição do ligamento cruzado anterior do joelho, utilizando o tendão patelar, há muito tempo vem sendo preconizada para o tratamento das instabilidades anteriores causadas pela deficiência desse importante ligamento(1,2,3,4, 5,6,7).
A fixação com parafusos de interferência contra um bloco ósseo, como o caso do enxerto de tendão patelar, nos dias atuais é considerada o padrão-ouro de fixação para esse enxerto(7).
Apesar da ampla difusão dessa fixação, inúmeras complicações têm sido descritas com o seu uso, tais como posicionamento não paralelo do parafuso com conseqüente enfraquecimento do sistema, fratura dos blocos ósseos, laceração do enxerto, laceração dos fios de sutura e de tracionamento do enxerto, fratura da cortical posterior do fêmur e perda de fixação num osso osteopênico(7,8,9). Além disso, pode trazer dificuldades na realização de uma cirurgia de revisão, bem como prejudicar a análise da imagem por ressonância magnética, muitas vezes importante no seguimento pós-operatório(7,10,11). Como conseqüência, faz-se necessário o desenvolvimento de métodos alternativos de fixação para esse enxerto, que visam conciliar a eficiência biomecânica, integração biológica e menor morbidade.
O objetivo deste estudo é testar in vitro, em joelhos de ovinos, a eficiência mecânica de dois métodos de fixação femoral para o enxerto osso-tendão patelar-osso, comparando o uso de parafusos metálicos de interferência de 9mm com a fixação sob pressão com bloco ósseo cônico.
MATERIAIS E MÉTODOS
Foram estudados 36 espécimes de joelhos de ovinos, esqueleticamente imaturos, com idade variando de 12 a 18 meses, sendo 16 joelhos direitos e 20 esquerdos não pareados, adquiridos através de doação, feita por uma empresa comercial, especializada no preparo de ovinos.
Após o abate dos espécimes, durante o processo de desossa, os joelhos dos ovinos eram individualizados, preservan-do-se o terço distal do fêmur, o terço proximal da tíbia, a articulação do joelho e o seu aparelho extensor. Posteriormente, eram embalados em sacos plásticos e congelados à tempera-tura de -20ºC.
Após a comunicação da captação dos espécimes, estes eram coletados e transportados, em recipientes apropriados com isolamento térmico, permanecendo congelados à temperatura de -20ºC até o momento da cirurgia.
Os espécimes foram descongelados em grupos de seis em temperatura ambiente 24 horas antes do procedimento. Nos 36 joelhos, retirou-se o enxerto do tendão patelar osso-ten-dão-osso com uma largura de 10mm e foi realizado um túnel femoral com 10mm de diâmetro transfixando o côndilo femoral lateral, reproduzindo a localização artroscópica da realização deste túnel (2mm anterior à cortical posterior em posicionamento correspondente a uma hora ou 11 horas de um relógio).
Para a retirada dos blocos ósseos, foi utilizada uma serra elétrica oscilatória. Da porção patelar foi retirado o bloco ósseo a ser fixado no fêmur. O bloco ósseo tibial, que media 10mm de largura e profundidade, tinha 20mm de comprimento e era utilizado para a fixação do enxerto no suporte de tração por ocasião da realização dos testes mecânicos. Com o auxílio de um saca-bocado e um paquímetro, os 18 primeiros espécimes tiveram seus enxertos, em seu bloco ósseo patelar, preparados com formato cônico (fig. 1), com as seguintes dimensões: comprimento total - 20mm, diâmetro na transição osso-tendão - 10mm e diâmetro na base - 12mm.
Após o preparo, o enxerto era passado pelo túnel femoral de proximal para distal, iniciando sua passagem pelo bloco tibial até o seu bloqueio após o encontro da base do bloco patelar junto à cortical lateral do fêmur mediante impacção com martelo (fig. 2).
Os espécimes eram embalados e etiquetados e congelados temperatura de -20ºC até 24 horas antes da realização dos testes mecânicos, quando eram novamente descongelados à temperatura ambiente.
Com o auxílio de um saca-bocado e um paquímetro, os 18 últimos espécimes tiveram seus enxertos, em seu bloco ósseo patelar, preparados com um formato cilíndrico com as seguintes dimensões: comprimento - 20mm e diâmetro - 10mm.
Após o preparo, o bloco patelar era introduzido de distal para proximal, com a porção esponjosa voltada anteriormente. A fixação desse grupo era realizada imediatamente antes da realização do teste mecânico. Foram usados parafusos de interferência de aço inoxidável convencional 9mm colocados de dentro para fora, aplicados contra a superfície esponjosa do bloco ósseo (fig. 3).
Em um caso, houve fratura do côndilo femoral durante a sua colocação e em outro caso, houve secção da porção tendinosa. Os dois espécimes foram eliminados do experimento e substituídos por outros dois.
Os espécimes eram empacotados e etiquetados e congelados à temperatura de - 20ºC até 24 horas antes da realização dos testes mecânicos, quando eram descongelados à temperatura ambiente.
A partir de um espécime de joelho de ovino, com idade aproximada entre 12 e 18 meses, foi densenvolvid, no Departamento de Materiais do Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná, um suporte, específico para adaptação de joelhos de ovinos, oara testes de tração a serem realizados em uma máquina universal hidráulica MTS 810. Com a utilização desse suporte, havia um alinhamento longitudinal de todo o enxerto, sen-do posteriormente a tração aplicada nesse sentido (fig. 4).
Estabeleceu-se como padrão para o teste de tração longitudinal uma pré-carga de 40N(12). A velocidade de tração constante de 1mm/s foi adotada(13).
Para as variáveis quantitativas, observou-se o pré-requisito da distribuição normal (gaussiana) das variáveis para a escolha do teste estatístico.
A partir da análise da variância (ANOVA) foi utilizado o teste t de Student com nível de significância de p < 0,05. Fo-ram testadas a rigidez e a carga máxima por método de fixação. Para análise das variáveis qualitativas, foram elaborados tabelas e gráficos de acordo com o método de fixação utilizado(14).
RESULTADOS
Tipo e local de falha
A distribuição de freqüência do local e tipos de falha para o método de fixação sob pressão com bloco ósseo cônico e a para o método de fixação com parafuso de interferência metálico de 9mm são mostradas nas tabelas 1 e 2, respectivamente.
Os gráficos 1 e 2 demonstram a freqüência do local de falha em ambos os métodos de fixação.
Carga máxima
Comparando os valores médios da carga máxima entre os grupos, foi encontrado para o grupo de fixação sob pressão com bloco ósseo cônico o valor médio de 1.019N, sendo significativamente maior que o valor do grupo de fixação com parafuso de interferência metálico de 9mm, 719,06N (tabela 3).
Rigidez
A rigidez média da fixação sob pressão com blocos ósseos cônicos foi de 109,97N/mm e, para o grupo de fixação com parafusos metálicos de interferência de 9mm, de 75,7N/mm. Comparando tais valores médios de rigidez, foi notada rigidez significativamente maior para a fixação com blocos ósseos (tabela 4).
DISCUSSÃO
A opção, neste estudo, da escolha do modelo experimental ovino para a reconstrução do ligamento cruzado anterior se fez pela semelhança das propriedades mecânicas e anatômicas do ligamento cruzado anterior com as do humano, além da existência de outros trabalhos experimentais que utilizaram esse modelo(13,15,16,17,18,19,20,21,22).
Alguns autores não descrevem a utilização da pré-carga em testes de tração ligamentar em joelhos de ovinos(15,16,17,18,19,20,21).
Por outro lado os valores da pré-carga descritos são variáveis. Kasperczyk et al(23) estabeleceram como rotina uma précarga de 50N. Gülman et al(13) padronizaram uma pré-carga de 2N, enquanto Weiler et al(22) usaram uma pré-carga de 1N. No presente estudo adotou-se, como padrão, a pré-carga de 40N preconizada por Grood et al(12), cujo objetivo foi eliminar qualquer frouxidão residual causada pela fricção entre a superfície de contato da máquina com o osso.
Existem diferentes velocidades de deslocamento para o estudo da função ligamentar em ensaios de tração. Noyes et (24) relataram que altas velocidades de deslocamento causam ruptura do enxerto, usualmente, no ponto de fixação. No presente trabalho, foi utilizada a tração longitudinal com velocidade constante de 1mm/s, permitindo, assim, melhor observação do local da ruptura do enxerto, o que é preconizado por Gülman et al(13).
Ao analisar os resultados obtidos dos testes realizados neste estudo, percebe-se que, em relação ao local, no grupo fixado sob pressão com bloco ósseo cônico, 67% das falhas fo-ram distais, localizadas junto ao grampo de fixação tibial da máquina de tração. O tipo mais freqüente de falha nesse local foi o destacamento do tendão na transição osso-tendão em 50%. E em nenhum caso de falha distal para esse grupo houve deslizamento do bloco ósseo, o que mostra eficiência do grampo de fixação tibial desenvolvido. Já as falhas proximais, que ocorreram em apenas 33%, tiveram como modelo mais freqüente o deslizamento do bloco ósseo (fig. 5).
Gülman et al(13), em seus ensaios mecânicos, notaram que, semelhantemente a este estudo, no grupo de fixação com bloco ósseo femoral, houve menor índice de falhas relacionadas ao local. Observaram que 53% das falhas foram distais por deslizamento do bloco ósseo tibial junto ao grampo de fixação distal. Para o grupo fixado com parafusos de interferência, em 23% dos casos ocorreu a expulsão do parafuso e do bloco ósseo, em 70% ocorreu fratura dos blocos ósseos patelares e em 7% houve deslizamento do bloco tibial junto ao grampo de fixação.
Por outro lado, no grupo fixado com parafusos de interferência, 83% das falhas ocorreram no local de fixação do parafuso. O tipo mais freqüente de falha ocorrida no fêmur foi também o destacamento do tendão na transição osso-tendão (fig. 6), ocorrendo em 53,33% das falhas proximais; no restante, 46,67%, a falha ocorreu por soltura do parafuso.
Tal fato pode indicar menor morbidade do método de fixação sob pressão com bloco ósseo cônico comparado com o dos parafusos de interferência metálicos.
No presente estudo, para o grupo de fixação femoral com bloco ósseo cônico, os valores médios de carga máxima e rigidez foram de 1.019N e 109,97N/mm, respectivamente. Para o grupo de fixação com parafuso de interferência metálico de 9mm, os valores médios de carga máxima e rigidez foram de 719,06N e 75,7N/mm, respectivamente. Tanto para carga máxima quanto para rigidez, as diferenças entre os dois grupos foram estatisticamente significativas, o que mostra melhor eficiência mecânica do método de fixação sob pressão com bloco ósseo cônico.
CONCLUSÃO
A fixação femoral do enxerto osso-tendão patelar-osso, em ovinos, pelo método de fixação sob pressão com bloco ósseo de duplo diâmetro, trouxe menor morbidade ao local de fixação e maior eficiência mecânica que a fixação com parafusos metálicos de interferência de 9mm, mostrando valores significativamente maiores de carga máxima e rigidez.
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