SciELO - Brazil - Avaliação biomecânica dos tendões dos músculos tibiais e proposta de sua utilização como aloenxertos nas reconstruções do ligamento cruzado anterior Avaliação biomecânica dos tendões dos músculos tibiais e proposta de sua utilização como aloenxertos nas reconstruções do ligamento cruzado anterior
Artigos Originais • Acta ortop. bras. 11 (3) • Ago 2003 • https://doi.org/10.1590/S1413-78522003000300005 copiar
Biomechanical evaluation of tibial muscle tendons and proposal of their use as allografts in anterior cruciate ligament reconstructions
Joelho; Ligamento cruzado anterior; Artroscopia; Tendões
Knee; Anterior cruciate ligament; Arthroscopy; Tendons
Alexandre de Christo ViegasI; Gilberto Luis CamanhoII
IMestrando do Instituto de Ortopedia e Traumatologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo
IIProfessor Associado da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo
Descritores: Joelho; Ligamento cruzado anterior; Artroscopia; Tendões.
As lesões ligamentares do joelho são um evento freqüente na traumatologia e seu tratamento por meio da reconstrução dos ligamentos com o uso de enxertos tendinosos é um consenso na literatura atual. A utilização de enxertos homólogos como o ligamento da patela (LP), os tendões dos músculos flexores mediais do joelho (semitendíneo e grácil) e o tendão quadricipital são operações consagradas para este fim(2,5).
As lesões ligamentares múltiplas do joelho, as reconstruções em pacientes com traumatismos graves do membro inferior e as revisões de reconstruções dos ligamentos estimularam o estudo de novas fontes de enxertos para substituir os ligamentos cruzados. Da mesma maneira, com o desenvolvimento das técnicas de obtenção e armazenamento dos tecidos alógenos e o surgimento dos bancos de tecido, teve início o estudo das propriedades mecânicas dos enxertos comumente utilizados nas reconstruções ligamentares. Estimulados com os resultados das reconstruções em casos excepcionais e amparados no avanço dos métodos utilizados nos bancos de tecido, alguns autores propuseram a utilização de aloenxertos como opção na reconstrução das lesões ligamentares do joelho(1,11).
Os resultados iniciais destas reconstruções na cirurgia do joelho fizeram com que o uso de aloenxertos se tornasse prática comum nas reconstruções de lesões ligamentares crônicas e agudas(9,10,13). O objetivo deste trabalho é estudar as características mecânicas dos tendões dos músculos tibial anterior (TA) e tibial posterior (TP) de cadáveres humanos submetidos a congelamento e propor sua utilização como aloenxertos na reconstrução do ligamento cruzado anterior (LCA).
Utilizamos neste trabalho 18 pares de tendões dos músculos tibial anterior e tibial posterior extraídos de cadáveres humanos adultos do sexo masculino, com idade média de 45,2 ± 10,7 anos, variando entre 24 e 60 anos. Foram obedecidas as normas éticas relativas ao uso de material humano do Serviço de Verificação de Óbitos da Capital, que nos forneceu o material para este estudo.
Os tendões foram extraídos em um período médio de 48 a 96 horas post mortem de cadáveres que eram mantidos em câmara frigorífica a uma temperatura de menos 4° C.
Os tendões foram divididos em dois grupos de igual tamanho e permaneceram congelados a temperaturas de menos 20°C e menos 86°C em um período que variou de 30 a 90 dias, até que fossem realizados os ensaios mecânicos.
Antes dos ensaios mecânicos, as peças foram descongeladas em solução isotônica de cloreto de sódio, onde foram mantidas imersas durante quatro horas à temperatura ambiente até seu total descongelamento.
Em seguida, foi realizada a medição das peças anatômicas, a fim de se calcular a área de secção transversa da porção central do tendão e para este fim utilizamos um equipamento denominado projetor de perfil. Os tendões foram colocados entre duas placas de acrílico transparentes a fim de tornar sua área de secção transversa trapezoidal e o equipamento permitiu a medida dos lados deste trapézio e posteriormente o cálculo de sua área. (Figuras 1,2,3,4 e Tabela 1)
Os tendões foram submetidos a tração axial pura até sua ruptura completa na máquina eletromecânica Kratos (Figura 6), modelo K-5002, a uma velocidade constante de 20 mm/min, obtendo-se para cada um dos ensaios o diagrama carga–deformação (Figura 5). Os tendões foram fixados a duas garras metálicas (Figura7) constituídas por placas metálicas paralelas com encaixe interno denteado para evitar o deslizamento dos tendões durante a aplicação da carga (Figuras 5, 6 e 7).
RESULTADOS - TABELAS 2,3,4,5
A idéia de estudarmos os tendões tibiais nos ocorreu pela facilidade de obtenção, uniformidade de estrutura e facilidade de manuseio. São tendões longos (comprimento médio de 25 cm) e aparentemente resistentes (Figura 8).
O estudo de cadáveres do sexo masculino com idade média relativamente baixa, se considerarmos que estudamos cadáveres que foram a óbito decorrente de causa não violenta, foi com a intenção de uniformizar ao máximo nossa amostra.
Conservamos metade das peças a menos 20°C e metade a menos 86°C, a fim de compararmos as possíveis alterações sofridas pelos tendões quando armazenados na temperatura utilizada para estocagem dos materiais biológicos nos bancos de tecido, que é de cerca de menos 86°C. O grupo de tendões armazenados a menos 20°C constituiu aquele que se assemelha ao estudo de peças a fresco, tendo em vista as dificuldades técnicas de se realizar este tipo de estudo com tendões frescos. O processo de descongelamento foi o mesmo que utilizamos para os procedimentos cirúrgicos em que utilizamos aloenxertos no nosso serviço.
Os tendões dos músculos tibial anterior e posterior preparados e armazenados segundo estas técnicas habituais foram submetidos a ensaios mecânicos de tração. A metodologia de avaliação das características mecânicas foi a mais próxima dos padrões habituais da literatura, para tornar possível a comparação com eventuais estruturas a serem substituídas.
Foram estudadas as características mecânicas de resistência máxima, módulo de elasticidade, alongamento máximo relativo e rigidez nas temperaturas de menos 20°C e menos 86°C. Os resultados demonstraram que há uma variação no comportamento mecânico dos dois tendões estudados.
Resumidamente, tivemos as seguintes diferenças estatisticamente significantes entre o TA e o TP:
- a resistência máxima do tibial posterior (TP) é maior que a do tibial anterior(TA) em ambas as temperaturas estudadas.
- o módulo de elasticidade do TA é maior que o do TP a menos 86°C.
- o alongamento máximo relativo do TP é maior que o do TA a menos 86°C.
- a rigidez do TA é maior a menos 86°C do que a menos 20°C.
Comparamos os valores encontrados no nosso trabalho com os obtidos por autores que estudaram as mesmas características do ligamento cruzado anterior (LCA) segundo metodologia semelhante à que utilizamos.
Silvares(12) e Hernandez(4) encontraram resistência máxima do LCA de 875N ± 266N e de 955N respectivamente, que comparados aos valores de 947N ± 200N do TA mantido a menos 86°C e 1065N ± 196N do TP mantido a menos 86°C, demonstram que os tendões tibiais podem substituir perfeitamente o LCA no que se refere à resistência máxima.
Se compararmos os valores obtidos por Silvares(12) para a resistência máxima do tendão do músculo semitendíneo (ST) em conformação tripla (988N ± 203N) e os obtidos por Müller(7) para a resistência máxima do ligamento da patela com espessura de 10 mm aos valores do TP e do TA obtidos em nossos ensaios, verificamos que mesmo comparados a outros enxertos classicamente utilizados para as reconstruções de ligamentos do joelho, os tendões tibiais apresentam resistência semelhante.
Os trabalhos citados foram realizados com máquinas de ensaio semelhantes à que utilizamos, especialmente na velocidade de aplicação de carga, em torno de 20 mm por minuto.
Nos trabalhos clássicos de Noyes et al.(8), que encontraram 1725N ± 269N para resistência máxima do LCA, 1216N ± 50N para a do ST e 2900N ± 516N para a do LP de 14mm de espessura, a velocidade utilizada foi de 3000 mm por minuto, fato que explica a diferença de valores, uma vez que estruturas viscoelásticas como os tendões e os ligamentos apresentam valores de resistência máxima à ruptura aumentados à medida que se aumenta a velocidade de aplicação de carga(6).
Observamos que as áreas de secção transversa dos tendões dos músculos tibiais posteriores são significativamente maiores do que a dos tibiais anteriores, independentemente do tipo de congelamento realizado, o que acreditamos tratar-se de uma característica anatômica destes tendões, naturalmente mais espessos do que os tibiais anteriores. Também observamos que as áreas de secção transversa dos tendões congelados a -86°C são significativamente maiores do que as dos tendões frescos. A comparação dos resultados da área de secção transversa do TA e TP com os resultados do LCA, LP e SMT existentes na literatura(12) nos permite afirmar que os valores do TA e TP são semelhantes aos do LCA e SMT duplo (34,0 mm² e 26,0 mm²), praticamente duas vezes maiores do que o SMT único (10,8 mm²) e cerca de duas vezes menores do que o LP (37,0 mm²) e o SMT quádruplo (56,3 mm²), o que nos permite dizer que uma preparação de enxerto duplicado de TA ou TP (ou mesmo a associação TA - TP) aparenta ser a conformação mais indicada para a substituição do LCA, tendo em vista os valores das áreas dos substitutos já consagrados pelo uso.
Se considerarmos que os tendões tibiais têm comprimento suficiente para sua utilização de forma dupla ou mesmo tripla na substituição do ligamento cruzado anterior, podemos concluir pela sua utilidade neste tipo de cirurgia reconstrutiva(3).
A utilização do TA e do TP em outras cirurgias reconstrutivas, como em rupturas tendinosas crônicas, deverá ser analisada sempre comparando as suas características mecânicas às da estrutura a ser substituída.
As características mecânicas dos tendões dos músculos tibial anterior e posterior analisadas demonstram serem os dois tendões possivelmente úteis como aloenxertos na reconstrução do ligamento cruzado anterior do joelho.
Dr Raul Bolliger Neto e César Augusto Martins Pereira
Rua Rodrigo Cláudio, 197 / 92
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aleviegas@uol.com.br
Trabalho recebido em 31/03/2003
Trabalho realizado no Laboratório de Biomecânica do Instituto de Ortopedia e Traumatologia da Universidade de São Paulo
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