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Mechanical properties of rabbit meniscal allografts after glycerin preservation and rehydration in NaCl 0.9%/Propriedades mecanicas de aloenxertos meniscais de coelhos apos preservacao em glicerina e reidratacao em NaCl 0,9%.

INTRODUCAO

Os meniscos sao estruturas fibrocartilaginosas, semicirculares, moldaveis, localizadas entre os condilos femorais e o plato tibial. Suas funcoes incluem a distribuicao de forcas, absorcao de choques, estabilidade articular, protecao e lubrificacao das superficies articulares e nutricao da cartilagem (HULSE & JOHNSON, 2002; RIJK, 2004). A borda periferica do menisco medial encontrase aderida a capsula articular e ao ligamento colateral medial, reduzindo sua mobilidade em relacao ao menisco lateral. A menor mobilidade meniscal e as cargas que a regiao medial do joelho recebe, tornam o menisco medial mais propenso as lesoes durante movimentos rotacionais (McCARTY et al., 2002).

Segundo SOLOMON et al. (2002), na rotacao interna da tibia, o menisco medial vai para frente e o lateral vai para tras, enquanto, na rotacao externa, acontece o contrario, ou seja, acompanham o movimento do femur. Isso ocorre devido a acao de tracionamento dos ligamentos alares e a pressao que o femur exerce sobre os meniscos. Durante a flexao, os meniscos sao tracionados para tras e, durante a extensao, para frente, conforme suas insercoes. Na flexao extrema, a porcao caudal do menisco e firmemente comprimida entre a porcao posterior do plato tibial e o condilo femoral. A maioria das laceracoes meniscais que provocam claudicacao em caes ocorre em conjunto com rupturas do ligamento cruzado cranial (HULSE & JOHNSON, 2002).

A cicatrizacao do menisco ocorre apenas quando a lesao e na regiao periferica, local em que existe suprimento sanguineo (MCCARTY et al., 2002). Os metodos de tratamento das lesoes meniscais incluem o reparo primario, a meniscectomia parcial e a total. O reparo ou sutura e indicado quando as lesoes sao agudas, longitudinais e ocorrem em areas vascularizadas (CANNON, 1996). Apenas 30 a 50% das lesoes podem ser tratadas dessa forma (FRIEDMAN, 2003; RECKERS et al., 2005).

Quando a lesao meniscal nao e indicativa de reparo nem de meniscectomia parcial, optase pela meniscectomia total (VILELA et al., 2010a). FUKUBAYASHI & KUROSAWA (1980) observaram diminuicao de 50% da area de contato em joelhos submetidos a meniscectomia total e aumento significativo na pressao por unidade de area, resultando em lesao da cartilagem articular (RECKERS et al., 2005).

Nesses casos, deve-se considerar a substituicao dos meniscos por enxertos homologos (CURYet al., 2002; WYLAND et al., 2002; RECKERS et al., 2005; VILELA et al., 2010a), enxertos autologos e ate por proteses (RECKERS et al., 2005), com o intuito de prevenir o comprometimento da cartilagem articular (WIRTH et al., 2002; RIJK, 2004). GAO et al. (1998), em estudos experimentais com coelhos, demonstraram que a fixacao segura do aloenxerto e critica para a cicatrizacao inicial, remodelamento do enxerto e, a longo prazo, para suas funcoes.

Na literatura, sao escassos os trabalhos que avaliam as propriedades mecanicas de meniscos. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a resistencia a compressao de aloenxertos meniscais mediais de coelhos, apos preservacao em glicerina e reidratacao em NaCl 0,9%.

MATERIAL E METODOS

Foram utilizados 12 coelhos albinos, machos, adultos, da raca Nova Zelandia, com peso medio de 4kg. Durante o periodo do experimento, os animais foram alojados em gaiolas individuais, em temperatura ambiente e alimentados com racao propria para a especie e agua a vontade. O experimento foi dividido em tres etapas. Na primeira etapa, foi realizada a coleta de meniscos mediais do joelho esquerdo de seis coelhos provenientes de criacao comercial. Apos a coleta, os meniscos foram armazenados, submersos, em frascos individuais contendo glicerina 98% por um periodo de 45 a 60 dias.

Na segunda etapa, que ocorreu de 30-60 dias apos a coleta, os meniscos conservados em glicerina 98% foram reidratados, por 12 horas, em solucao salina a 0,5% de enrofloxacina, e implantados em joelhos de outros seis coelhos, apos meniscectomia medial total no joelho esquerdo. Na terceira etapa, 70 dias apos a implantacao, os coelhos foram submetidos a eutanasia. O menisco implantado e o medial contralateral foram removidos e submetidos ao teste mecanico de compressao. O menisco medial do joelho esquerdo foi considerado grupo tratado (GT) e o do joelho direito grupo controle (GC).

No pre-operatorio, os animais foram sedados com acepromazina 0,2% (0,5mg/kg, IM) e receberam anti-inflamatorio, meloxicam 0,2% (0,2mg [kg.sup.-1], SC) e antibioticoterapia com enrofloxacina 2,5% (10mg [kg.sup.-1], SC). A anestesia foi obtida com a associacao midazolam (3mg [kg.sup.-1]) e cetamina (25mg [kg.sup.-1]), por via intramuscular, e mantida com isoflurano em mascara de oxigenio em fluxo constante de 2,5L [min.sup.-1].

Foi realizada incisao longitudinal de pele e tecido subcutaneo na superficie cranio-medial do joelho, com cerca de seis centimetros de extensao. Em seguida, o tecido subcutaneo foi dissecado ate a exposicao medial da capsula articular, que foi incisada juntamente com a membrana sinovial. A patela foi luxada lateralmente, o joelho flexionado e a articulacao exposta. Um discreto esforco em valgo com o joelho flexionado foi suficiente para permitir a abordagem ao menisco medial. A meniscectomia total medial foi realizada apos seccao dos ligamentos meniscocapsulares e meniscotibiais, que foi obtida com auxilio de bisturi com lamina no 15 e agulha hipodermica 40x12.

Previamente a implantacao, cada menisco recebeu dois pontos simples separados com auxilio de uma agulha de insulina, utilizando o fio poliglactina 910, no 6.0. O primeiro na regiao entre o corno cranial e o terco medio do menisco e o segundo entre o terco medio e o corno caudal (Figura 1 A). O menisco foi entao posicionado sobre o plato tibial e os fios passados no sentido do interior para o exterior da capsula articular. Em seguida, a pele foi afastada, possibilitando a visualizacao dos fios (Figura 1 B), aplicacao de nos sobre o tecido subcutaneo e a fixacao do menisco.

Posteriormente, a patela foi reposicionada, a capsula articular e tecido subcutaneo suturados com pontos isolados simples e fio poliglactina 910, no 4.0, e a pele com pontos isolados simples e fio mononailon no 4.0. No pos-operatorio, os animais receberam enrofloxacina (10mg kg1, IM, a cada 24 horas) durante oito dias, meloxicam (0,2mg [kg.sup.-1], SC, a cada 24 horas), durante quatro dias e sulfato de morfina (1,0mg [kg.sup.-1], SC, a cada 6 horas) durante dois dias. A eutanasia dos coelhos foi realizada 70 dias apos a implantacao, onde os aloenxertos e os meniscos mediais contralaterais foram retirados, e submetidos a avaliacao mecanica.

Os testes foram realizados em sala climatizada, com umidade relativa do ar de 50 [+ or -] 2% e temperatura de 23 [+ or -] 1[degrees]C, em equipamento Instron modelo 4204, com capacidade da celula de carga de 1000N, precisao de [+ or -] 0,2N e aquisicao de 20 pontos de forca e deformacao por segundo. A velocidade de aplicacao de forca ocorreu numa taxa de 25mm minuto-1 ate a ruptura total de cada amostra.

O menisco foi colocado no equipamento, na superficie da barra de compressao inferior, com uma distancia de 3mm entre as barras superior e inferior. A carga foi aplicada ate as barras ficarem a uma distancia de 1mm, o que acarretou no esmagamento total da amostra. O valor da forca e deformacao ao limite de elasticidade foi registrado em Newton e milimetros, respectivamente.

A leitura dos valores das forcas aplicadas foi realizada com a utilizacao de celula de carga e a determinacao das deformacoes foi realizada pelo deslocamento da barra de compressao do referido equipamento; ambos conectados a um sistema de aquisicao de dados controlados por computador, que permitiu o controle automatizado do sistema responsavel pela coleta de dados e derivacao das propriedades analisadas.

As propriedades avaliadas foram: 1) forca ao limite de elasticidade: forca absorvida pelo corpo de prova no seu limite maximo de elasticidade, ou seja, ate essa forca, o corpo de prova ainda tem capacidade de retornar a sua estrutura original, sem sofrer deformacao permanente (deformacao inelastica), expressa em Newton; 2) deformacao ao limite de elasticidade: deformacao sofrida durante a aplicacao da forca, que desaparece retornando a sua dimensao original, apos a retirada dessa forca; 3) tensao ao limite de elasticidade: razao da forca ao limite de elasticidade pela area do corpo de prova; 4) tensao ao ponto de ruptura: razao da forca ao ponto de ruptura pela area do corpo de prova; 5) indice de rigidez (modulo de elasticidade ou modulo de Young): expressa a habilidade do corpo de prova em resistir as deformacoes em funcao das tensoes aplicadas, expresso em (N m-2). E a medida de rigidez de um material solido, ou seja, quanto maior, menor e a deformacao sofrida pelo material e, portanto, mais o material resiste as forcas aplicadas.

Para a comparacao das variaveis, forca ao limite de elasticidade, deformacao ao limite de elasticidade, tensao ao limite de elasticidade e ao ponto de ruptura e indice de rigidez, entre os grupos controle e tratado, foi aplicado o teste nao parametrico de Mann-Whitney, devido ao numero pequeno de observacoes. Valores de P<0,05 indicam que existe diferenca estatisticamente significante entre os grupos. O nivel de significancia assumido foi de 5%. Os calculos estatisticos foram realizados no software SPSS v18.0. Cada grupo foi composto por seis meniscos.

RESULTADOS E DISCUSSAO

Na tecnica cirurgica utilizada neste estudo, o menisco transplantado foi fixado a capsula articular por meio de duas suturas passadas no menisco e depois do interior para o exterior da articulacao, com fio de poliglactina 910 no 6.0. CURY et al. (2002) utilizaram tecnica semelhante, mas com fio de nailon no 6.0 e tambem obtiveram fixacao estavel, que e uma etapa importante para o sucesso do transplante. Em um estudo com coelhos, GAO et al. (1998) demonstraram que a fixacao segura do aloenxerto e fundamental para a cicatrizacao inicial, remodelamento do enxerto e, a longo prazo, para suas funcoes.

A forca absorvida pelo menisco no seu limite maximo de elasticidade, ou seja, quando o menisco mantem a capacidade de retornar a sua estrutura original apos a retirada da forca, foi estatisticamente semelhante entre o grupo controle e o grupo de meniscos transplantados, indicando que os dois grupos foram capazes de suportar forcas compressivas de forma semelhante, antes de sofrerem ruptura e consequente deformacao inelastica (permanente).

Dessa maneira, pode-se afirmar que a preservacao dos meniscos em glicerina 98% por um periodo de 30-60 dias e a reidratacao em solucao salina por 12 horas nao alterou essa propriedade mecanica nos aloenxertos apos 70 dias do transplante; fato tambem relatado por VILELA et al. (2010b), ao estudarem as propriedades mecanicas de meniscos preservados de coelhos, mas sem a implantacao.

A forca ao limite de elasticidade media no grupo controle foi de 161,49N, enquanto, no grupo tratado, foi de 137,03N (Tabela 1). Alteracoes da forca ao limite elastico, dos aloenxertos meniscais, pode interferir negativamente em determinadas funcoes, como na absorcao de choques, distribuicao de forcas e protecao das cartilagens articulares (RIJK, 2004).

O valor medio da deformacao ao limite de elasticidade do grupo de meniscos controle e de meniscos transplantados foi de 1,61% e 2,0%, respectivamente, (Tabela 1) nao caracterizando diferenca estatistica, ou seja, a deformacao elastica (reversivel) sofrida pelos meniscos apos 70 dias de implantacao foi semelhante a dos meniscos frescos. Esse resultado e semelhante ao encontrado por VILELA et al. (2010b), que nao observaram diferencas entre o grupo de meniscos controles e meniscos preservados em glicerina e reidratados em solucao NaCl 0,9%.

De acordo com RECKERS et al. (2005) e VILELA et al. (2010b), a glicerina 98% desidrata o tecido, tornando-o mais rigido e menos elastico, diminuindo sua capacidade de deformacao reversivel. Esses autores comprovaram a importancia da reidratacao de aloenxertos, apos preservacao em glicerina, quando demonstraram que meniscos de coelhos, preservados nesse meio e nao reidratados, apresentaram menor capacidade de deformacao elastica, quando comparados com meniscos frescos e meniscos preservados e reidratados em solucao NaCl 0,9%.

Dessa forma, a reidratacao dos meniscos em solucao de NaCl 0,9% por 12 horas, apos preservacao em glicerina, realizada neste estudo, conforme recomendado por DEL CARLO et al. (1999), foi imprescindivel, pois possibilitou aos aloenxertos meniscais, implantados por 70 dias, manter a capacidade de deformacao elastica semelhante aos meniscos contralaterais, recuperando assim as caracteristicas e a funcao fisiologica alteradas pela glicerina. Resultados semelhantes foram relatados por PIGOSSI (1967), apos reidratar dura-mater canina e humana preservadas em glicerina 98% por sete meses.

A tensao ao limite de elasticidade, suportada pelo grupo de meniscos preservados, reidratados e transplantados e pelo grupo de meniscos frescos (grupo controle), foi semelhante, nao havendo diferenca significativa entre os dois grupos. Corroborando os achados de VILELA et al. (2010b), que observaram que os meniscos reidratados suportaram a tensao quando submetidos a uma forca capaz de promover deformacao elastica, da mesma forma que os meniscos frescos, demonstrando que a reidratacao em NaCl 0,9% e necessaria para recuperar a elasticidade dos enxertos apos o periodo de preservacao em glicerina.

Pode-se afirmar que, apos 70 dias de implantacao, os aloenxertos meniscais mantiveram a tensao ao limite elastico, igual aos meniscos do grupo controle. Neste, a tensao media ao limite de elasticidade foi de 1,83MPa e, no grupo dos aloenxertos meniscais, a media foi de 1,79MPa (Tabela 1).

Quanto a tensao ao ponto de ruptura, nao houve diferenca estatisticamente significante entre o grupo de meniscos implantados e o grupo de meniscos controle. Dessa forma, pode-se dizer que a preservacao dos meniscos em glicerina, a reidratacao e sua implantacao por 70 dias, nao alterou essa propriedade mecanica, sendo seu valor medio 2,90MPa no grupo tratado e 3,47MPa no grupo controle (Tabela 2). Esses resultados sao semelhantes aos encontrados por VILELA et al. (2010b), que observaram ainda que os meniscos nao reidratados, apos preservacao em glicerina 98%, suportaram maior tensao no momento da ruptura, quando comparados com os meniscos frescos e os meniscos reidratados, devido a menor elasticidade e a maior rigidez. Essas caracteristicas sao inapropriadas, funcionalmente, aos meniscos, que atuam como estruturas moveis e elasticas, promovendo efeito amortecedor e a congruencia entre o femur e a tibia (HULSE & JOHNSON, 2002; TORRES et al., 2006).

O indice de rigidez dos meniscos do grupo controle e do grupo de aloenxertos foi estatisticamente igual. Isso significa que os meniscos dos dois grupos conseguiram resistir de forma semelhante as forcas compressivas neles aplicadas. Neste estudo, apos a preservacao dos meniscos em glicerina, realizou-se a reidratacao em NaCl 0,9%, por doze horas, antes do transplante, conforme recomendado por VILELA et al. (2010b). Esses autores relataram que esse periodo de reidratacao foi suficiente para diminuir a rigidez, aumentando assim a capacidade elastica dos meniscos. O indice de rigidez medio encontrado neste estudo foi de 113,95MPa e 88,80MPa, para os grupos de meniscos frescos e de meniscos transplantados, respectivamente (Tabela 2).

CONCLUSAO

A analise de aloenxertos meniscais preservados em glicerina e reidratados em NaCl 0,9%, realizada apos 70 dias de implantacao, demonstra que as variaveis mecanicas, forca, deformacao e tensao ao limite de elasticidade; tensao ao ponto de ruptura; e indice de rigidez comportam-se de forma semelhante as dos meniscos frescos, constituindo-se opcao terapeutica apos a meniscectomia medial em coelhos e para estudos clinicos em outras especies animais.

COMITE DE ETICA E BIOSSEGURANCA

Parecer no 89/2007.

AGRADECIMENTOS

O presente estudo foi financiado parcialmente pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq) e a Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES).

REFERENCIAS

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CURY, R.P.L. et al. Transplante homologo de menisco: estudo experimental em coelhos. Revista Brasileira de Ortopedia e Traumatologia, v.37, n.8, p.341-350, 2002. Disponivel em: <http://www.rbo. org.br/materia. asp?idIdioma=1&mt=783>. Acesso em: 20 mar. 2011.

DEL CARLO, R.J. et al. Aloenxertos osseos caninos diferentemente preservados. Revista Brasileira de Ciencia Veterinaria, v.6 n.3, p.121-126, 1999.

FRIEDMAN, M.D. Meniscal Allografts. Arthroscopy, v. 18, p.33-39, 2003.

FUKUB AYAS HI, T.; KUROSAWA, H. The contact area and pressure distribution pattern of the knee: a study of normal and osteoarthritic knee joints. Acta Orthopaedica Scandinavica, v. 52, p.871-879, 1980.

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HULSE, D.A.; JOHNSON, A.L. Tratamento da doenca articular. In: FOSSUM, T.W. Cirurgia de pequenos animais. Sao Paulo: Rocca, 2002. Cap.30, p.1076-1077.

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PIGOSSI, N. Glicerina na conservacao de dura-mater. Estudo experimental. 1967. 86f. Dissertacao (Livre Docencia) Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo, SP.

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RIJK, P.C. Meniscal allograft transplantation-Part I: background, results, graft selection and preservation, and surgical considerations. Arthroscopy, v.20, n.7, p.728-743, 2004. Disponivel em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/B6WB8-4D8F5K5-S/2/ a660ee9d553c1b5d6a5faa8950acb01a>. Acesso em: 18 mar. 2012. doi: 10.1016/j.arthro.2004.06.015.

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WIRTH, C.J. et al. Long-term results of meniscal allograft transplantation. American Journal of Sports Medicine, v.30, p.174-181, 2002.

WYLAND, D.J. et al. Chondropathy after meniscal tear or partial meniscectomy in a canine model. Journal of Orthopaedic Research, v.20, n.5, p.996-1002, 2002.

Liana Mesquita Vilela (I) Ricardo Junqueira Del Carlo (I) * Rubens Chaves de Oliveira (II) Amanda Maria Sena Reis (I) Ana Flora Sousa de Brito (I) Edson Vilela de Melo Filho (III) Gustavo de Freitas Ferrari (I) Simone Rezende Galvao (I)

(I) Departamento de Veterinaria (DVT), Universidade Federal de Vicosa (UFV), 36570-000, Vicosa, MG, Brasil. E-mail: ricarlo@ufv.br.

* Autor para correspondencia.

(II) Departamento de Engenharia Florestal, Laboratorio de Celulose e Papel, UFV, Vicosa, MG, Brasil.

(III) Departamento de Veterinaria, Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), Recife, PE, Brasil.

Recebido 09.05.12

Aprovado 16.06.13

Devolvido pelo autor 01.10.13

CR-2012-0187.R2

Tabela 1 - Valores da media, desvio padrao, valor minimo e maximo das
propriedades mecanicas (forca ao limite de elasticidade, deformacao
ao limite de elasticidade e tensao ao limite de elasticidade)
analisadas no teste de compressao dos meniscos do grupo controle e do
grupo tratado. Os dois grupos nao diferem entre si em nivel de 5% de
probabilidade.

                   Grupo      Media    DP      Minimo   Maximo   P

Forca ao limite    Controle   161,49   58,57   104,59   270,74   0,485
de elasticidade    Tratado    137,03   53,57   83,17    214,49
(N)

Deformacao ao      Controle   1,61     0,34    1,31     2,21     0,126
limite de          Tratado    2,00     0,39    1,45     2,42
elasticidade (%)

Tensao ao limite   Controle   1,83     0,55    1,25     2,79     0,818
de elasticidade    Tratado    1,79     0,67    1,06     2,68
(MPa)

Tabela 2 - Valores da media, desvio padrao, valor minimo e maximo das
propriedades mecanicas (tensao ao ponto de ruptura e indice de
rigidez) analisadas no teste de compressao dos meniscos do grupo
controle e do grupo tratado. Os dois grupos nao diferem entre si em
nivel de 5% de probabilidade.

                   Grupo      Media    DP      Minimo   Maximo   P

Tensao ao ponto    Controle   3,47     0,60    2,31     3,85     0,173
de ruptura (MPa)   Tratado    2,90     0,81    1,89     4,18

Indice de          Controle   113,95   24,19   85,46    145,97   0,179
rigidez--MOE       Tratado    88,80    26,47   61,46    121,47
(MPa)

DP: Desvio Padrao.
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Author:Vilela, Liana Mesquita; Del Carlo, Ricardo Junqueira; de Oliveira, Rubens Chaves; Reis, Amanda Maria
Publication:Ciencia Rural
Date:Dec 1, 2013
Words:3410
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