Politetrafluoretileno (PTFE) como material de sutura em cirurgia tendínea

Resumo

O presente protocolo ilustra um método de avaliação das propriedades biofísicas de reparos tendinosos ex vivo. Um material de sutura de politetrafluoretileno (PTFE) foi avaliado por este método e comparado com outros materiais sob diferentes condições.

Resumo

Com a evolução dos materiais de sutura, houve uma mudança de paradigmas no reparo primário e secundário do tendão. Propriedades mecânicas melhoradas permitem reabilitação mais agressiva e recuperação mais precoce. No entanto, para que o reparo resista a maiores exigências mecânicas, técnicas mais avançadas de sutura e nó devem ser avaliadas em combinação com esses materiais. Nesse protocolo, investigou-se o uso do politetrafluoretileno (PTFE) como material de sutura em combinação com diferentes técnicas de reparo. Na primeira parte do protocolo, foram avaliadas a resistência à tração linear e o alongamento de fios com nós contra fios não amarrados de três diferentes materiais utilizados no reparo de tendões flexores. Os três materiais diferentes são polipropileno (PPL), polietileno de ultra-alto peso molecular com camisa trançada de poliéster (UHMWPE) e politetrafluoretileno (PTFE). Na parte seguinte (experimentos ex vivo com tendões flexores de cadáveres), o comportamento do PTFE utilizando diferentes técnicas de sutura foi avaliado e comparado com LPP e UHMWPE.

Este experimento é composto por quatro etapas: retirada dos tendões flexores das mãos de cadáveres frescos, transecção dos tendões de forma padronizada, reparo tendíneo por quatro técnicas diferentes, montagem e mensuração dos reparos tendinosos em um dinamômetro linear padrão. O UHMWPE e o PTFE apresentaram propriedades mecânicas comparáveis e foram significativamente superiores ao PPL em termos de resistência à tração linear. Reparos com técnicas de quatro e seis vertentes mostraram-se mais fortes do que técnicas de duas vertentes. O manuseio e o nó do PTFE são um desafio devido ao baixíssimo atrito superficial, mas a fixação do reparo de quatro ou seis fios é comparativamente fácil de conseguir. Os cirurgiões utilizam rotineiramente material de sutura de PTFE em cirurgia cardiovascular e cirurgia de mama. Os fios de PTFE são adequados para uso em cirurgia tendínea, proporcionando um reparo robusto do tendão para que regimes de movimento ativo precoce para reabilitação possam ser aplicados.

Introdução

O tratamento das lesões dos tendões flexores da mão é motivo de controvérsia há mais de meio século. Até a década de 1960, a área anatômica entre a falange média e a palma proximal era denominada "terra de ninguém", para expressar que as tentativas de reconstrução do tendão primário nessa área eram inúteis, produzindo resultados muito^ruins1. No entanto, na década de 1960, a questão do reparo primário do tendão foi revisitada, introduzindo novos conceitos para a^{reabilitação2}. Na década de 1970, com os avanços das neurociências, novos conceitos de reabilitação precoce puderam ser desenvolvidos, incluindo as talas dinâmicas³, mas a partir daí apenas melhorias marginais puderam ser alcançadas. Recentemente, novos materiais foram introduzidos com estabilidade integral significativamente melhorada^4,5 de modo que outras questões técnicas além da falha dos materiais de sutura passaram a ser enfocadas^, incluindo fiação de queijo e arrancamento⁶.

Até recentemente, o polipropileno (LPP) e o poliéster eram amplamente utilizados no reparo de tendões flexores. Uma fita de polipropileno 4-0 USP (United States Pharmacopeia) correspondendo a um diâmetro de 0,150-0,199 mm exibe uma resistência linear à tração inferior a 20 Newton (N)^6,7, enquanto tendões flexores da mão podem desenvolver forças lineares in vivo de até 75 N⁸. Após o trauma e a cirurgia, devido ao edema e aderências, a resistência do tecido avança^mais9. As técnicas clássicas de reparo tendíneo incluíam configurações de duas cordas que precisavam ser reforçadas com suturas epitendíneas adicionais ^3,10. Novos materiais poliméricos com resistência linear substancialmente maior trouxeram desenvolvimentos técnicos⁴; um único fio de polimistura com um núcleo de polietileno de ultra-alto peso molecular de cadeia longa (UHMWPE) em combinação com uma camisa trançada de poliéster no mesmo diâmetro que o PPL pode suportar forças lineares de até 60 N. No entanto, tecnologias de extrusão podem fabricar filamentos poliméricos monofilamentares exibindo propriedades mecânicas comparáveis⁶.

As técnicas de reparo também evoluíram na última década. As técnicas de reparo tendíneo de duas hastes deram lugar a configurações mais elaboradas de quatro ou seis hastes^11,12. Com o uso de uma sutura em alça¹³, o número de nós pode ser diminuído. Combinando materiais mais novos com técnicas mais recentes, uma resistência linear inicial de mais de 100 N pode ser alcançada⁴.

Um regime de reabilitação individualizado deve ser preconizado em qualquer caso, levando em consideração atributos especiais do paciente e técnicas de reparo tendíneo. Por exemplo, crianças e adultos incapazes de seguir instruções complexas por muito tempo devem ser submetidos a uma mobilização tardia. Reparos menos fortes devem ser mobilizados apenas pelo movimento passivo^14,15. Caso contrário, regimes de movimento ativo precoce devem ser o padrão-ouro.

O objetivo geral deste método é avaliar um novo material de sutura para reparo de tendões flexores. Para complementar a racionalidade do protocolo, essa técnica é uma evolução de protocolos previamente validados e encontrados na literatura4,10,12,16 como forma de avaliação de materiais de sutura em condições que se assemelham à rotina clínica. Usando um moderno sistema de teste de materiais servohidráulicos, uma velocidade de tração de 300 mm/min pode ser ajustada de forma semelhante à tensão in vivo, em contraste com protocolos anteriores usando 25-180 mm/min ^4,10, levando em conta as limitações em software e equipamentos de medição. Este método é adequado para estudos ex vivo em reparos de tendões flexores e, em um sentido mais amplo, para avaliação da aplicação de materiais de sutura. Em ciências dos materiais, tais experimentos são rotineiramente utilizados para avaliar polímeros e outras classes de materiais¹⁷.

Fases do estudo: Os estudos foram realizados em duas fases; Cada uma foi dividida em duas ou três etapas subsequentes. Na primeira fase, uma fita de polipropileno (PPL) e uma fita de politetrafluoretileno (PTFE) foram comparadas. As fitas USP 3-0 e USP 5-0 foram utilizadas para mimetizar as condições clínicas reais. As propriedades mecânicas dos materiais em si foram investigadas pela primeira vez, embora sejam dispositivos médicos, esses materiais já foram extensivamente testados. Para essas medidas, N = 20 fitas foram medidas para resistência à tração linear. Fios com nós também foram investigados, uma vez que o nó altera a resistência à tração linear e produz um potencial ponto de ruptura. A parte principal da primeira fase foi testar o desempenho dos dois diferentes materiais em condições clínicas. Além disso, reparos de núcleo 3-0 (Kirchmayr-Kessler de duas vertentes com as modificações de Zechner e Pennington) foram realizados e testados quanto à resistência linear. Para uma ala adicional da investigação, uma sutura epitendínea 5-0 foi adicionada ao reparo para obter força adicional^18,19.

Em uma fase subsequente, foi realizada uma comparação entre três materiais de sutura, incluindo LPP, UHMWPE e PTFE. Para todas as comparações, utilizou-se uma fita USP 4-0, correspondendo a um diâmetro de 0,18 mm. Para obter uma lista completa dos materiais utilizados, consulte a Tabela de Materiais. Para a etapa final, um reparo do núcleo de Adelaide²⁰ ou M-Tang²¹ foi realizado conforme descrito anteriormente.

Protocolo

Este artigo não contém nenhum estudo com participantes humanos ou animais realizado por qualquer um dos autores. O uso do material humano estava em total conformidade com a política da universidade para o uso de cadáveres e partes do corpo reconhecíveis, Instituto de Anatomia, Universidade de Erlangen.

1. Colher os tendões flexores

1. Colheita do flexor profundo dos dedos
   1. Colocar um membro superior cadavérico fresco na mesa dissecante com o lado ventro-palmar voltado para o cirurgião. Use um dispositivo de fixação manual padrão para manter as falanges na extensão.
   2. Observe a idade e o sexo do falecido.
   3. Com bisturi nº 15, colocar uma incisão longitudinal mediana no dedo indicador na face palmar a partir da falange distal distal em direção à polia A1 22 sobre a articulação metacarpofalangeana²².
   4. Sever as polias A1 e A2²² longitudinalmente sem lesar os tendões flexores. Severar o flexor profundo dos dedos²² ao nível da articulação interfalangeana distal com bisturi.
   5. Utilizar a faixa de uma esponja cirúrgica no colo para colocar o tendão sob tração e recuperar o flexor profundo dos dedos ao nível da polia A1.
   6. Fazer uma incisão transversal de 6 cm no sulco rascetta²² usando um bisturi nº 15.
   7. Fazer outra incisão transversal 10 cm proximal à rascetta.
   8. Agora faça uma incisão longitudinal na mediana da face palmar do antebraço, conectando as duas incisões transversais citadas.
   9. Desenvolver dois retalhos cutâneos opostos ao nível da fáscia do antebraço para expor os tendões flexores. Os tendões flexores são facilmente identificáveis sob a pele.
   10. Novamente, utilizar a faixa de uma esponja cirúrgica no colo para tracionar o tendão flexor dos dedos e retrair o tendão proximal ao punho.
   11. Agora, corte o tendão na junção musculotendínea para o comprimento máximo do tendão usando um bisturi nº 11.
   12. Colocar a amostra do tendão em 500 mL de solução fisiológica a 0,9%.
   13. Repita as etapas 1.1.1 a 1.1.12 para o terceiro ao quinto dedos.
2. Colheita do flexor superficial dos dedos
   1. Sever o tendão do flexor superficial dos dedos do dedo indicador proximal ao punho na junção tendino-muscular, onde o tendão esbranquiçado se transforma em tecido muscular acastanhado.
   2. Agora use a faixa de uma esponja cirúrgica no colo para retrair o tendão no local da polia A1 do dedo indicador.
   3. Corte o²² dos tendões da palma da mão.
   4. Retrair o flexor superficial dos dedos²² distalmente à articulação interfalangeana proximal.
   5. Utilizar bisturi nº 15 para cortar o flexor superficial dos dedos no quiasma, apenas na articulação interfalangeana proximal²².
   6. Colocar a amostra do tendão em 500 mL de solução fisiológica a 0,9%.
   7. Repetir os passos 1.2.1 a 1.2.6 para o terceiro ao quinto dedos.
3. Colheita do flexor longo do polegar²²
   1. Utilizar bisturi nº 15 para incisão mediana longitudinal de 9 cm na face palmar do polegar desde a falange distal até a polia A1.
   2. Incisar longitudinalmente as polias A1 e A2.
   3. Expor o tendão flexor do polegar e, com o bisturi nº 15, cortar o tendão em sua inserção sobre a base da falange distal.
   4. Utilizando a faixa de uma esponja cirúrgica no colo, retrair o tendão ao nível da polia A1.
   5. No sítio cirúrgico proximal ao punho, localizar o tendão flexor longo do polegar no canto radial do compartimento flexor e retraí-lo com uma faixa de uma esponja cirúrgica no colo.
   6. Cortar o tendão na junção musculotendínea.
   7. Colocar a amostra do tendão em 500 mL de solução fisiológica a 0,9%.

2. Transecção do tendão (Figura 1)

1. Fixar o espécime de tendão em uma placa de poliestireno expandido com pinos ou cânulas de 18 G.
2. Transeccionar o tendão no meio usando um bisturi com uma lâmina nº 11.
   NOTA: Não transeccione o tendão duas vezes ou o comprimento não será suficiente para uma montagem estável na máquina de medição servo-hidráulica.

3. Reparo do tendão

1. Reparo do núcleo de duas fitas de Kirchmayr-Kessler com as modificações de Zechner e Pennington^18,19 (Figura 2)
   1. Use uma lâmina nº 11 e faça uma incisão de 5 mm na linha média da parte direita do tendão, a aproximadamente 1,5 cm do coto (ou seja, o local do tendão cortado).
   2. Através desta incisão insira a agulha redonda afiada da sutura e saia ao lado do tendão no mesmo nível em direção ao cirurgião. Essa passagem da agulha precisa estar no plano superficial.
   3. Agora insira a agulha na superfície do tendão aproximadamente 3 mm mais à direita e mergulhe no plano profundo.
   4. Saia no coto e insira a agulha exatamente no lado oposto na parte canhota do tendão.
   5. Emergem na superfície do tendão, no lado mais próximo do cirurgião, a aproximadamente 1,8 cm do coto.
   6. Agora entre na lateral do tendão 3 mm em direção ao coto e siga um caminho transversal ao tendão. Saia no lado oposto ao cirurgião.
   7. Entre na superfície do tendão 3 mm mais distante do coto e siga um plano profundo saindo no coto esquerdo.
   8. Entrar no coto direito e seguir um plano longitudinal profundo até sair na superfície do tendão a aproximadamente 1,8 cm do coto.
   9. Insira a agulha no lado oculto do tendão, ao nível da incisão inicial da facada. Emergir da incisão da facada.
   10. Amarre um nó cirúrgico com oito arremessos, alternando a direção manualmente²³.
2. Reparo de núcleo de quatro fios com trava cruzada de Adelaide^11,19 (Figura 2)
   1. Insira a agulha no coto esquerdo do tendão transeccionado. Siga o trajeto do tendão do lado do cirurgião por 1,5 cm e saia na superfície do tendão. Insira a agulha 3 mm à esquerda e dê uma mordida de 3 mm, saindo em direção ao cirurgião.
   2. Insira a agulha 3 mm à direita, próximo ao ponto de saída do primeiro trajeto e siga o tendão até o coto esquerdo. Insira a agulha no coto direito em um caminho na parte externa do tendão. Saia aproximadamente 1,5 cm à direita do coto.
   3. Agora insira a agulha novamente a 3 mm para a direita e pegue uma pega, saindo na lateral do tendão.
   4. Insira a agulha de volta em direção ao coto direito, inserindo aproximadamente 3 mm à esquerda. Saia no coto direito e entre novamente no coto esquerdo por 1,5 cm. Segure uma porção do tendão de 3 mm com a sutura e saia próximo à linha média.
   5. Reinsira a agulha 3 mm mais perto do coto e siga a direção do tendão para a direita, certificando-se de sair no coto.
   6. Inserir a agulha no coto direito e seguir as fibras tendíneas aproximadamente 1,5 cm à direita. Saia na superfície.
   7. Reentre no tendão mais para a direita (3 mm) e pegue uma pega, apontando para o lado oposto. Insira a agulha 3 mm à esquerda e siga o tendão que sai no coto. Agora amarre um nó cirúrgico com oito arremessos, alternando a direção manualmente.
3. Reparo do núcleo de seis fios^{M-Tang 11} (Figura 2)
   1. Insira a agulha da alça a aproximadamente 1,5 cm do coto direito do tendão e segure uma porção do tendão de aproximadamente 3 mm de tamanho.
   2. Passe a agulha através da alça e insira a agulha na superfície do tendão.
   3. Siga o caminho do tendão e saia entre os cotos.
   4. Reinsira a agulha no coto oposto e siga o tendão no plano profundo por 1,8 cm. Saia na superfície do tendão.
   5. Agora entre 3 mm perto do coto e siga um caminho transversal para o lado oposto do tendão e saia dali.
   6. Insira a agulha com a alça 3 mm à esquerda, mais afastada dos cotos. Siga o caminho do tendão e saia entre os cotos. Reentrar no coto oposto e sair 1,5 cm à direita na superfície do tendão.
   7. Corte um dos dois fios armando a agulha com uma tesoura.
   8. Insira a agulha e segure uma porção de 3 mm do tendão.
   9. Agora amarre manualmente um nó cirúrgico com oito arremessos, alternando a direção²³.
   10. Fazer outra sutura em alça e realizar uma sutura de Tsuge²⁴ com preensão de uma porção do tendão de aproximadamente 3 mm a 1,5 cm à direita.
   11. Reinsira a agulha e siga o caminho do tendão para a esquerda. Saia entre os tocos.
   12. Reentrar no coto esquerdo e seguir o trajeto do tendão por 1,5 cm. Saia na superfície do tendão.
   13. Aqui, corte um dos dois fios armando a agulha com uma tesoura.
   14. Reinsira a agulha, agarrando 3 mm do tendão.
   15. Agora amarre manualmente um nó cirúrgico com oito arremessos, alternando a direção.

4. Ensaio de tração uniaxial

1. Configurar a máquina de ensaio de tração
   1. Monte a célula de carga na cabeça superior do sistema de ensaio de tração padrão usando o sistema de conexão e os respectivos parafusos.
   2. Monte as pegas do espécime na parte inferior, movendo a cabeça transversal e a célula de carga usando o sistema de conexão e os respectivos parafusos.
   3. Ligue o computador de controle e abra o software de teste. Aguarde a inicialização da máquina de ensaio de tração. Clique em File > Open (Arquivo Abrir e, em seguida, escolha o programa de teste Zwick Teste de tração simples para determinação de Fmax. Em seguida, clique em ok.
   4. Configure a distância de aderência atual da amostra clicando em Configuração > máquina. Meça a distância de preensão da amostra usando um paquímetro e escreva o valor em Separação atual da ferramenta/Aderência atual para a separação da aderência e clique em ok.
   5. Configure a sequência de medição clicando em Assistente. Vá para o Pré-teste e ajuste a pega para a separação da aderência na posição inicial para 20 cm. Em seguida, marque Pré-carregamento e defina a pré-carga para 0,50 N. Vá para Parâmetros de teste e defina a velocidade de teste para 300 mm/min. Clique em Layout da série para concluir o processo de configuração.
   6. Clique em Posição inicial para definir a separação da pega para a posição inicial.
2. Montagem e teste do tendão reparado
   1. Clique em Force 0 no software de teste diretamente antes da montagem da amostra.
   2. Transfira o tendão reparado imediatamente após o reparo para a máquina de ensaios de tração (Figura 3 e Figura 4) com pinças.
   3. Inserir papel grosso entre as pegas do espécime e o tendão para aumentar o atrito durante o ensaio do corpo-de-prova. Feche as pegas do espécime com as mãos apertadas e sem stress.
   4. Clique em Iniciar para iniciar a sequência de medição. A força de tração linear é documentada pelo software de teste dedicado. Documente a força máxima antes da falha.
   5. Inspecione visualmente a construção e documente a amostra fotograficamente com qualquer câmera comercial. Defina o modo de falha com base nas classificações subsequentes:
      1. Deslizamento: As alças do material de sutura deslizam através do tendão e a sutura arranca.
      2. Falha do nó: O nó falha e se desata.
      3. Quebra: Ruptura da sutura.
         NOTA: Tirar uma foto do espécime com falha é apenas para fins qualitativos, não para uma medição, e, portanto, não precisa ser de forma padronizada. Por exemplo, nenhuma luz ou distância padrão.
   6. Exporte dados brutos (force-displacement-data) na forma de uma Tabela (arquivo .xls) para representação gráfica. Resumir os resultados em uma tabela de valores expressos em Newton (N).

Resultados

Reparos tendíneos: Quando utilizada isoladamente a técnica de Kirchmayr-Kessler de duas hastes, houve alta taxa de escorregamento, com reparos atingindo uma força linear de aproximadamente 30 N (Figura 2 e Figura 5A)⁵. In vivo, o tendão do flexor profundo dos dedos pode desenvolver tração linear de até 75^N8. Em condições pós-traumáticas, esse valor pode ser ainda maior devido ao...

Discussão

Nesta linha de experimentos, uma fita de PTFE foi avaliada como material de sutura para reparo de tendões flexores. O protocolo reproduz condições que são semelhantes à situação in vivo em todos os aspectos, exceto em dois. Primeiro, as cargas aplicadas in vivo são repetitivas, de modo que um tipo de carregamento repetido ciclicamente pode ser mais adequado. Em segundo lugar, ao longo das primeiras 6 semanas de pós-operatório, a mudança significativa da biomecânica para a biologia à medida ...

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
Chirobloc	AMT AROMANDO Medizintechnik GmbH	CBM	Hand Fixation
Cutfix Disposable scalpel	B. Braun Medical Inc, Germany	5518040	Safety one use blade
Coarse paper/ Aluminium Oxide Rhynalox	Indasa	440008	abrasive with a grit size of ISO P60
Fiberloop 4-0	Arthrex GmbH	AR-7229-20	Ultra-high molecular weight polyethylene with a braided jacket of polyester 4-0
G20 cannula Sterican	B Braun	4657519	100 Pcs package
Isotonic Saline 0.9% Bottlepack 500 mL	Serag Wiessner GmbH	002476	Saline 500 mL
KAP-S Force Transducer	A.S.T. – Angewandte System Technik GmbH	AK8002	Load cell
Metzenbaum Scissors (one way, 14 cm)	Hartmann	9910846
Screw grips, Type 8133, Fmax 1 kN	ZwickRoell GmbH & Co. KG,	316264
Seralene 3-0	Serag Wiessner GmbH	LO203413	Polypropylene Strand 3-0
Seralene 4-0	Serag Wiessner GmbH	LO151713	Polypropylene Strand 4--0
Seralene 5-0	Serag  Wiessner GmbH	LO103413	Polypropylene Strand 5-0
Seramon 3-0	Serag Wiessner GmbH	MEO201714	Polytetrafluoroethylene 3-0
Seramon 4-0	Serag Wiessner GmbH	MEO151714	Polytetrafluoroethylene 4-0
Seramon 5-0	Serag Wiessner GmbH	MEO103414	Polytetrafluoroethylene 5-0
testXpert III testing software (Components following)	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	See following points for components	testing software
Results Editor	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035615
Layout Editor	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035617
Report Editor	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035620
Export Editor	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035618
Organization Editor	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035614
Virtual testing machine VTM	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035522
Language swapping	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035622
Upload/download	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035957
Traceability	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035624
Extended control mode	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035959
Video Capturing	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035575
Plus testControl II	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1033655
Temperature control	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035623
HBM connection	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035532
National Instruments connection	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035524
Video Capturing multiCamera I	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1035574
Video Capturing multiCamera II	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1033653
Measuring system related measuring uncertainty to CWA 15261-2	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	1053260
Zwick Z050 TN servohydraulic materials testing system	ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany	58993	servohydraulic materials testing system