Estudo biomecânico comparativo da resistência à tração entre técnicas de suturas dos tendões flexores da mão
*A comparative biomechanical study of traction resistance among hand flexor tendon suturing techniques
*LUÍS ANTONIO BUENDIA1, RAMES MATTAR JUNIOR2, HEITOR J.R. ULSON3
* A conjoint study from Instituto de Ortopedia of Hospital das Clínicas de São Paulo – Laboratório de Biomecânica and Departamento de Ortopedia of Hospital das Clínicas of Unicamp, Brazil.
1. Full Member, Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia; Full Mem- ber, Sociedade Brasileira de Cirurgia da Mão.
2. Professor of Orthopedics; Head, Grupo de Cirurgia da Mão of Hospital das Clínicas de São Paulo.
3. Professor of Orthopedics; Head, Disciplina de Cirurgia da Mão of Hospital das Clínicas da Unicamp.
* Trabalho realizado em conjunto com o Instituto de Ortopedia do Hospital das Clínicas de São Paulo – Laboratório de Biomecânica e Departamento de Or- topedia do Hospital das Clínicas da Unicamp.
1. Membro Titular da Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia; Mem- bro Titular da Sociedade Brasileira de Cirurgia da Mão.
2. Professor Doutor Chefe do Grupo de Cirurgia da Mão do Hospital das Clíni- cas de São Paulo.
3. Professor Doutor Chefe da Disciplina de Cirurgia da Mão do Hospital das Clínicas da Unicamp.
Endereço para correspondência (Correspondence to): Rua Conselheiro Brotero, 1.505 – conj. 82 – 01232-011 – São Paulo – SP, Brasil. Tel./fax: +55 11 3667-6132.
E-mail: clinicamemorial@bol.com.br
Recebido em (Received in) 18/11/03. Aprovado para publicação em (Approved in) 12/5/05.
Copyright RBO2005
RESUMO
Objetivo: Avaliar por meio de estudos biomecânicos a resistência à tração entre três técnicas de sutura de ten- dões. Material: Selecionados 54 tendões flexores profun- dos dos dedos indicador, médio e anular obtidos de cadá- veres frescos, foram submetidos a tenorrafias e a testes biomecânicos em máquina universal, da marca Kratos®, para ensaios quanto à força, resistência e formação de se- paração de 2mm. A área de secção transversa de todos os tendões foi mensurada, não apresentando diferenças sig- nificativas. Foram testadas três diferentes técnicas de te- norrafia: 1) Kessler modificada; 2) método de Indiana com quatro passagens; e 3) método de ancoragem de Brunelli modificado por Ulson. Para cada tipo de sutura foram tes- tados 18 tendões. Resultados: Demonstraram: 1) quanto à força: a) 13,02 ± 4,41N para técnica de Kessler; b) 20,21 ± 11,23N para a técnica de ancoragem; e c) 18,10 ± 5,40N para a técnica de Indiana; 2) quanto à resistência: a) 4,09
± 1,00N/mm para a técnica de Kessler modificada; b) 5,96
± 2,27N/mm com a técnica de ancoragem; e c) 5,42 ± 1,78N/
mm para a técnica de Indiana; 3) quanto à formação de
ABSTRACT
Objective: This study aims to biomechanically assess the traction resistance of three different tendon suturing tech- niques. Material: Selected 54 tendons from flexor digitorum profundus of index, middle, and ring digits from fresh ca- davers were submitted to tendon suturing and biomechani- cal testing on a Kratos® universal assay machine for strength, resistance, and 2-mm gap formation. Cross-sectional area of all tendons was measured, and did not present significant differences. Three different tendon suturing techniques were tested: 1) modified Kessler’s; 2) Indiana method with four passages; and 3) Ulson’s modification from Brunelli anchor- ing method. Eighteen tendons were tested for each type of suturing technique. Results: 1) regarding force: a) 13.02 ± 4.41 N for Kessler’s technique; b) 20.21 ± 11.23 N for an- choring technique; and c) 18.10 ± 5.40 N for Indiana tech- nique; 2) regarding resistance: a) 4.09 ± 1.00 N/mm for mod- ified Kessler’s technique; b) 5.96 ± 2.27 N/mm for the anchoring technique; and c) 5.42 ± 1.78 N/mm for the Indi- ana technique; 3) regarding gap formation: a) 17.13 ± 6.63 N for Kessler’s; b) 27.71 ± 9.74 N for anchoring; and c)
separação: a) 17,13 ± 6,63N para Kessler; b) 27,71 ± 9,74N com a técnica de ancoragem; e c) 19,28 ± 7,71N para a técnica de Indiana. Conclusão: Os resultados indicam que a sutura de ancoragem de Brunelli, modificada por Ulson, foi a mais resistente, atingindo força maior e resistindo mais à separação. A área dos tendões não se diferenciou nos 54 tendões testados.
Descritores – Flexor; tendões; tenorrafia; sutura
INTRODUÇÃO
As lesões dos tendões flexores são graves, pois afetam a função de preensão da mão, e seu tratamento é complexo(1,2). Sua reconstrução é difícil, porque exige resistência para su- portar a tração dos músculos flexores sem restringir a capaci- dade do deslizamento que promove a excursão necessária ao movimento dos dedos(3,4,5,6). Além disso, os tendões flexores apresentam-se, quase na totalidade, envoltos por uma bainha sinovial, o que torna seu reparo cirúrgico mais difícil(7). Agin- do em várias articulações, os tendões superficial e profundo dos dedos têm complexa relação de deslizamento e excur- são(8). Os tendões flexores digitais apresentam irrigação san- guínea peculiar e deficiente, principalmente ao atravessar o túnel osteofibroso (zona II), sendo a região dorsal mais vas- cularizada e a parte mais volar dos tendões quase completa- mente avascular(9). Os vasos sanguíneos que nutrem tais ten- dões são ramos dos vasos digitais e, depois de percorrer verdadeiros “mesos” denominados “vínculas”, penetram nos tendões pela sua superfície dorsal e lateral(10). Existem víncu- las curtas e longas que, se lesadas, irão provocar perda subs- tancial da nutrição sanguínea do tendão. Assim, o colapso desses sistemas de irrigação sanguínea explicam a dificulda- de de obter bons resultados cirúrgicos e nos deixa clara a im- portância do líquido sinovial na nutrição dos tendões(11).
Atualmente, graças aos avanços do material de sutura, do instrumental usado, de técnicas mais delicadas e de um pós- operatório bem conduzido para promover cicatrização intrín- seca do tendão, o prognóstico das suturas primárias melhorou muito(12,13). Consideramos que a sutura primária, feita em con- dições ideais, por cirurgião habilitado e associada à reabilita- ção adequada, traz, na maioria dos casos, bom resultado fun- cional(14).
Por outro lado, existem muitos fatores que interferem na escolha do método de reparo.
Segundo Strickland, fatos importantes na fisiologia e bio- mecânica dos tendões flexores devem ser ressaltados, pois
19.28 ± 7.71 N for Indiana technique. Conclusion: Results showed that Ulson’s modification of Brunelli anchoring tech- nique was the most resistant, achieving higher strength val- ues and showing more resistance to separation. Tendon area was not different in all 54 tendons tested.
Keywords – Flexor; tendons; tenorrhaphy; suture
INTRODUCTION
Flexor tendon lacerations are severe injuries, affecting the hand grip, thus having a complex treatment(1,2). Their recon- struction is difficult, requiring resistance to sustain flexor muscle traction without restriction of gliding capacity, which promotes the required excursion for digit motion(3,4,5,6). Fur- thermore, flexor tendons are mostly surrounded by a synovial sheath, which makes their surgical repair even harder(7). Ten- dons from flexor digitorum superficialis and profundus act upon several joints, and have complex gliding and excursion relations(8). Flexor digitorum tendons have a peculiar and deficient blood supply, mainly when crossing the osteofibrous tunnel (zone II); the dorsal region is more vascularized than the tendon volar aspect, which is almost completely avascu- lar(9). Blood vessels to those tendons are branches from digi- tal vessels and, after running true “folds” named vinculae, penetrate tendons through their dorsal and lateral surfaces(10). There are short and long vinculae that – if injured – will pro- duce a substantial loss of tendon blood supply. Hence, the collapse of those blood supply systems does explain the diffi- culty in obtaining good surgical results, and clarifies the im- portance of synovial fluid in tendon nutrition(11).
Currently, primary sutures have a much better prognosis, thanks to advances in suturing material, to the instruments employed, to more delicate techniques, and to the better un- derstanding of postoperative management to promote intrin- sic tendon healing(12,13). We consider that the primary suture, ideally performed by a capable surgeon and associated to adequate rehabilitation, leads in most cases to good func- tional results(14).
Conversely, there are several factors that interfere with the choice of a repairing method.
According to Strickland, important flexor tendon physiolo- gy and biomechanical factors must be highlighted, as their acknowledgment will interfere with the current treatment phi- losophy of those lesions: tendons heal by a combination of intrinsic and extrinsic cellular activity; with no mechanical overloading, tendon heals in about eight weeks, albeit with
seu conhecimento deverá interferir na filosofia atual do trata- mento dessas lesões: os tendões cicatrizam por meio da com- binação da atividade celular intrínseca com a extrínseca; sem sobrecarga mecânica o tendão cicatriza em cerca de oito se- manas, embora com pequena resistência à tração; tendões submetidos a estresse mecânico cicatrizarão mais rápido, com menor aderência e melhor excursão que os não sobrecarrega- dos; a força exercida sobre tendões normais é de cerca de 500g para movimentação passiva, 1.500g para preensão leve, 500g para preensão forçada e 9.000g para pinça digital reali- zada para preensão de pequenos objetos(15). Em decorrência, a tendência atual é para a realização de suturas mais resisten- tes, como as técnicas com quatro passagens de fio 4-0 que suportam tensões de 1.800g ou mais(16,17).
Existem evidências de que a cicatrização intrínseca dos ten- dões se inicia pela proliferação de células do epitendão(18). Tal proliferação se desenvolve ao longo do tendão e no nível da lesão, formando uma espécie de “calo”, de forma similar ao que ocorre na pele ou no tecido ósseo(5). Tardiamente, fibro- blastos e tenócitos invadem o “calo” e produzem colágeno, que irá se organizar e alinhar, reproduzindo um tendão quase normal. Parece que o suporte de nutrientes dado pelo liquido sinovial é suficiente para manter todo esse processo(19). As aderências formadas durante o processo de cicatrização ex- trínseca parecem não ter papel fundamental para a cicatriza- ção ou nutrição do tendão, sendo mesmo indesejáveis.
Para obter a cicatrização do tendão é óbvia a necessidade de manter os cotos coaptados. Várias técnicas de sutura têm sido descritas e todas elas induzem a formação de aderências entre o tendão e os tecidos vizinhos(16,20,21,22,23). Os fios que não provocam reação de corpo estranho são os que devem ser utilizados para proporcionar melhores resultados e, da mes- ma forma, devem-se evitar suturas isquemiantes(24). Existe a tendência atual de realizar suturas mais confiáveis e resisten- tes com o objetivo de permitir movimentação mais precoce(25). A movimentação induz a cicatrização intrínseca do tendão, impedindo aderências. Há autores que defendem a movimen- tação ativa precoce para combater essas aderências(26,27). Até a década de 1970 a sutura mais freqüentemente utilizada era a de Kessler utilizando fio inabsorvível 4-0 associada à sutura contínua do epitendão com fio 6-0(28,29). Há no momento uma preocupação contínua na busca de melhores resultados e no desenvolvimento de outras técnicas de tenorrafia.
Podemos separar as suturas, que se usam nos casos agudos, em dois grandes grupos: aquelas que cruzam diagonalmente a substância do tendão e aquelas que correm paralelas ao ten- dão(3,14). Urbaniak et al demonstraram que as do 1o grupo ten-
little resistance to traction. Tendons that are submitted to mechanical stressing will heal quicker, with less adhesions and better excursion than those not overloaded; the force ex- erted onto to normal tendons is around 500 grams for passive motion; 1,500 grams for mild grip; 5,000 grams for forced grip; and 9,000 grams for the digital grip of little objects(15). As a consequence, the current trend is to perform more resis- tant sutures, such as techniques using four passages of 4-0 sutures, which can sustain stresses of 1,800 grams or more(16,17). There are evidences that tendon intrinsic healing initiates by epitendon cell proliferation(18). Such proliferation devel- ops along the tendon and at the injury site, forming a kind of
“callus”, similarly to that of the skin or bone tissue(5). Later, fibroblasts and tenocytes invade the “callus” and produce collagen, which will organize and align, producing a near normal tendon. It seems that the nutrient support given by synovial fluid is sufficient to hold all such process(19). Adhe- sions formed by extrinsic healing do not seem to have any important role on tendon healing or nourishment, and are even undesirable.
Tendon stumps should be kept together to convey healing.
Several suturing techniques have been described; all of them induce adhesion formation between the tendon and neigh- boring tissues(16,20,21,22,23). Sutures that do not yield foreign-body reaction are preferred for producing the best results; likewise, those sutures that generate ischemia must be avoided(24). There is a current trend to perform more reliable and resistant su- tures, so that earlier motion is allowed(25). Motion induces tendon intrinsic healing, thus avoiding adhesions. There are authors who defend active early motion to combat those ad- hesions(26,27).
Until the Seventies, Kessler’s was the most frequently em- ployed suturing technique, using non absorbable 4-0 sutures associated to continuous epitendon stitching with 6-0 su- tures(28,29). There is an ongoing concern in the search of better results, and in the development of other tenorrhaphy tech- niques.
Sutures employed in acute cases can be separated into two large groups: those that diagonally cross the tendon substance;
and those that run parallel to the tendon(3,14). Urbaniak et al demonstrated that the former may produce tendon stump con- striction, thus provoking strength reduction, especially at the 5th postoperative day(30,31).
Nowadays, more resistant stitching techniques are preferred, using four 4-0 suture passages associated to epitendon con- tinuous suturing with 6-0 sutures, which allows earlier active motion(32). Four passages of the 4-0 suture are expected to
dem a provocar estrangulamento dos cotos tendinosos produ- zindo assim a diminuição na resistência, principalmente no 5o dia de pós-operatório(30,31).
Atualmente tem-se dado preferência às suturas mais resis- tentes, com quatro passagens de fio 4-0 associadas à sutura contínua do epitendão com fio 6-0, que permite movimenta- ção ativa mais precoce(32). Espera-se que a sutura com quatro passagens de fios 4-0 proporcione resistência mecânica quase o dobro da sutura com duas passagens, do tipo Kessler modi- ficada(32).
Outra forma de aumentar a resistência da reparação tendi- nosa é a da utilização de um sistema de ancoragem tendinosa proximal e distal à tenorrafia para alívio da interface desse reparo, como a técnica de ancoragem proposta por Ulson, baseada em estudos de Brunelli(9,33). Essa técnica consiste na realização de uma sutura do tipo Kessler modificada no local da lesão e uma nova passagem de um fio, que corre paralelo a esse tendão, proximal e distal à sutura inicial, fazendo um reforço e ao mesmo tempo um alívio na sutura inicial de Kess- ler quando tracionado esse tendão.
O objetivo deste trabalho foi o de comparar biomecanica- mente a resistência, à tração direta, de tendões flexores sub- metidos à secção transversa e reparados usando-se três dife- rentes técnicas de tenorrafia.
MATERIAL E MÉTODOS
Foram obtidos 54 tendões flexores profundos (FPD) dos dedos indicador, médio e anular de ambas as mãos de nove cadáveres frescos, não formolizados, com óbito observado havia menos de 72 horas, sendo todos adultos (entre 20 e 60 anos), do sexo masculino e não formolizados. Foram excluí- dos os que faleceram de moléstias consumptivas ou devido a traumatismos. Os tendões foram obtidos junto ao Serviço de Verificação de Óbitos da Faculdade de Medicina da Universi- dade de São Paulo, São Paulo, Brasil.
Por meio de uma incisão transversa, localizada na prega de flexão da articulação interfalangiana distal, isolamos e sec- cionamos o tendão flexor profundo, distalmente à polia A4, na região de inserção na falange distal. Uma nova incisão trans- versa foi realizada na prega de flexão do punho proximal ao túnel do carpo, para permitir a identificação do tendão seccio- nado. Por meio de manobras de tração, o tendão foi desloca- do até a região do punho e então seccionado proximalmente.
Após a sua identificação, os tendões foram mantidos em solução fisiológica a 0,9% e armazenados a uma temperatura de 4º negativos (escala Celsius) até o momento do teste.
provide almost twice mechanical resistance as a two-passage suture, such as modified Kessler’s technique(32).
Another way of increasing tendon repair strength is to em- ploy a proximal and distal tendon anchoring systems, for re- pair interface relief, such as the anchoring technique proposed by Ulson and based on studies from Brunelli(9,33). This tech- nique consists in performing a modified Kessler’s type suture on the lesion site having another suture passage running par- allel to the tendon, proximally and distally to the initial su- ture, thus reinforcing and at the same time relieving the initial Kessler’s suture, whenever the tendon is pulled.
The aim of this study was to biomechanically compare the resistance of transversally cut flexor tendons that were re- paired using three different tenorrhaphy techniques.
MATERIAL AND METHODS
Fifty-four tendons of flexor digitorum profundus (FDP) from index, middle, and ring digits of nine fresh adult, male cadav- ers (between 20 and 60 years) not preserved in formaldehyde, whose death had occurred in less than 72 hours, were ob- tained. Those who perished due to consumptive diseases or trauma were excluded. Tendons were obtained at Serviço de Verificação de Óbitos (Coroner’s Service), Faculdade de Medicina of Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
The deep flexor tendon was isolated and cut through a trans- verse incision placed at the distal interphalangeal joint flex- ion crease, distally to the A4 pulley, at the distal phalanx at- tachment region. A new transverse incision was performed at the proximal wrist flexion crease, proximally to the carpal tunnel, so that the sectioned tendon could be identified. The tendon was displaced towards the wrist by traction maneu- vers and proximally cut.
After tag identification, tendons were soaked in 0.9% sa- line and stored at –4°C until the moment of the assay.
Harvested tendons were divided into three groups of 18 tendons for each technique: 1) modified Kessler’s; 2) anchor- ing technique (as proposed by Ulson); and 3) Indiana method (Strickland) (figure 1). After thawing and thermal balance at room temperature, tendons measuring 150 mm were trans- versally cut at their mid portion and stitched using above mentioned techniques, employing 4-0 polypropylene sutures (Prolene-Ethicon®), and combined 6-0 polypropylene epiten- don sutures (Prolene-Ethicon®). All stitching procedures were performed by the same author (L.A.B.) at Laboratório de Biomecânica of Instituto de Ortopedia of Universidade de São Paulo; biomechanical traction strength assays were per-
Fig. 2 – Imagens obtidas dos ensaios com a minicâmera digital, em que observamos três instantes do estudo do tendão após a sutura com a técnica de ancoragem: antes do início do teste, du- rante a tração e ao final, depois de a sutura atingir a sua força máxima.
Fig. 2 – Images from assays obtained with a digital mini-camera;
three instants of tendon studies are observed after anchoring tech- nique suture: before test start; during traction; at the end, after suture reaching maximum force.
Fig. 1 – Técnicas de suturas usadas neste estudo: A) Kessler mo- dificada. B) Técnica de ancoragem proposta por Ulson. C) Técni- ca de Indiana – com quatro passagens.
Fig. 1 – Suture techniques employed in the study: A) Modified Kessler’s technique; B) Anchoring technique, as proposed by Ul- son; C) Four-passage Indiana technique.
A B C
Os tendões assim colhidos foram divididos em três grupos de 18 tendões para cada técnica: 1) Kessler modificada; 2) téc- nica de ancoragem (proposta por Ulson); 3) método de Indiana (Strickland) (figura 1). Após o descongelamento, o equilíbrio térmico em temperatura ambiente, os tendões com comprimento de 150mm foram secionados transversalmente em sua porção média e suturados pelas diferentes técnicas de sutura mencio- nadas utilizando fios de polipropileno (Prolene-Ethicon®) 4-0 e sutura combinada do epitendão com polipropileno (Prolene- Ethicon®) 6-0. Todos as suturas foram realizadas pelo mesmo autor (L.A.B.) no Laboratório de Biomecânica do Instituto de Ortopedia da Universidade de São Paulo e testados quanto à sua resistência biomecânica à tração em maquina universal de ensaios mecânicos da marca Kratos®K5002, dotada de célula de carga CCT, com capacidade máxima de 100kgf. Foi adotada a escala 4 do aparelho, que limita a capacidade para 10kgf e a velocidade de aplicação de carga de 20mm/min. Todos os en- saios foram filmados, em preto e branco, com minicâmara digi- tal, com velocidade de 24 quadros por segundo e registrados por um computador PC, dotado de placa de aquisição de dados, placa de captura de imagens e segundo programa desenvolvido para o estudo (figura 2).
Foram registrados a força máxima da sutura, a formação de separação (gap) de 2mm e o índice de rigidez (K): calculada pela fórmula F = K.x, onde K = F/x; baseando-se na inclina- ção do segmento linear do gráfico entre força (F) em newtons e a deformação (x) em milímetros (gráfico 1).
Antes do início dos ensaios, a área de cada secção transver- sa do tendão também foi medida. O cálculo foi realizado no ponto médio, local onde ocorreu a tenorrafia. A medição foi realizada por meio de medidor de altura da marca Mitutoyo®, com resolução de 0,01mm, composto de base de resina acríli- ca, em forma de canaleta, com largura padronizada de 3mm, com atuador de mesma largura que desliza ajustadamente pela caneleta. O tendão foi colocado nessa base de acrílico e sub- metido à medida de área, calculada pelo produto da largura (fixada em 3mm), versus altura, calculada pelo medidor de altura.
Método de avaliação dos resultados
Foram avaliadas a área do tendão, força aplicada, resistên- cia e a força de formação de separação de 2mm dos tendões suturados.
Os dados obtidos foram submetidos a testes de análise de variância ANOVA e discriminados pelo teste de Tukey; foi ado- tado um nível de significância α < 5%. Comparamos a força máxima, a formação de separação (gap) de 2mm, rigidez e a área de cada tendão testado.
resolution made of groove-shaped acrylic resin, which had a standardized 3-mm width slider that smoothly conformed to the groove. The tendon was placed on that acrylic base and submitted to area measurement, as calculated by the product of width (fixed in 3 mm) by the height (as calculated by height gauge).
Result assessment method
Tendon area, applied force, strength, and 2-mm gap for- mation force from sutured tendons were assessed.
Data were submitted to ANOVA analysis of variance tests, and discriminated by Tukey’s test; a level of significance, cor- responding to α < 5%, was adopted. We compared the maxi- mum strength, 2-mm gap formation, rigidity, and the area of each tendon tested.
RESULTS
Maximum force
Mean maximum force for modified Kessler’s suture was 13.02
± 4.41 N; for the anchoring suture, 20.21 ± 11.23 N; the Indi- formed on a Kratos® K5002 universal mechanical assay machine, having a
CCT loading cell, with 100 kgf maximum capacity. We decided for a scale 4 of the appliance, which limited the capac- ity to 10 kgf, and loading application speed to 20 mm/min. All assays were filmed in black and white with a mini- digital camera, set at a speed of 24 frames per second, and recorded by a
PC having specific hardware for data acquisition, image capture, and soft- ware developed for the study (figure 2).
Maximum suture strength, 2-mm gap formation, and rigidity index (K) were recorded, as calculated by the formula F = K.x, where K = F/x; based on the linear segment inclination of the force (F), given in newtons, and deformation (x), given in millimeters (graph 1).
Before starting the assays, the area of each tendon cross section was also measured. Calculation was performed at the mid point of the tenorrhaphy site.
Measurement was performed with a Mitutoyo® height gauge, set at 0.01-mm
Def or maç ão [mm]
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Força [N]
2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Def or maç ão [mm]
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Força [N]
2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Fonte (Source): IOT – São Paulo
Gráfico 1 – Força (newtons) x deformação (mm) Graph 1 – Force (newtons) x deformation (mm)
Deformação / Deformation (mm)
Força / Force (N)
RESULTADOS Força máxima
A força máxima observada, em média, para a sutura de Kessler modificada foi de 13,02 ± 4,41N; para a sutura tipo ancoragem foi de 20,21 ± 11,23N; com o método de Indiana verificamos 18,10 ± 5,40N. Avaliamos a média para cada gru- po, o desvio-padrão, o valor máximo e o valor mínimo encon- trados. Comparando-se estatisticamente, observamos p = 0,0201, com F = 5,62, no teste de comparação múltipla entre força 1 (Kessler) × força 2 (ancoragem) × força 3 (Indiana).
Houve uma diferença significativa entre força 1 e a força 2, com p < 0,05. Entre a força 1 × força 3 e entre a força 2 × força 3, não houve diferença significativa, com p > 0,05 (ta- bela 1/gráfico 2).
Formação de separação
A força necessária para formação de separação (gap) maior que 2mm, observada através do gráfico entre a forca (N) e a
Fonte (Source): IOT – São Paulo
Gráfico 2 – Força máxima e formação de separação (2mm) entre as diferentes técnicas: Grupo 1 – Kessler modificada; Grupo 2 – ancoragem; Grupo 3 – Indiana.
Graph 2 – Maximum force and 2-mm gap formation among dif- ference techniques: Group 1, modified Kessler’s; Group 2, anchor- ing; Group 3, Indiana.
13,02 17,13
20,21 27,71
18,1 19,28
4,41 6,63
11,23 9,74
5,4 7,71
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Máxima Separação Máxima Separação Máxima Separação
Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3
Desvio-padrão Média
Desvio-padrão Standard deviation Média / Mean
Máxima
Maximum Máxima
Maximum Máxima
Maximum Separação Gap Separação
Gap Separação
Gap
Grupo (group) 1 Grupo (group) 2 Grupo (group) 3
TABELA 1 / TABLE 1
Força máxima e força para formação de separação de 2mm Maximum force and 2-mm gap formation force
Força (N) / Force (N)
Grupo 1 / Group 1 Grupo 2 / Group 2 Grupo 3 / Group 3
Máxima Separação Máxima Separação Máxima Separação Maximum Separation Maximum Separation Maximum Separation
Média / Mean 13,02 17,13 20,21 27,71 18,10 19,28
Desvio-padrão / Standard deviation 04,41 06,63 11,23 09,74 05,40 07,71
Mínimo / Minimum 07,86 05,32 07,90 13,86 06,25 05,94
Máximo / Maximum 22,90 30,13 45,45 49,92 28,27 31,98
Análise de variância p = 0,0201* F = 4,22 / Analysis of variance, p = 0.0201*; F = 4.22 Teste de comparação múltipla de Tukey / Tukey’s multiple comparison test
Força 1 x força 2 p < 0,05* / Force 1 x force 2; p < 0.05*
Força 1 x força 3 p > 0,05 (n.s.) / Force 1 x force 3; p < 0.05 n.s.
Força 2 x força 3 p > 0,05 (n.s.) / Force 2 x force 3; p > 0.05 n.s.
Análise de variância P = 0,0006* F = 8,53 / Analysis of variance, p = 0.0006*; F = 8.53 Teste de comparação múltipla de Tukey / Tukey’s multiple comparison test
Formação de separação 1 x formação de separação 2 p < 0,001* / Gap formation 1 x gap formation 2; p < 0.001*
Formação de separação 1 x formação de separação 3 p > 0,05 / Gap formation 1 x gap formation 3; p > 0.05 Formação de separação 2 x formação de separação 3 p < 0,01* / Gap formation 2 x gap formation 3; p < 0.01*
Fonte (Source): IOT – São Paulo.
deformação (mm) e das filmagens com câmera digital, foi de 17,13 ± 6,63N para a sutura de Kessler, de 27,71 ± 9,74N para a sutura de ancoragem e de 19,28 ± 7,7N para o método de Indiana. Em todos os ensaios foram calculados o desvio- padrão, os valores máximo e mínimo para formação de sepa- ração de 2mm. Estatisticamente, temos p = 0,0006 e F = 4,22.
Nos testes comparativos separação 1 (Kessler) × separação 2 (ancoragem) × separação 3 (Indiana), observamos diferença significativa entre a separação 1 e a separação 2, com p <
0,001; houve também diferença entre separação 2 e a separa- ção 3, com p < 0,01. Na comparação entre a formação de separação da técnica de Kessler modificada e da técnica do método de Indiana não houve diferença significativa, com p >
0,05 (tabela 1/gráfico 2).
Rigidez
O estudo da rigidez demonstrou: para o método de Kessler, 6,54 ± 1,61N; para ancoragem, 8,39 ± 1,85N; para Indiana, 7,80 ± 1,62N. Na comparação pelo teste de análise de variân- cia obtivemos p = 0,0062 e F = 5,62. Comparando os grupos pelo teste de comparação múltipla de Tukey, observamos di- ferença significativa entre a rigidez 1 (Kessler) e a rigidez 2 (ancoragem), com p < 0,01; na comparação entre a rigidez 1 (Kessler) × rigidez 3 (Indiana) e entre rigidez 2 (ancoragem)
× rigidez 3 (Indiana), não houve significância estatística.
Área
A área de cada tendão foi medida em seu ponto médio, ao longo do seu comprimento, antes de o mesmo ser seccionado para o início dos ensaios. Para a sutura de Kessler o dedo indicador teve uma área de 14,04mm2; o dedo médio, de 14,53mm2; o dedo anular, de 13,44mm2. No método de anco- ragem, o dedo indicador teve área de 15,79mm2; o dedo mé- dio de 16,75mm2; o dedo anular, de 14,26mm2. No método de Indiana, o dedo indicador teve área de 14,83mm2; o dedo médio, de 15,39mm2; o dedo anular, de 13,14mm2.
Não foram observadas diferenças estatisticamente signifi- cativas entre as áreas dos tendões, para as diferentes técnicas de sutura, com p = 0,1533 e F = 1,95.
DISCUSSÃO
A meta a alcançar nas suturas dos tendões flexores na mão é restabelecer a capacidade de deslizamento desses tendões necessária a todas as funções dos dedos. Nos últimos anos, protocolos pós-operatórios para mobilização precoce dos de- dos têm sido cada vez mais popularizados nas técnicas de
ana method read 18.10 ± 5.40 N. Mean, standard deviation, maximum, and minimum values were evaluated for each group.
The statistical comparison found p = 0.0201, with F = 5.62 for the multiple comparison test among force 1 (Kessler’s) x force 2 (anchoring) x force 3 (Indiana); there was a significant difference between force 1 and force 2 (p < 0.05). No signifi- cant differences were found between force 1 x force 3; or be- tween force 2 x force 3 (p > 0.05) (table 1/graph 2).
Gap formation
Necessary force for gap formation above 2 mm, as observed by force (N) x deformation (mm) graph and digital camera recordings, was 17.13 ± 6.63 N for Kessler’s suture; 27.71 ± 9.74 N for anchoring suture; and 19.28 ± 7.7 N for the Indi- ana method. Standard deviation, maximum, and minimum values for 2-mm gap formation were calculated for all as- says. Statistical calculation presented p = 0.0006; F = 4.22.
Upon comparative gap formation tests separation 1 (Kessler’s) x separation 2 (anchoring) x separation 3 (Indiana), there was a significant difference between separation 1 and sepa- ration 2 (p < 0.001); there was also a difference between sep- aration 2 and separation 3 (p < 0.01). There was no signifi- cant difference between modified Kessler’s technique and Indiana method (p > 0.05) (table 1/graph 2).
Rigidity
The study of rigidity showed, for Kessler’s method, 6.54 ± 1.61 N; for anchoring, 8.39 ± 1.85 N; and for Indiana, 7.80 ± 1.62 N. The comparison by analysis of variance test showed p
= 0.0062, and F = 5.62. The Tukey’s multiple comparison test showed a significant difference between rigidity 1 (Kessler’s) and rigidity 2 (anchoring) (p < 0.01). No statistical signifi- cance was found when comparing rigidity 1 (Kessler) x rigid- ity 3 (Indiana); or when comparing rigidity 2 (anchoring) x rigidity 3 (Indiana).
Area
The area of each tendon was measured at its middle length, before the section to start the assay. For Kessler’s suture, in- dex finger had an area of 14.04 mm2; middle finger, 14.53 mm2; and ring finger, 13.44 mm2. Index finger had an area of 15.79 mm2; middle finger, 16.75 mm2; ring finger, 14.26 mm2 on the anchoring method. When considering Indiana method, index finger had an area of 14.83 mm2; middle finger, 15.39 mm2; and ring finger, 13.14 mm2.
No significant statistical differences were observed among tendon areas for different suture techniques: p = 0.1533; and F = 1.95.
cirurgia da mão. Novas técnicas cirúrgicas que visam aumen- to da força de resistência da sutura, bem como controle da formação de separação (gap), são imperativas para reparo e reabilitação bem sucedidos(3,25,34,35,36,37,38).
A flexão ativa dos tendões flexores na zona II envolve uma série de fatores: estado das polias e bainhas tendinosas, loca- lização da sutura, número de pontos ou nós usados e orienta- ção das fibras dos tendões(23,39,40). Os tendões variam sua dire- ção e orientação durante o seu deslizamento nas flexões ativa e passiva dos dedos; portanto, o conhecimento da anatomia e da biomecânica dos movimentos realizados torna-se impor- tante para o bom êxito do reparo. Existe, no momento, preo- cupação em desenvolver técnicas de suturas mais resistentes, que impeçam a separação entre os cotos e, portanto, que di- minuam a incidência de rupturas(28). Nos últimos anos houve aumento expressivo de propostas de técnicas de sutura com tendência para as tenorrafias com quatro e seis passagens e uso de agulhas e fios que permitam manuseio melhor do ten- dão(13,17,34,41). As novas técnicas cirúrgicas propostas são sempre comparadas à técnica de Mason-Allen modificada por Kess- ler, a mais difundida e adotada pelos cirurgiões de mão(21,22).
Pesquisas realizadas com tendões de cadáveres in vitro implicam uso de uma máquina universal de ensaios, seme- lhante à que foi empregada no laboratório de biomecânica.
Os tendões utilizados (dedos médio, indicador e anular) e a forma de armazenamento e preservação estão dentro dos pa- drões internacionais propostos para esse tipo de pesquisa(29).
A análise dos resultados com as três técnicas de sutura (Kes- sler modificada, ancoragem e Indiana) revelou que as suturas pela técnica de ancoragem, proposta por Ulson, e a técnica de Indiana(42,43) proporcionaram os melhores resultados quando observamos os valores absolutos, ou seja, a força (gráfico 1), a formação de separação de 2mm e a rigidez. Porém, a análise estatística demonstrou uma diferença significativa favorável ao grupo da ancoragem (tabela 1). Vimos que a força máxima e a rigidez, no teste de comparação múltipla, são maiores no grupo de sutura tipo ancoragem em comparação com a sutura de Kessler modificada. O mesmo não ocorreu com o método de Indiana.
Observamos ter havido uma diferença importante quando comparamos o desvio-padrão de cada técnica. Na técnica de Kessler modificada e no método de Indiana tivemos, respecti- vamente, 4,41N e 5,40N, enquanto que na técnica de ancora- gem, 11,23N.
Quanto à formação de separação, obtivemos os melhores resultados no grupo tratado pela técnica de ancoragem, quan- do comparamos com as técnicas de Kessler modificada e a
DISCUSSION
The aim of hand flexor tendon suture is to restore their glid- ing capacity, necessary for finger function. Postoperative pro- tocols for early digit mobilization have been increasingly pop- ular in hand surgery techniques for the last years. New surgery techniques aiming increased suture resistance, along with control of gap formation, are imperative for successful repair and rehabilitation(3,25,34,35,36,37,38).
Active flexor tendon at zone II involves a handful of fac- tors, including pulley and tendon sheath status; suture site;
number of stitches or knots employed; and tendon fiber ori- entation(23,39,40). Tendons vary their direction and orientation during digit active and passive flexion upon sliding; there- fore, the knowledge of anatomy and biomechanics of per- formed motion is important for a successful repair. There is currently a concern on the development of more resistant su- turing techniques, to avoid stump gapping, thus reducing the incidence of ruptures(28). There has been an expressive increase in suturing technique proposals tending to four- and six-pas- sage tenorrhaphies, using needles and sutures that allow en- hanced tendon handling(13,17,34,41). New proposed surgical tech- niques are always compared to Kessler’s modification of Mason-Allen’s technique, which is the most popular and em- ployed technique by hand surgeons(21,22).
Research using in vitro cadaver tendons imply the use of a universal assay machine, similar to that employed at the bio- mechanics laboratory. The tendons used in the study (middle, index, and ring digits), and the form of storage and preserva- tion are within international standards proposed for such kind of research(29).
The analysis of results with three suturing techniques (mod- ified Kessler’s, anchoring, and Indiana) revealed that sutures by anchoring technique, as proposed by Ulson, and the Indi- ana technique(42,43) yielded the best results when considering absolute results, i.e., force (graph 1), 2-mm gap formation, and rigidity. However, statistical analysis demonstrated a sig- nificant, favorable difference towards the anchoring group (table 1). Maximum force and rigidity, on the multiple com- parison tests, are best in the anchoring type group, when com- pared to the modified Kessler’s suturing group. The same did not occur with the method from Indiana.
We observed an important difference when comparing the standard deviation of each technique. Modified Kessler’s tech- nique and Indiana method presented, respectively, 4.41 N and 5.40 N, whereas the anchoring technique presented 11.23 N.
Regarding gap formation, the best results were found in the group treated by the anchoring technique, when comparing
técnica de Indiana. Observamos não haver diferença entre as técnicas de Indiana e Kessler modificada quanto à formação de separação entre os cotos. Observamos também variação maior dos valores encontrados no estudo da força necessária para formação de separação entre os cotos tendinosos no gru- po tratado com a técnica de ancoragem. Podemos interpretar um valor maior de desvio-padrão e variação no grupo da an- coragem devido à possibilidade de ruptura das suturas em tem- pos separados, diminuindo a resistência da montagem.
O modelo usado para este estudo, sendo puramente labora- torial, não pode levar em consideração as condições que favo- recem a formação de aderências, como, por exemplo, a falta de movimentação ativa, reconhecidamente necessária para o bom deslizamento dos tendões. Não se estudaram, portanto, no presente trabalho, como um verdadeiro túnel osteofibroso, com o seu peculiar sistemas de polias, poderia determinar as mudanças na direção das forças de um tendão interferindo na própria resistência da sutura. Para tanto seria necessário o uso de um modelo com uma mão humana, como nos recentes estudos desenvolvidos em cadáveres na Universidade de Chi- cago(34).
CONCLUSÃO
1) A sutura com ancoragem, proposta de Ulson, baseada em estudos de Brunelli et al, foi a mais resistente, atingindo força máxima maior e resistindo mais à formação de separa- ção. A maior variabilidade de valores relacionados à resistên- cia da sutura encontrada no grupo de ancoragem sugere que deve haver necessidade de aprimoramento técnico, implican- do curva de aprendizado e resultado dependente do cirurgião.
2) A área calculada dos 54 tendões testados não se dife- renciou, contribuindo para a maior homogeneidade e autenti- cidade da pesquisa.
AGRADECIMENTOS
A Raul Borehing Filho, Chefe do Laboratório de Biomecânica do
IOT-USP, e a Cezar Augusto Maia, Técnico Responsável pelo Labora- tório de Biomecânica IOT-USP.
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modified Kessler’s and Indiana technique. We found no dif- ference between Indiana and modified Kessler’s techniques regarding tendon stump gap formation. We also observed high- er value variations when studying the force needed to form a gap between tendon stumps in the group treated by the an- choring technique. A higher standard deviation and group variation value on the anchoring group can be interpreted due to the possibility of suture rupture during separate mo- ments, thus reducing the assembly resistance.
Merely laboratorial, the model employed in this study can- not consider conditions favoring adhesion formation, such as lack of active motion, which is admittedly needed for ade- quate tendon gliding. Therefore, this present study did not approach how the effects of a real osteofibrous tunnel, with its peculiar pulley system, can determine changes of tendon force direction, thus interfering with suturing resistance. That would have demanded the use of human hand models, such as those from recent studies developed in cadavers at the University of Chicago(34).
CONCLUSION
1) The anchoring suture, as proposed by Ulson and based on studies from Brunelli et al, was the most resistant tech- nique, reaching the highest maximum force, and having the highest gap formation resistance. The greatest value varia- tion regarding suture resistance found in the anchoring group suggests a need of technical refinement, thus implying a learn- ing curve, and surgeon-dependent outcome.
2) Calculated area from 54 tested tendons was not differ- ent, thus contributing for higher research homogeneity and authenticity.
ACKNOWLEDGMENTS
To Raul Borehing Filho – Head, Laboratório de Biomecânica of
IOT-USP, Brazil; and Cezar Augusto Maia – Technician, Laboratório de Biomecânica of IOT-USP, Brazil.
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