Nos anos 50, o cientista soviético Ilizarov inventou o fixador ósseo externo do tipo anel. Através de extensa prática clínica e investigação básica, descobriu-se que o alongamento constante e lento podia estimular a biossíntese e a proliferação celular nos tecidos vivos, o que acabou por levar à formação da lei do tension-stress. As principais aplicações clínicas são.
(1) Fechamento percutâneo para fracturas da diáfise e da diáfise.
(2) Uma fase de reparação de uma vasta gama de defeitos ósseos, nervosos, vasculares e de tecidos moles sem a necessidade de enxerto de tecido.
(3) Espessamento ósseo para necessidades funcionais e cosméticas.
(4) Tratamento percutâneo de uma fase de pseudartrose congénita e pós-traumática.
(5) Alongamento de membros ou bloqueio do crescimento ósseo.
(6) Correcção das deformidades ósseas e articulares, e correcção das deformidades dos pés em ferradura.
(7) Tratamento das contratações conjuntas.
(8) Artroplastia.
(9) Fusão conjunta percutânea.
(10) Tratamento de quistos ósseos e osteonecrose.
(11) Tratamento de defeitos ósseos abertos e osteonecrose.
(12) Tratamento da osteomielite.
(13) Alongamento de cotos de membros amputados.
(14) Displasia da mandíbula e outros ossos.
(15) Vasculite oclusiva.
(16) Tratamento da condrodisplasia e do nanismo, etc.
I. Princípios técnicos principais.
1) Fixação estável.
Para manter a fixação estável do segmento ósseo, uma estrutura estável deve assegurar tanto um ambiente mecânico e biológico razoável para o fim da fractura como para manter o exercício de peso do membro e a recuperação da função articular. A fixação demasiado forte restringe o micro-movimento da extremidade óssea partida e é prejudicial à cicatrização da fractura. A fixação instável e o movimento inadequado do segmento ósseo prejudica a microcirculação local, prejudica a cicatrização da fractura e leva à osteogénese através da fibrocartilagem. Fixação fiável, exercícios precoces de suporte de peso e função muscular activa aumentam o fornecimento de sangue local e encurtam o processo de formação e moldagem da crosta óssea. O fixador externo é fixado ao osso por meio de pinos de aço e a chave para a estabilidade da fixação depende: (1) do número de pinos de aço.
(2) O ângulo entre os dois pinos.
(3) O diâmetro e o número de anéis de fixação e o vão entre os anéis.
(4) A rigidez da estrutura de fixação.
(5) A densidade e a forma do osso e o local da penetração da agulha.
(6) As forças descoordenadas assumidas pela configuração da moldura durante a distracção e compressão.
(7) A forma e o nível da fractura e osteotomia em relação ao eixo longitudinal do osso.
(8) Os tecidos moles como a miofascia e os ligamentos ligados ao segmento ósseo.
(9) A força dos músculos do membro.
O grau de estabilidade da fixação depende também da compreensão da biomecânica do dispositivo de fixação externa e da filosofia de correcção. A fixação inapropriada não só resulta na formação reduzida de novo osso, mas também causa desconforto ao paciente e aumenta a possibilidade de infecção do tracto de pino. A dor do paciente limita o exercício funcional e o movimento articular do membro, reduz o peso do membro, provoca gradualmente osteoporose e torna a fixação externa frouxa; o afrouxamento da fixação externa dificulta ainda mais o exercício funcional do membro, agrava o desconforto do membro, e conduz simultaneamente ao distúrbio nutricional do membro, causando má circulação sanguínea, inchaço do membro, rigidez articular e o agravamento da osteoporose.
2. princípios de enfiamento das agulhas.
Familiarizado com a anatomia dos vasos sanguíneos, nervos, músculos, ligamentos e membranas sinoviais, é possível penetrar agulhas de aço em qualquer parte dos ossos longos.
O princípio primário da penetração da agulha é evitar queimaduras térmicas na pele, tecidos moles e osso durante a penetração do osso cortical pela agulha. Para minimizar as queimaduras térmicas, deve ser utilizada uma ponta prismática plana (ponta de arame em forma de baioneta) para a penetração da haste óssea cortical, em vez de uma ponta trigonal; para minimizar ainda mais as queimaduras térmicas, deve ser feita uma pausa intermitente durante a penetração.
O segundo princípio é que a agulha de aço deve ser mantida perpendicular à espinha dorsal através dos tecidos moles antes de enfiar, e após a ponta ter penetrado no córtex contralateral, a cauda da agulha deve ser golpeada com um martelo para penetrar nos tecidos moles contralaterais, de modo a evitar danos nos tecidos moles causados pela rotação da ponta.
Em terceiro lugar, de um ponto de vista mecânico, a fixação vertical dos pinos de travessia dá a estabilidade mais razoável do anel de aço; enquanto que, devido a limitações anatómicas e funcionais, o ângulo dos pinos de travessia não é normalmente vertical mas sim mais pequeno, requerendo frequentemente um pino auxiliar para melhorar a estabilidade em todos os planos da estrutura.
Em quarto lugar, para assegurar a máxima mobilidade articular, há que ter o cuidado de: manter o músculo estendido ao penetrá-lo, flexionar a articulação adjacente ao penetrar o músculo extensor, e endireitar a articulação adjacente ao penetrar o músculo flexor.
Em quinto lugar, antes de penetrar na agulha, prestar atenção ao ajuste da posição da pele. Se a compressão da extremidade óssea for realizada, a posição da pele do canal da agulha deve estar adequadamente afastada da osteotomia; pelo contrário, ao realizar o alongamento do membro e do osso, a pele do canal da agulha deve tender para o local da osteotomia, para que a elasticidade máxima disponível da pele possa ser mantida.
3, agulha de aço e fixação do anel de aço …… alongamento do membro, deve ser considerado de acordo com a diferente resistência muscular dos diferentes planos do equilíbrio dos instrumentos do membro. Por exemplo, ao alongar o bezerro, uma vez que o lado lateral do bezerro tem uma miofascia mais forte do que o lado medial para produzir resistência contra a extensão, portanto, para prevenir a deformidade de valgo devido à distração, o pino e o anel de aço na extremidade proximal da tíbia devem ser inclinados 10° medialmente para contrariar a tendência do osso para valgo no ângulo durante a distração. Do mesmo modo, o plano sagital pode causar deformação angular do arco anterior devido a forte resistência do músculo gastrocnémio da barriga da perna. Por sua vez, há uma maior resistência aos tecidos moles do lado côncavo ao corrigir deformidades angulares. A configuração e instalação do aparelho deve ser consistente com o funcionamento e alinhamento do segmento ósseo, caso contrário pode ocorrer desvio do eixo mecânico do segmento e mau alinhamento da extremidade quebrada do osso.
Deve-se ter cuidado ao fixar o pino de aço ao anel: assegurar que o anel esteja em conformidade com o pino; se o pino for dobrado à força e fixado ao anel, isto pode levar ao deslocamento da extremidade óssea e à necrose por compressão do tecido mole da pele. A fixação estável pode ser assegurada se for mantida uma tensão adequada do pino. A deformação dos pinos de aço conduzirá a uma redução da tensão e osteoporose. É necessária uma retenção faseada dos pinos, especialmente quando a compressão do osso osteogénico e o alongamento do osso tiver ganho o comprimento necessário.
O número de anéis de aço no quadro depende das características da fractura e da osteotomia, bem como da estabilidade inerente do membro. No alongamento de membros, a estabilidade da armação é facilitada pela tensão elástica inerente dos tecidos moles, e apenas um anel nas extremidades superior e inferior é suficiente para manter a estabilidade da armação. Nas fracturas oblíquas e cominutivas, o número de anéis deve ser aumentado a fim de reposicionar e estabilizar a extremidade quebrada do osso.
4. supressão da fixação externa.
Antes de remover o anel fixador externo, a compressão ou tensão deve ser gradualmente removida para assegurar que a ligação da estrutura e as porcas e parafusos são neutros e livres de tensão em qualquer direcção. A remoção do fixador externo baseia-se em: conclusão do tratamento, expressão do osso regenerado no espaço de distracção e cura fiável da fractura.
II. outros princípios técnicos.
1. preparação pré-operatória.
A técnica de Ilizarov é frequentemente utilizada para tratar condições ortopédicas difíceis. O planeamento pré-operatório é muito importante e complexo e consiste principalmente em: identificar o local da deformidade, analisar o defeito ósseo e o tecido mole, e definir o eixo mecânico e anatómico do membro. Isto leva ao desenvolvimento de uma estratégia de gestão adequada com base nas necessidades biológicas e mecânicas correspondentes.
A educação pré-operatória e o aconselhamento psicológico são também necessários, uma vez que o paciente e a família precisam de compreender as opções cirúrgicas, os riscos do tratamento, os resultados esperados, o longo tempo de tratamento (incluindo: período de latência cirúrgica e pós-operatória, duração da distracção, período de cicatrização óssea, reabilitação após a remoção da fixação externa), a tolerância dolorosa do fixador externo, bem como os ajustamentos pós-operatórios necessários da fixação externa, os cuidados com o tracto do pino, a velocidade da distracção e os exercícios funcionais, o apoio desgaste, etc.
2) Osteotomia.
As osteotomias são geralmente escolhidas na epífise, que tem uma maior capacidade de regeneração óssea do que as osteotomias do caule. As osteotomias de baixa energia devem ser utilizadas para proteger a circulação local e o periósteo. A protecção do periósteo é particularmente importante, uma vez que numerosas experiências demonstraram que o periósteo é o principal contribuinte para a regeneração óssea de distracção.
3. a taxa de distracção.
A velocidade de retracção, ou seja, o comprimento do alongamento ósseo e do tecido mole (medido em centímetros) por dia, depende de uma variedade de factores. Estudos experimentais mostraram que 0,5-2,0 cm/dia induz uma boa regeneração óssea, com Ilizarov a sugerir que 1 cm/dia é mais propício à formação óssea. Contudo, na prática, a velocidade deve ser ajustada à situação específica, por exemplo, a velocidade deve ser diminuída se o osteocórtex cortical for espesso e a circulação sanguínea na superfície óssea for fraca. Os adultos devem normalmente ser retraídos mais lentamente; as crianças precisam de ser retraídas mais rapidamente do que 1cm/dia, especialmente na epífise proximal, para evitar a cicatrização prematura da fenda óssea. No alongamento ósseo onde é necessária a correcção simultânea de uma deformidade angular, deve ser dada especial atenção à selecção da velocidade de retracção apropriada; não deve haver cura óssea prematura no lado convexo sem exceder a potencial capacidade de regeneração do fornecimento vascular no lado côncavo, resultando numa fraca regeneração óssea. O efeito da taxa de retracção nos tecidos moles também deve ser considerado; muitas vezes uma taxa de retracção de 1cm/dia parece demasiado rápida para músculos, ligamentos, etc., enquanto que é relativamente tolerável para nervos periféricos. A frequência da distracção é geralmente classificada como 4-6 vezes/dia, o que reduz a dor do paciente e é mais conducente à formação óssea.
III. aplicações clínicas.
1. alongamento de membros.
A técnica Ilizarov aplicada ao alongamento de membros tem muitas vantagens únicas: (1) a estrutura de fixação externa é mais estável; (2) o alongamento de membros pode ser feito simultaneamente com a correcção de deformidades combinadas; (3) a protecção das articulações adjacentes pode ser conseguida; (4) são permitidas mais actividades diárias; e (5) o alongamento em distâncias mais longas pode ser conseguido.
O alongamento de membros pode envolver outras complicações: infecção do tracto de pinos e osteomielite local; cicatrização óssea prematura, cicatrização retardada, não cicatrização, desvio axial de flexão e fractura; contratura articular, luxação articular e degeneração da cartilagem articular; lesão nervosa e vascular; edema local; dor persistente; hipertensão sistémica; perturbações vegetativas; síndrome do compartimento fascial; osteossarcoma e má estrutura das fibras ósseas; etc.
2. correcção de deformidade.
A maior vantagem da técnica de Ilizarov aplicada à correcção da deformidade dos membros é a possibilidade de obter uma correcção simultânea das deformidades ósseas, dos tecidos moles e das articulações com baixo risco, trauma mínimo, correcção completa da deformidade e baixa taxa de recidiva. Antes da cirurgia, a deformidade é cuidadosamente analisada através de características clínicas e raios X para determinar o centro de rotação CORA da angulação. A configuração de fixação externa com dobradiça articular e parafuso de distração é concebida de acordo com as características da deformidade, e toma-se o cuidado de combinar a dobradiça articular com a deformidade.
3. descontinuidade óssea.
As vantagens da técnica de Ilizarov são: fixação estável, alta taxa de cicatrização óssea, sem necessidade de enxerto ósseo para evitar danos a outras partes, correcção simultânea de deformidades angulares combinadas, eliminação de defeitos ósseos, remoção de infecções ósseas e reconstrução do comprimento dos membros, assegurando ao mesmo tempo uma boa função articular e não limitando os exercícios de suporte de peso.
Na osteocondrite hipertrófica devido a uma boa circulação local, só é realizada compressão da extremidade óssea se não houver encurtamento de membro; no encurtamento combinado de membro, pode ser realizado alongamento directo da extremidade óssea ou compressão e alongamento intermitentes; nos defeitos ósseos combinados, deve ser utilizada a técnica de escorregamento do segmento ósseo. Para a descontinuidade óssea atrófica devido à atrofia da extremidade óssea, má circulação sanguínea local e baixa capacidade osteoindutora, a estimulação repetida pode ser executada aplicando pressão na extremidade óssea e depois puxando; ou removendo o osso necrótico atrófico e depois tratando com compressão da extremidade óssea, deslizamento da extremidade óssea e alongamento do osso e do membro de acordo com a situação correspondente. Se o osso não estiver ligado à infecção de osso e tecido mole, o osso infectado deve ser removido e a infecção de tecido mole deve ser controlada a fim de obter uma extremidade óssea bem circulada, e o tratamento da compressão da extremidade óssea, do deslizamento da extremidade óssea, do alongamento do osso e dos membros pode ser implementado por fases ou simultaneamente.
4. tratamento de fracturas.
A técnica de Ilizarov tem maiores vantagens no tratamento de fracturas de alta energia e de fracturas próximas da articulação. A penetração percutânea da agulha, a fixação estável e os exercícios precoces de suporte de peso facilitam a cura das fracturas, o movimento articular e a recuperação da função dos membros. O processo de cura da fractura também pode ser sincronizado com a correcção de quaisquer deformidades presentes, e no caso de defeitos ósseos combinados, a cura da fractura pode ser obtida utilizando a técnica de deslizamento segmentar ósseo e compressão da extremidade óssea, evitando assim o trauma e o risco de enxerto ósseo. As vantagens da técnica de Ilizarov são particularmente evidentes nas lesões abertas graves e na perda combinada de tecidos moles. Com o domínio e compreensão da técnica de Ilizarov, há mais espaço para o tratamento de traumas graves nos membros.
5. tratamento de deformidades complexas do pé e tornozelo.
As deformidades complexas do pé e tornozelo são deformidades multipartes e multidireccionais, que são difíceis de corrigir perfeitamente pelos métodos tradicionais, com grande trauma, alto risco, má aparência e má função. Através da técnica de Ilizarov, uma órtese de fixação externa é concebida e ajustada de acordo com a deformidade do pé. Após a cirurgia, os tecidos moles tensos e contraídos do pé e tornozelo são puxados lentamente numa determinada direcção, de modo a que a deformidade dos ossos e articulações do pé e tornozelo possa ser rearranjada para uma posição relativamente normal, obtendo-se assim uma correcção satisfatória da deformidade. A fixação da agulha é possível independentemente de quão pobre é a condição do membro do paciente, combinada com ulceração local, infecção, má circulação, cicatrização da pele, etc. A velocidade de retracção e o grau de ajuste do retractor ao membro podem ser ajustados à situação em qualquer altura e os riscos podem ser geridos eficazmente. Como a retracção dos tecidos pode ser regenerada, a recorrência das deformidades e o endurecimento adicional dos tecidos moles pode ser evitado o mais possível.
6. outras aplicações.
À medida que a compreensão da técnica de Ilizarov melhora e se desenvolve, as suas aplicações clínicas estão a tornar-se cada vez mais generalizadas. Na ortopedia, também pode ser utilizado para o tratamento de contractura do joelho e cotovelo, rigidez da anca e necrose da cabeça femoral, alongamento de cotos de membros amputados, correcção de deformidades da coluna vertebral, reconstrução da função dos membros de tumores ósseos, etc.; e também tem alcançado resultados promissores noutras especialidades como a cirurgia oral, cirurgia cerebral e cirurgia vascular.
IV. questões actuais.
Os problemas actuais da aplicação clínica centram-se principalmente em: como acelerar a formação e a cicatrização óssea; estimular o crescimento muscular; simplificar a penetração da agulha fixadora externa, especialmente para minimizar a penetração de toda a agulha; a combinação eficaz de pinos intramedulares e outros materiais de fixação interna com fixação externa; a aplicação de métodos de distracção e regeneração na reconstrução dos ligamentos cruzados; o tratamento de alguns ligamentos difíceis doenças ortopédicas, etc.