Você conhece a história da haste intramedular?

O advento da haste intramedular revolucionou o tratamento das fraturas de ossos longos. Embora a técnica já existisse há séculos, só alcançou o status atual na segunda metade do século XX.

O caminho para o sucesso nem sempre foi fácil, pois a técnica foi recebida com ceticismo e refutação por muitos estudiosos na primeira metade do século XX. Hoje, através de inovações em metalurgia, técnicas cirúrgicas e habilidades fluoroscópicas, a haste intramedular tornou-se o padrão de tratamento para fraturas de ossos longos.

Os avanços no conhecimento biomecânico humano tornaram possível a criação deste design moderno. A haste intramedular moderna é caracterizada por baixas taxas de infecção, cicatrizes mínimas, boa estabilidade de fratura e mobilidade imediata do paciente.

A revisão histórica realizada neste artigo tem como objetivo resumir a evolução da haste intramedular, destacar seus marcos importantes, apresentar a atmosfera do período do primeiro uso e posterior evolução da haste intramedular e apresentar o lugar da haste intramedular na ortopedia e traumatologia modernas (por exemplo, Figura 1).

O nascimento da haste intramedular

Os antigos egípcios usaram pela primeira vez um dispositivo intramedular semelhante a uma unha. Era improvável que o tratamento cirúrgico complexo de fraturas existisse há tantos anos.

O que é certo, porém, é que os antigos egípcios tinham grandes técnicas de embalsamamento decorrentes da sua crença na ressurreição do corpo na vida após a morte.

Foi o caso da múmia chamada Usermontu encontrada no túmulo de Tutancâmon, onde um prego roscado foi inserido entre o fêmur e a tíbia para estabilizar a articulação do joelho (como na Figura 2).

Os arqueólogos especulam que a múmia dentro do sarcófago não era o próprio Usermontu, mas outra pessoa que foi substituída por antigos ladrões de tumbas em 600 aC.

2.000 anos depois, Bernardino de Sahagun, antropólogo da expedição Hernando Cortes, relatou o primeiro uso de haste intramedular em um paciente vivo no México.

Em 1524, ele testemunhou um cirurgião ósseo asteca (chamado “Tezalo”) realizar uma osteotomia usando uma faca de obsidiana e depois inserir uma haste de resina na cavidade medular para estabilizar a fratura. Devido à falta de técnicas cirúrgicas e antissépticos adequados, esses procedimentos apresentaram alto índice de complicações e alta mortalidade.

1800: primeiros passos

Por volta de meados de 1800, as primeiras revistas médicas relataram sobre hastes intramedulares. Foi relatado que Diefenbach, Langenbeck, Bardenheuer e outros cirurgiões de língua alemã usaram pregos de marfim na medula óssea de ossos longos para tratar descontinuidades ósseas.

Enquanto isso, Nicholas Senn, de Chicago, pesquisador e ávido cirurgião militar, conduziu experimentos com fixação intramedular. Ele usava uma tala oca perfurada feita de osso bovino e a inseria na medula para tratar a “pseudartrose” após uma fratura.

Em 1886, Heinrich Bircher, da Suíça, descreveu em um encontro cirúrgico a inserção de hastes de marfim na medula para o tratamento agudo de fraturas complexas (Figura 3).

Alguns anos depois, Temístocles Gluck, na Alemanha, criou a primeira haste intramedular de marfim com um orifício na extremidade da haste, introduzindo assim pela primeira vez o conceito de intertravamento.

Durante o mesmo período, Julius Nicolaysen, da Noruega, foi o primeiro a escrever sobre os princípios biomecânicos da fixação intramedular de fraturas proximais do fêmur. Ele enfatizou a necessidade de aumentar o comprimento da haste intramedular para obter maior vantagem biomecânica e fornecer proteção para quase todo o osso.

Ele também foi o primeiro a propor o conceito de intertravamento unha/osso proximal e distal para projetar o travamento estático. Ele é considerado por alguns estudiosos como o pai da haste intramedular.

Em meados de 1800, pioneiros como Ignaz Philipp Semmelweis em Viena e JosephLister em Glasgow lançaram as bases para a esterilização cirúrgica. Esta foi uma conquista inovadora porque permitiu o desenvolvimento de novas técnicas cirúrgicas em condições assépticas.

1900: Evolução

Em 1912, o cirurgião britânico Ernest Hay Groves foi o primeiro cirurgião a usar uma haste de metal sólido como haste intramedular e foi um pioneiro na abordagem retrógrada da haste intramedular.

Ele ganhou experiência durante a Primeira Guerra Mundial, quando tratou pacientes com pseudartrose infectada que relutavam em amputar seus membros. Ele não apenas descreveu a primeira técnica de haste intramedular que permitiu a osseointegração através de trauma mínimo, mas também foi hábil no uso de hastes intramedulares e hastes menores para fixar fraturas.

Ele fez experiências com implantes de alumínio, magnésio e aço e reconheceu a importância da biomecânica na consolidação de fraturas. Mesmo assim, a técnica de Ernest Hay Groves sofria de uma elevada taxa de infecção e, portanto, não era tão popular entre os seus contemporâneos.

Em 1931, Smith-Petersen, um cirurgião ortopédico americano, introduziu um parafuso de aço inoxidável de três asas para o tratamento de fraturas do colo femoral da cápsula intra-articular. Ele projetou uma abordagem aberta que incisou o terço anterior da crista ilíaca, entrou no campo operatório ao longo da borda anterior do tensor fascial largo, reposicionou a fratura e usou um impactor para inserir o parafuso de aço inoxidável na cabeça femoral (Figura 4).

Devido ao sucesso do estudo Smith-Petersen, muitos cirurgiões começaram a experimentar implantes metálicos para fraturas. sven Johansson inventou a haste intramedular oca em 1932; sua inovação engenhosa usou uma agulha de corte que permitiu a inserção controlada e guiada radiologicamente da haste intramedular. Os principais componentes técnicos que ele aplicou ainda estão em uso hoje.

Indo um passo além, Rush e seu irmão introduziram o conceito da haste intramedular elástica em 1937.

Eles usaram uma haste intramedular elástica de aço inoxidável pré-dobrada e tentaram criar uma estrutura de fixação intramedular de três pontos para neutralizar a tendência de deslocamento axial ao redor da fratura.

No seu conceito, a área de tecido mole intacta atua como uma faixa de tensão que resiste à tensão gerada pela haste elástica pré-dobrada. Sua construção foi limitada pelas propriedades elásticas do aço inoxidável, que logo mudaram de deformação elástica para deformação plástica. Este último pode levar ao deslocamento secundário e à cicatrização da deformidade.

Além disso, as hastes intramedulares tendem a sair pela entrada ou penetrar em estruturas ósseas esponjosas, ou mesmo perfurar dentro da articulação. No entanto, o estudioso vienense Ender continuou a usar esta técnica como base para a escola Ender de fixação de fraturas e ainda hoje é usada para fixação flexível de fraturas pediátricas.

Unha de medula óssea

Em 1939, o cirurgião alemão Gerhard Küntscher, indicado ao Prêmio Nobel, desenvolveu uma haste intramedular de aço inoxidável para o tratamento de fraturas da haste femoral.

Küntscher e outros se inspiraram nos parafusos de aço inoxidável Smith-Petersen usados ​​para tratar fraturas do colo femoral e acreditavam que os mesmos princípios poderiam ser aplicados às fraturas do tronco. A haste intramedular que eles desenvolveram tinha inicialmente formato em V na seção transversal e 7 a 10 mm de diâmetro.

Após estudos em cadáveres e animais, ele apresentou a haste intramedular e a abordagem cirúrgica em um encontro cirúrgico em Berlim em 1940. Inicialmente, sua inovação foi ridicularizada por seus colegas alemães, embora seu método tenha ganhado popularidade após a Segunda Guerra Mundial.

Hipócrates (460-370 aC), o antigo médico da era grega frequentemente referido como o pai da medicina, disse certa vez: “Aquele que deseja realizar uma cirurgia deve ir para a guerra”; o mesmo aconteceu com Küntscher.

Durante a era nazista, Küntscher estava internado em um hospital na frente finlandesa. Lá, ele pôde operar pacientes e prisioneiros de guerra da região. Ele introduziu o conceito de pregagem da medula óssea usando uma abordagem cirúrgica fechada e aberta, respectivamente.

Na abordagem fechada, passou a haste intramedular em sentido prógrado através do trocânter maior e colocou-a sobre uma mesa de afastamento operada com tipoia. A fratura é reposicionada e a haste é inserida em dois planos por meio de fluoroscopia da cabeça. Na abordagem aberta, a haste intramedular é inserida através da fratura na medula através de uma incisão próxima à linha de fratura. Küntscher usa a haste intramedular para tratar fraturas da haste femoral, bem como fraturas da tíbia e do úmero.

A técnica de Küntscher só ganhou reconhecimento internacional após a repatriação dos prisioneiros de guerra aliados.

Desta forma, cirurgiões americanos e britânicos familiarizaram-se com a haste intramedular desenvolvida por Küntscher e reconheceram suas claras vantagens nesta era de modalidades de tratamento de fraturas.

Em pouco tempo, mais e mais cirurgiões ao redor do mundo começaram a adotar seu método, e a haste intramedular de Küntscher revolucionou o tratamento de fraturas ao reduzir o tempo de recuperação do paciente em quase um ano. Pacientes que teriam de ficar imobilizados com gesso durante meses agora podem ter mobilidade em questão de dias.

Até o momento, o cirurgião alemão é considerado o principal desenvolvedor da haste intramedular e ocupa um lugar fundamental na história da cirurgia de trauma.

Haste intramedular expansível

Em 1942, Fisher et al. descreveram pela primeira vez o uso da broca de expansão da medula óssea para aumentar a área de contato entre a haste intramedular e o osso e para melhorar a estabilidade da fixação da fratura.

No entanto, Küntscher introduziu a broca de alargamento guiada flexível que ainda é usada hoje e suporta o alargamento em todo o comprimento da cavidade medular da haste óssea para facilitar a inserção de hastes intramedulares de maior diâmetro.

Inicialmente, a fresagem intramedular foi projetada para aumentar significativamente a área de contato ósseo com a haste intramedular para fixação estável da fratura e rápida movimentação do paciente.

Conforme descrito por Smith et al, cada 1 mm de expansão medular aumenta a área de contato em 38%. Isto permite o uso de hastes intramedulares maiores e mais rígidas, melhorando a estabilidade geral da estrutura de fixação da fratura.

No entanto, embora a haste intramedular Küntscher com sua broca intramedular flexível tenha se tornado uma escolha adequada de dispositivo de fixação interna para osteotomia, a academia perdeu seu favor no final da década de 1960 em favor das placas recentemente desenvolvidas da Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO).

Década de 1960: A Idade das Trevas

Na década de 1960, a haste intramedular foi subitamente eliminada em favor da fixação de fraturas com placas e parafusos.

Embora o método de Küntscher funcionasse sem problemas, cirurgiões de todo o mundo o rejeitaram devido aos maus resultados pós-operatórios.

Além disso, alguns cirurgiões começaram a abandonar as técnicas de radiação, como a fluoroscopia da cabeça, porque os cirurgiões ficaram enojados com os efeitos colaterais adversos associados à radiação. O desenvolvimento da haste intramedular não parou por aí, apesar do consenso internacional geral para o uso de sistemas de fixação interna com placas.

Küntscher, um médico alemão, reconheceu as vantagens do intertravamento e desenvolveu uma haste intramedular interligada em forma de folha de trevo, que ele chamou de “unha de detenção”. O calcanhar de Aquiles do desenho da haste intramedular daquela época era a incapacidade de estabilizar fraturas muito cominutivas ou fraturas deslocadas em grandes ângulos. A solução para esse problema era o uso de parafusos de bloqueio.

A solução para esse problema foi estabilizar a haste intramedular com parafuso de travamento.

Desta forma, o implante poderia resistir melhor às forças de flexão e torção, evitando o encurtamento do membro. Utilizando uma combinação de ideias de Küntscher, Klaus Klemm e Wolf-Dieter Schellmann, a haste intramedular foi desenvolvida para proporcionar maior estabilidade por meio da pré-perfuração dos orifícios dos parafusos proximais e distais à haste intramedular, que foi travada no parafuso inserido.

Nos anos seguintes, os avanços na clareza da imagem fluoroscópica permitiram a re-seleção das técnicas de fechamento e redução de fraturas.

Décadas de 1970 e 1980: Reavivamento

Na década de 1970, o interesse pelo conceito de haste intramedular do cirurgião alemão Küntscher foi intenso.

A fixação com haste intramedular de redução fechada para fraturas, com sua intersecção de conceitos flexíveis de fresagem e intertravamento e maior clareza das técnicas fluoroscópicas, impulsionou o avanço e a disseminação desta excelente técnica cirúrgica, caracterizada por danos mínimos aos tecidos moles, boa estabilidade e mobilidade imediata do paciente.

Naquela época, o mundo acadêmico foi envolvido por uma série de inovações que impulsionaram o desenvolvimento da segunda geração de hastes intramedulares.

Em 1976, Grosse e Kempf criaram uma haste intramedular parcialmente ranhurada para resolver o problema do módulo de elasticidade da haste intramedular. A haste intramedular não era ranhurada na região proximal e possuía orifício para fixação do parafuso proximal, que foi inserido em ângulo de 45 graus para aumentar a força de estabilidade da estrutura de fixação interna da haste intramedular.

Alguns anos depois, a AO aderiu à tendência de desenvolvimento de haste intramedular, desenvolvendo hastes intramedulares concebidas de forma semelhante (Figura 5)

Em 1984, Weinquist et al. propuseram a abordagem dinâmica, que consistia em melhorar a consolidação da extremidade da fratura aplicando furos maiores para parafusos de travamento, removendo parafusos de travamento estáticos e, posteriormente, modificando os furos dos parafusos de travamento para furos de pregos ovais em um design mais moderno.

O objetivo da abordagem dinâmica é promover a consolidação da fratura e evitar a pseudoartrose óssea devido à atividade tardia.

Atualmente, a dinâmica da haste intramedular perdeu seus defensores como técnica autônoma e atualmente é usada apenas como uma solução mais econômica do que a substituição completa do sistema de fixação interna no tratamento de fraturas que não cicatrizam.

Em estudo biomecânico, Gimeno et al. relataram que a zona de transição entre as porções sem fenda e com fenda da haste intramedular resultou em concentrações de estresse e falha cirúrgica do implante de fixação interna.

Para resolver esses problemas, Russel e Taylor et al. projetaram a primeira haste intramedular não ranhurada e não dilatada em 1986, com resultados satisfatórios.

Durante esse período, o problema do intertravamento das hastes intramedulares também continuou a progredir e, como sabemos hoje, o intertravamento com o parafuso através do orifício pré-perfurado da haste intramedular foi o projeto de Klemm e Schleman na Alemanha. A inserção do parafuso seria guiada por fluoroscopia à mão livre, o que exporia o cirurgião a muita radiação.

Hoje, esse problema foi resolvido com um sistema de direcionamento distal que incorpora tecnologia de rastreamento de campo eletromagnético, tecnologia de mão livre guiada fluoroscopicamente e um guia preciso de instalação de haste proximal.

Década de 1990: haste intramedular de titânio

Na década seguinte, a haste intramedular de Russel-Taylor tornou-se muito popular na comunidade ortopédica internacional. O padrão de atendimento passou lentamente a ser a haste intramedular com travamento estático dos parafusos, conforme mostram os resultados do estudo de Brumback et al.

Neste estudo prospectivo, os resultados relataram que o bloqueio produziu bons resultados na maioria dos casos e não foi associado à não consolidação da fratura.

Os avanços na metalurgia levaram ao surgimento das hastes intramedulares de titânio, que são amplamente utilizadas na indústria biomédica devido à sua resistência, boa resistência à corrosão e biocompatibilidade.

O sistema de haste intramedular Alta foi a primeira haste intramedular de titânio disponível e foi muito bem recebido pela comunidade médica devido às propriedades mecânicas do titânio, que é um metal mais forte, mas menos rígido que o aço inoxidável.

Contudo, a literatura atual é cética quanto ao facto de o titânio ser um material mais adequado para fixação interna do que o aço inoxidável, especialmente devido ao aumento dos custos associados à utilização do titânio.

No entanto, certas vantagens do titânio, como o módulo de elasticidade próximo ao osso cortical e a compatibilidade com a ressonância magnética, tornam-no uma opção atraente.

Além disso, o titânio é uma opção muito atrativa quando são necessárias hastes intramedulares de menor diâmetro.

Tendências Atuais

Após os sucessos e fracassos das décadas anteriores, os cirurgiões ortopédicos têm muito mais experiência com hastes intramedulares.

A fixação intramedular de fraturas do fêmur, tíbia e úmero tornou-se o padrão de tratamento para a maioria das fraturas fechadas e algumas fraturas expostas. Novos sistemas de direcionamento e posicionamento tornaram o procedimento simples e reprodutível até mesmo para os cirurgiões mais inexperientes.

Tendências recentes mostram que o titânio e os metais de aço inoxidável têm módulos de elasticidade muito elevados e que as tensões obscurecem as tensões irritantes necessárias para a cicatrização óssea. Novos biomateriais, como ligas de magnésio, ligas com memória de forma e materiais reabsorvíveis, estão atualmente sendo testados na academia.

Atualmente estão disponíveis hastes intramedulares feitas de polímeros contínuos reforçados com fibra de carbono com módulo de elasticidade melhorado e grande resistência à fadiga. As ligas de magnésio têm módulo de elasticidade semelhante ao do osso cortical e são biodegradáveis.

Estudos recentes de Li et al. demonstraram vantagens significativas no tratamento de fraturas osteoporóticas em modelos animais atribuídas à combinação de magnésio e revestimento de zoledronato para reparo de fraturas, modalidade que pode se tornar um tratamento para fraturas osteoporóticas no futuro.

Conclusão

Ao longo dos anos, com melhorias significativas no desenho da haste intramedular, nas técnicas metalúrgicas e nas técnicas cirúrgicas, a haste intramedular tornou-se o padrão atual de tratamento para a maioria das fraturas de ossos longos e é um procedimento eficaz, minimamente invasivo e reprodutível.

No entanto, devido aos numerosos desenhos de hastes intramedulares, faltam muitas informações sobre seus resultados pós-operatórios. Mais pesquisas são necessárias para determinar o tamanho ideal do tipo de haste intramedular, características e raio de curvatura.

Prevemos que as inovações no campo dos biomateriais gerarão o surgimento de novos designs de hastes intramedulares.

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