A comparative in vivo ultrasonometric evaluation of normal and delayed fracture healing in sheep tibiae

OBJECTIVE: To compare normal and delayed bone healing by measuring ultrasound conduction velocity across the bone callus. METHODS: A model of transverse linear and 5 mm resection osteotomies of sheep tibiae was used. Fourteen sheep were operated on and were divided into two groups of seven according to osteotomy type. The procedure was performed on the right tibiae and the intact left tibiae were used as controls. The transverse and axial ultrasound velocities were measured at 30-day intervals for 90 days, after which the animals were killed and both the right and left tibiae were resected for in vitro biomechanical analysis. RESULTS: Both the transverse and axial ultrasound velocities progressively increased, but the increase was smaller for the delayed union that resulted from the resection osteotomy. The mechanical resistance was higher for the normally healed tibiae that resulted from a linear osteotomy; this result closely correlated with the ultrasound velocity results. Significant differences were found for the comparisons between the intact and operated tibiae in both groups and between the groups for both the transverse and axial ultrasound velocities, but the differences were greater for the latter. CONCLUSION: We conclude that in vivo transverse and axial ultrasound velocities provide highly precise information about the healing state of both linear and resection diaphyseal osteotomies, but the axial ultrasound velocity most likely has greater discriminatory power. This method has the potential for clinical application in humans

Development of flexible software for studying peripheral nerve regeneration

O estudo da recuperação de lesões nervosas periféricas do isquiático, fibular e tibial, obtidos através da análise motora, é considerado um bom critério de avaliação para a quantificação do grau de avaliação nervosa. O sistema de Análise Funcional dos Nervos Periféricos - AFNP que tem a funcionalidade da informatização deste processo, além de fornecer ao usuário uma maior agilidade na avaliação, permite ao pesquisador a utilização de um número maior de animais nos grupos experimentais, facilitando não só a captação, bem como o armazenamento e o processamento dos dados. A flexibilidade foi um resultado muito importante a ser ressaltado, pois mais de um usuário tem a possibilidade de interagir no sistema.The study of the peripheral nerve regeneration after sciatic, fibular and tibial injuries, obtained through motion analysis, is regarded as a good evaluation criterion for quantifying the degree of nervous evaluation. The Functional Analysis of the Peripheral Nerves (AFNP) system that can transform this process into a computed one, not only provides the user with a higher evaluation agility, but also allows researchers to use a larger number of animals on experimental groups, facilitating the capture and data storage and processing, as well. Flexibility was a very important result to be highlighted, because more than one user is able to interact with the system

Local low power laser irradiation accelerates the regeneration of the fibular nerve in rats

OBJETIVO: Estudar a influência da irradiação com o laser AsGaAL de baixa potência na regeneração de um nervo periférico, após lesão por esmagamento controlado. MATERIAL E MÉTODOS: O nervo fibular comum direito de 30 ratos Wistar foi submetido a uma lesão por esmagamento com uma pinça de carga regulável (5.000 g, 10 minutos de aplicação), os animais sendo divididos em três grupos (n=10), de acordo com o procedimento pós-operatório (sem irradiação; irradiação simulada; irradiação efetiva). A irradiação com o laser (comprimento de onda: 830 nm; potência do emissor: 100 mW; modo contínuo; dose: 140 J/cm²) era iniciada no primeiro dia pós-operatório e realizada por 21 dias consecutivos. Foram analisados a massa corporal dos animais, o tempo de percurso na passarela de marcha e o índice funcional do fibular (PFI), pela análise das impressões das pegadas, no período pré-operatório e no 21º dia pós-operatório. RESULTADOS: O tempo de marcha e o PFI melhoraram significativamente mais no grupo de irradiação efetiva com o laser, apesar do ganho significante de massa corporal entre os períodos pré e pós-operatório. CONCLUSÃO: A irradiação com o laser AsGaAL de baixa potência com os parâmetros aqui empregados acelerou e melhorou a regeneração do nervo fibular do rato.OBJECTIVE: To study the influence of low power GaAs-Al laser irradiation on the regeneration of a peripheral nerve, following a controlled crush injury. MATERIAL AND METHODS: The right common fibular nerve of 30 Wistar rats was submitted to a crush injury with an adjustable load forceps (5 000 g, 10 minutes of application). The animals were divided into three groups (n=10), according to the postoperative procedure (no irradiation; sham irradiation; effective irradiation). Laser irradiation (830 nm wave-length; 100 mW emission power; continuous mode; 140 J/cm²) was started on the first postoperative day and continued over 21 consecutive days. Body mass, time spent on the walking track and functional peroneal index (FPI) were analyzed based the hind footprints, both preoperatively and on the 21st postoperative day. RESULTS: Walking time and PFI significantly improved in the group that received effective laser irradiation, despite the significant gain in body mass between the pre- and post-operative periods. CONCLUSION: Low Power GaAs-Al laser irradiation, with the parameters used in our study, accelerated and improved fibular nerve regeneration in rats

Longitudinal analysis of soleus muscles of rats submitted to passive stretching with previous use of therapeutic ultrasound

O alongamento muscular é muito difundido entre atletas e pessoas envolvidas em atividades físicas, além de procedimento rotineiro em clínicas de fisioterapia, principalmente visando o aumento na flexibilidade. O ultrassom terapêutico possui ações térmicas e atérmicas, o que gera possibilidades de aumento de extensibilidade tecidual e metabolismo celular, e pode auxiliar nos efeitos anabólicos do alongamento estático. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos do alongamento passivo estático em músculo sóleo esquerdo (MSE) de ratos, associado ao uso do ultrassom terapêutico, sobre alterações longitudinais do tecido muscular. Foram utilizados 42 ratos Wistar, divididos em grupos tratados com ultrassom terapêutico com doses térmicas e não, e subsequente alongamento estático em três séries de 30s, além de grupos apenas tratados com ultrassom ou alongados, durante 15 dias de tratamento. Foram comparadas as variações encontradas entre o MSE e o MSD de cada grupo. As variáveis foram: comprimento muscular, estimativa de sarcômeros em série na fibra e ao longo do músculo, e comprimento de sarcômeros. Os resultados das variáveis analisadas apontaram alterações no comprimento muscular de repouso nos grupos em que foi associado ultrassom terapêutico, em dose térmica, ao alongamento estático, mas para as outras variáveis analisadas não houve diferenças significativas. Conclui-se que o alongamento passivo estático e o uso associado do ultrassom terapêutico, de forma térmica, produziram apenas aumento no comprimento muscular em repouso.Muscular stretching is much diffused among athletes and people involved in physical activities, besides being a routine procedure in physiotherapy clinics, mainly aiming at flexibility increase. The therapeutic ultrasound possesses thermal and non-thermal effects, which generate possibilities of tissue extensibility and cellular metabolism increase and can aid in static stretching anabolic effects. The aim of this study was to analyze the static passive stretching effects in left soleus muscle (LSM) of rats, associated to the therapeutic ultrasound use on muscular tissue longitudinal alterations. Forty-two Wistar rats, divided in therapeutic ultrasound treated groups, with thermal and non-thermal doses, and subsequent static stretching in 3 sets of 30 s, besides groups just treated with ultrasound or stretched, for 15 days were used. The variations found between LSM and RSM of each group were compared. The variables were: muscular length, serial sarcomere estimation in the fiber and along the muscle, and sarcomere length. The analyzed variables results showed alterations in rest muscular length in the groups with therapeutic ultrasound in thermal dose associated to static stretching. However, there were not significant differences for the other analyzed variables. It is concluded that static passive stretching associated to therapeutic ultrasound in thermal dose just produced increase in rest muscular length

Mechanicals properties of an osteosynthesis system of relative stability

Neste trabalho foram estudadas as propriedades mecânicas de um novo sistema de osteossíntese metálica (SPS® - Sistema Pengo de Síntese) por meio de ensaios mecânicos de flexão e torção. Os SPS® foram montados e fixados em bastões cilíndricos de madeira. Para os ensaios mecânicos foram adotados nove grupos de modelos em função dos três comprimentos de placas e das três distâncias de montagem entre as placas. Os ensaios de flexão foram realizados com o SPS® na posição lateral em relação ao eixo de movimentação da máquina de ensaios. Para os ensaios de torção não se adotou nenhuma posição específica do SPS®. Os resultados das propriedades de rigidez e da deflexão do SPS®, nos ensaios mecânicos de flexão e torção, tiveram a interferência das variantes números de furos nas placas e o espaço entre as placas, ou seja, quanto maior o número de furos nas placas e menor o espaço entre elas maior a rigidez e menor a deflexão. Conclui-se que a rigidez e a deflexão variaram proporcionalmente ao número de furos nas placas e ao espaço entre elas.In this study, the mechanical properties of a new metallic system for bone synthesis (SPS® - Synthesis Pengo System) were investigated by means of flexion and torsion mechanical tests. The SPS® systems were assembled in cylindrical wood sticks using stainless steel cortical bolts. Nine groups of models were adopted for tests according to the three plate lengths and the three assembly distances. Flexion tests were performed with the SPS® systems positioned laterally to the assay machine's dislocation axis. For the torsion tests, the SPS® systems were placed in no specific position. The SPS® stiffness and deflection results obtained with the flexion and torsion mechanical tests were dependent on the number of holes on the plates and on the distance between the plates mounted in the wood stick, that is, the higher the number of holes and the shorter the distance between plates, the higher the stiffness and the lower the deflection. It can be concluded that stiffness and deflection changed proportionally to the number of the holes in the plates and the distance between them

Low-power laser therapy accelerates peripheral nerves' regeneration

Há evidências de que a terapia com o laser pode estimular a regeneração de nervos e esta hipótese foi testada em ratos. Uma lesão por esmagamento controlado foi produzida no nervo isquiático de 20 ratos Wistar, metade dos quais foram submetidos a irradiação efetiva com o laser de arseneto de gálio (AsGa) e a outra metade a irradiação simulada, durante dez dias consecutivos, começando no primeiro dia pós-operatório. Os resultados foram avaliados com três semanas pela medida do índice funcional do isquiático (IFC) em intervalos semanais e pela medida do número total de fibras nervosas e da densidade de fibras dos nervos, após o sacrifício dos animais na terceira semana, com o nível de significância de 5% (p<0.05). Observou-se melhora progressiva do IFC tanto nos nervos irradiados como nos controles (69% e 45%, respectivamente), com diferença significante entre ambos na segunda semana (p=0,04). A densidade de fibras aumentou para os nervos irradiados e diminuiu para os nervos controle, a diferença entre ambos sendo significante (p=0,001). Os autores concluem que a terapia com o laser de baixa intensidade efetivamente acelera a regeneração do nervo isquiático do rato.There are evidences that laser therapy may stimulate nerve regeneration and this hypothesis was tested in rats. A controlled crush injury was produced on the sciatic nerve of 20 Wistar rats, half of which submitted to effective Ga-As laser irradiation and the other half to simulated irradiation for 10 consecutive days beginning on the first postoperative day. Results were evaluated at three weeks postoperatively by measuring the sciatic functional index (SFI) at weekly intervals and the total number of nerve fibers and nerve fiber density of the sciatic nerve at three weeks (p<0.05). The SFI progressively improved for both irradiated and control nerves (69% and 45%, respectively) with a significant difference between them at two weeks (p=0.04). Nerve fiber density increased for the irradiated nerves and decreased for the control nerves, with significant differences between them (p=0.001). Low intensity therapeutic ultrasound accelerates nerve regeneration, as demonstrated with significance on the 21st postoperative day

A comparative study of ultrasonic velocity and attenuation in the evaluation of bone healing

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi comparar a velocidade e atenuação ultra-sônica, na avaliação in vitro da consolidação óssea. MÉTODO: Foram empregados no estudo 17 carneiros, com massa corporal média de 37 kg, divididos entre grupos controle e três experimentais, conforme o período de observação pós-operatória de 30, 60 e 90 dias. As osteotomias foram realizadas nas tíbias direitas dos animais, ficando as esquerdas como controle. O processo de consolidação foi acompanhado por meio de avaliação radiográfica a cada duas semanas. Ao fim do período de observação estipulado para cada grupo, os animais sofreram eutanásia e as tíbias foram removidas para a análise ultra-sonométrica in vitro. Foram medidos e correlacionados a velocidade de propagação transversal e longitudinal do ultra-som e a atenuação do ultra-som (BUA) transversal na região da osteotomia. RESULTADOS: A velocidade de propagação do ultra-som (transversal e longitudinal, in vitro) aumentou com o avançar da consolidação, sendo as diferenças significantes em relação ao grupo controle e entre a maioria dos grupos experimentais. Já a BUA diminuiu, sendo parte das diferenças significantes entre os grupos. CONCLUSÃO: O método de avaliação da consolidação pelos parâmetros da ultra-sonometria é factível, com resultados confiáveis e precisos para medir a consolidação óssea.OBJECTIVES: The objective of this study was to compare the in vitro ultrasonic velocity and attenuation in bone healing evaluation. METHODS: Seventeen sheep weighting 37 kg in average were used, being divided into two groups of five animals each and one group of seven animals, according to the postoperative follow-up time (30, 60 and 90 days, respectively). Osteotomies were performed on the right tibiae and the intact left tibiae of the 17 animals were used as control. The healing process was monitored with conventional conventional radiographs taken at two-week intervals. The animals were sacrificed at the end of the corresponding followup period and both right and left tibiae were removed for in vitro underwater and contact ultrasound evaluations. The transverse and longitudinal ultrasound propagation velocity (USPV) and the broadband ultrasound attenuation (BUA) were measured and correlated. RESULTS: USPV increased with the progression of the healing process, while BUA decreased, with significant differences between the experimental and control groups and between the experimental groups, for most of the comparisons. CONCLUSION: It was concluded that the method using ultrasound as employed in this investigation is feasible and reliable for evaluating cortical bone healing

In vivo standardization of bone ultrasonometry of the clavicle

OBJECTIVE: The assessment of fracture union includes physical examination and radiographic imaging, which depend on the examiner’s experience. The development of ancillary methods may avoid prolonged treatments and the improper removal of implants. Quantitative bone ultrasonometry has been studied for this purpose and will soon be included in clinical practice. The aims of the present study were to assess the feasibility of using this technique on the clavicle and to standardize its in vivo application. METHODS: Twenty adult volunteers, including 10 men and 10 women without medical conditions or a previous history of clavicle fracture, underwent axial quantitative ultrasonometric assessment using transducers in various positions (different distances between the transducers and different angulations relative to the clavicle). RESULTS: Similar values of wave propagation velocity were obtained in the different tested set-ups, which included distinct distances between the transducers and angular positions relative to the clavicle. There were significant differences only in the transducers positioned at 0° and at 5 or 7 cm apart. CONCLUSIONS: The use of bone ultrasonometry on the clavicle is feasible and the standardization of the technique proposed in this study (transducers placed at 45° and at 7 cm apart) will allow its future application in clinical trials to evaluate the healing process of diaphyseal fractures of the clavicle

Primary stabilization of humeral shaft fractures: an experimental study of different osteosynthesis methods

OBJETIVO: Estudo experimental idealizado com o objetivo de se avaliar a estabilização primária das fraturas da diáfise umeral com três diferentes métodos de osteossíntese, representados por uma placa tipo DCP aplicada com técnica em ponte, uma síntese incomum, denominada SPS®, ainda sem similar na literatura, aplicada pela técnica em ponte, e um terceiro método constituído de uma haste intramedular com um método de bloqueio também incomum proporcionado por um parafuso cortical distalmente e por um fio do tipo Ender proximalmente. MATERIAL E MÉTODO: Vinte e um pares de úmeros humanos foram divididos em três grupos, utilizando-se um tipo de material para cada grupo, os quais foram submetidos a osteotomias, aos procedimentos de fixação e a ensaios não destrutivos de flexo-compressão e de torção, com limites de carga de 200N e de 100N, respectivamente e, num mecanismo de "crossing", foram submetidos secundariamente a novos ensaios de torção e de flexo-compressão, amparados por análise estatística. RESULTADOS: O grupo da placa DCP em ponte mostrou boa resistência às cargas aplicadas, o que também ocorreu no grupo do SPS®, que apesar de mostrar maiores índices de deflexão, apresentou grande capacidade elástica. O grupo da haste intramedular mostrou bons resultados nos ensaios de flexo-compressão, devido ao seu mecanismo de tutor, mas não demonstrou resistência às cargas de torção.OBJECTIVE: The purpose of this study was to assess primary stabilization of humeral shaft fractures using three different methods of fixation, represented by a DCP type plate, applied as a bridge plate, an uncommon synthesis material named SPS®, not previously described in literature and also used as a bridge plate, and a third type of material constituted by an intramedullary nail, with an uncommon locking provided by a distal cortical screw and a proximal Ender-type wire. MATERIAL AND METHOD: Twenty-one pairs of human humeri were divided into three groups, each using one type of material for fixation, the bones of which were osteotomized, stabilized and submitted to nondestructive flexion-compression and torsion assays up to 200 N and 100 N respectively, and, in a crossing mechanism, the groups were again submitted to other torsion and flexion-compression assays, supported by statistical analysis. RESULTS: The bridge-DCP group showed good resistance to the applied forces, similarly to the SPS® group, which, although presenting greater deflection, showed great elastic capacity. The intramedullary nail group showed good results in the flexion-compression assay due to the tutor mechanism of the intramedullary nails, but did not show resistance to the torsion forces

Utilização da poliuretana derivada do óleo da mamona em dispositivos protéticos: estudo preliminar

With a view to using it as lining material for below knee prosthesis, this research developed and tested the mechanical resistance of a new polyurethane derived from castor oil, using of tensile strength measurement, and compared to with two other materials. The silicone elastomer and synthetic rubber foam, both of current use for the same purpose. The castor oil polyurethane and the silicone elastomer were tested either in a care, summing up five types of materials investigated. The parameters taken into consideration for analysis were the maximal load supported, the maximal at rupture, the elongation at rupture and modulus of elasticity for each material. The results showed the silicone elastomer with and without the mesh core was the most resistant material and that the resistance of the plain castor oil polyurethane is close to that of rubber foam. When combined with the mesh core, the resistance of the polyurethane became similar to that of the plain silicone elastomer. However, the polyurethane was the materials more flexible than silicone elastomer and than rubber foam. It was concluded that, despite weaker, the resistance of castor oil polyurethane can be increased by the combination with the mesh core, still preserving its greater flexibility and shock absorbing and load distribution capacity, as compared to the silicone elastomer. In this form it is, therefore an adequate material to make soft sockets for below knee prostheses.Com vistas a sua utilização na confecção de luvas ou soquetes macios para os revestimentos dos encaixes de próteses infra-patelares, o presente trabalho desenvolveu e testou a resistência mecânica de uma nova poliuretana derivada do óleo da mamona por meio de ensaios de tração, comparativamente com dois outros tipos de materiais, o elastômero de silicone e uma espuma de borracha sintética, de uso corrente para a mesma finalidade. A poliuretana e o elastômero de silicone foram também testados em uma forma associada com uma alma de malha tubular elástica, totalizando cinco tipos de materiais investigados. Foram considerados parâmetros para análise a carga máxima suportada, a tensão máxima, a tensão máxima de ruptura, o alongamento até a ruptura e o módulo de elasticidade de cada material. Os resultados mostraram que o silicone, com e sem a presença da alma de malha tubular, foi o material mais resistente e que a poliuretana derivada do óleo da mamona apresentou resistência próxima à da espuma de borracha, quando pura, e próxima à do silicone puro, quando associada à malha tubular. Entretanto, a poliuretana mostrou-se um material mais flexível que o silicone. Concluiu-se que, apesar de menos resistente no estado puro, a poliuretana, derivada do óleo da mamona, pode ter sua resistência aprimorada com a associação da malha tubular, mantendo-se ainda mais flexível, com melhor capacidade de absorção e distribuição de carga que o silicone, sendo, portanto, um material adequado para a confecção de luvas protéticas sob o ponto de vista da resistência