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Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 1 CONSIDERAÇOES GERAIS SOBRE AS FRATURAS E O PROCESSO DE CONSOLIDAÇAO ÓSSEA Prof. Dr. WILLIAM DIAS BELANGERO 1. FRATURAS Quando um osso sadio sofre deformação acima da sua capacidade de resistência ocorre a fratura. A fratura que ocorre em osso doente ou enfraquecido (infecção, tumores ou distúrbios osteometabólicos) é chamada de patológica. A fratura por fadiga ocorre em osso normal, porém, submetido a esforços repetitivos. Quando o foco de fratura se comunica com o meio externo ela é denominada de exposta. Sempre que se pensa em fratura, a atenção se volta para o segmento ósseo, mas, na verdade, a fratura é o resultado da combinação de lesões que envolvem o osso e os tecidos ao seu redor denominados de partes moles. As lesões das partes moles são tão importantes para o tratamento e prognóstico da fratura quanto as lesões ósseas, pois delas depende a vascularização do osso. Assim, quanto maior a energia dissipada no foco de fratura maior a lesão de partes moles e vascular colocando em risco o prognóstico da fratura. No trauma de alta energia, a deformação óssea se faz em milésimos de segundo e em alta velocidade. Por ser um tecido viscoelástico, isso gera grande concentração de tensão no seu interior implodindo o osso produzindo a aspiração das partes moles ao seu redor e grave lesão dessas estruturas. Nos traumas de baixa energia, a deformação é lenta, com menos tensão no do osso e menor lesão das partes moles. Ao se observar a radiografia de uma fratura é possível identificar o mecanismo de lesão pelo tipo do traço da fratura. Os mecanismos mais frequentes são a torção, a flexão e o cisalhamento. - Fraturas por torção apresentam traço longo em espiral produzido por trauma indireto de baixa energia. Ex.: quedas da própria altura, entorses, torções, acidentes no esporte. - Fraturas por flexão geralmente tem um terceiro fragmento denominado de cunha ou segmento ósseo intercalado. - Fraturas por cisalhamento necessitam de maior energia e causam fragmentação óssea. Esses dois últimos mecanismos são decorrentes de trauma direto, pois envolvem maior quantidade de Branda Imagem Posicionada Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 2 energia: atropelamentos, acidentes motorizados, quedas de grande altura, ferimentos por arma de fogo de alta velocidade. As fraturas incompletas, em galho verde ou com enrrugamento da cortical ocorrem no esqueleto imaturo que é mais flexível e capaz de absorver maior quantidade de energia do que o esqueleto adulto. ➢ O TECIDO ÓSSEO O tecido ósseo é composto por uma fase orgânica e uma fase inorgânica (65%) responsável pelas suas características mecânicas e biológicas. A fase orgânica é formada por uma matriz osteóide, por células (osteoblastos, osteoclastos e osteócitos) e pelo colágeno do tipo I, que por ser uma proteína fibrosa confere elasticidade e resilência ao osso. Na formação do esqueleto ocorrem a ossificação intramembranosa e endocondral e durante toda a vida, há remodelação contínua, com deposição e reabsorção ósseas, mediada por fatores biológicos (hormônios) e mecânicos (carregamento cíclico). Do ponto de vista biológico, esse equilíbrio se mantém por meio do metabolismo normal do cálcio e do fósforo, regulados principalmente pela Vitamina D, paratohormonio e, indiretamente, pelo hormônio da tireóide. Quanto mais solicitado o esqueleto (diretamente pela carga e força gravitacional e indiretamente pela ação muscular) melhor definido será o arranjo das trabéculas e mais espessa a cortical. Tanto a carga quanto a ação muscular produzem deformações no esqueleto que, por sua vez, são transformadas em estímulos elétricos que influenciam a osteogênese. O mecanismo responsável por esse processo é o da piezoeletricidade, já que o tecido ósseo pode ser considerado como um cristal piezoelétrico, transformando assim estímulos mecânicos em elétricos. Durante o crescimento normal do indivíduo a produção de osso é maior do que a reabsorção, mas a partir da terceira década essa relação se inverte e a massa óssea diminui com o avançar da idade em até 0,7% ao ano. ➢ REPARAÇÃO DE FRATURAS O processo de reparação da fratura inicia-se logo após o acidente e culmina com a formação de um tecido semelhante ao osso denominado de calo, que une todos os fragmentos entre si. As fraturas da diáfise curam com a formação do calo enquanto que as da metáfise pelo crescimento direto das trabéculas através do traço da fratura. A CONSOLIDAÇÃO ÓSSEA Didaticamente, a consolidação óssea compreende três eventos: Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 3 1º: recrutamento das células osteoprogenitoras da medula óssea, do periósteo e dos tecidos moles para o foco da fratura, logo após a ocorrência da fratura. 2º: modulação da expressão fenotípica destas células, com a finalidade de desempenharem funções distintas em resposta a estímulos bioquímicos, mecânicos e biofísicos existentes no local. 3º: processo de osteoindução e osteocondução, que culmina na produção do tecido ósseo para a formação do calo. Estes eventos podem ainda ser subdivididos em 6 estágios distintos: impacto, indução, inflamação, calo mole, calo duro e remodelação. O impacto compreende o momento do trauma até a produção da fratura. As duas fases seguintes (indução e inflamação) compreendem a formação do hematoma, a indução celular e a fase inflamatória. O hematoma é substituído pelo tecido de granulação, formado por células inflamatórias, fibroblastos e por uma rede de colágeno ricamente vascularizada por capilares neoformados. São importantes nesta fase os mediadores bioquímicos, como as interleucinas (IL-1 e IL-6), as prostaglandinas (PGE2) e os fatores de crescimento celular. Estes mediadores são responsáveis pelo aumento da velocidade de hemossedimentação (VHS), pela febre, migração dos linfócitos para o foco de fratura, pela proliferação vascular, pela reabsorção óssea e pela proliferação de células osteogênicas. Drogas antinflamatórias, como o corticoide ou a indometacina, inibem a produção de prostaglandinas, retardando a consolidação óssea, a diferenciação das células mesenquimais e a proliferação vascular. (~2 semanas) Inicia-se a seguir a fase da formação do calo propriamente dito (calo mole), que pode ser por ossificação intramembranosa ou endocondral, dependendo da região do osso e do tipo do tratamento utilizado. Essa fase é seguida pela fase de maturação (calo duro) e remodelação do calo. ➢ ALTERAÇÕES MICROSCÓPICAS A consolidação de uma fratura é um processo contínuo, e se faz pela formação do calo. Este é um tecido que se forma entre as extremidades ósseas da fratura e tenta restabelecer a continuidade anatômica das mesmas. A formação do calo pode ser dividida em três estágios principais: 1) Calo Fibroso (24 hs - 15 dias) ou Periosteal: Ocorre organização do coágulo sangüíneo inicial pelos fibroblastos e vasos endoperiósticos. Na organização do hematoma no local da fratura observa-se primeiramente aparecimento de neutrófilos e macrófagos para remoção dos tecidos necróticos. Este é seguido de proliferação vásculo-conjuntiva (isto é, formação do tecido de granulação), através de Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 4 fibroblastos e células endoteliais, a partir de células mesenquimais do periósteo e endósteo. A coagulação do hematoma gera uma malha de fibrina frouxa, que funciona como arcabouço para a penetração dos fibroblastos e brotos capilares. Desenvolve-se sob a forma de colar em torno do local da fratura e linearmente entre as extremidades ósseas fraturadas. 2) Calo Provisório (15 a 30 ou 60 dias): É o produto da substituição do tecido conjuntivo fibroso por cartilagem e tecido ósseo primário. Sobre o tecido conjuntivo neoformadona primeira fase surge neoformação cartilaginosa e óssea imatura. A ossificação pode ser tanto membranosa, a partir da membrana conjuntiva fibrosa, como endocondral, a partir do próprio tecido cartilaginoso formado nesta fase. 3) Calo Definitivo (meses ou anos): Ocorre substituição do tecido ósseo primário por tecido ósseo lamelar. Consiste na absorção progressiva do tecido ósseo primário pelos osteoclastos e sua substituição, através dos osteoblastos, por osso lamelar, que se completa quando o osso readquire a estrutura e arquitetura que tinha antes da fratura. Fator importante para a boa formação de calo é a imobilização da fratura. Se a fratura foi bem alinhada e as tensões originais de sustentação do peso restauradas, consegue- se reconstrução perfeita do osso, a ponto de estudos radiográficos serem incapazes de demonstrar o local da lesão prévia. Condições várias, como vascularização do osso afetado, estado nutricional do paciente, alterações hormonais e infecções, podem retardar ou impedir a boa consolidação de fraturas. ➢ O TRATAMENTO O objetivo do tratamento é restaurar a anatomia e a função do membro e do paciente. A restauração perfeita da anatomia é necessária nas fraturas da região epifisária ou articular principalmente dos ossos longos dos membros inferiores, que suportam carga. O tratamento das fratura que atingem as articulações deve ser feito por meio da redução anatômica dos fragmentos ósseos e pela movimentação articular precoce, já que a nutrição da cartilagem hialina se faz pelo líquido sinovial durante o movimento articular. Por outro lado as fraturas da diáfise não necessitam dessa restauração anatômica mas sim da correção do comprimento e dos desvios angulares e rotacionais que existam. O tratamento das fraturas pode ser não cirúrgico ou cirúrgico. O tratamento não cirúrgico trata as fraturas por meio da imobilização com aparelhos gessados ou com trações esqueléticas Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 5 colocadas no paciente que deve ficar, na maioria das vezes, restrito ao leito até a formação do calo ósseo. Este tipo de tratamento veio perdendo espaço ao longo dos anos para o tratamento cirúrgico pela atrofia muscular,óssea, rigidez articular, deformidades residuais e pela necessidade do paciente se afastar da suas atividades de vida diária dependendo de terceiros para essas funções. Essa forma de tratamento esta, hoje, restrita para a maioria das fraturas da criança e para algumas fraturas do adulto sem desvio e principalmente localizadas no membro superior. A estabilidade obtida no foco de fratura por meio de um aparelho gessado ou de um implante pode ser absoluta (quando não há presença de movimento no foco da fratura entre os fragmentos ósseos fraturados) ou relativa (quando há presença de movimento controlado no foco da fratura). Hoje esta bem estabelecido que o tratamento cirúrgico da fratura deve permitir que o paciente possa mobilizar a região fraturada sem sentir dor e sem prejuízo para o processo de consolidação. • ESTABILIDADE ABSOLUTA É possível obter pela compressão interfragmentária, uma osteossíntese extremamente estável. Ficou estabelecido que as fraturas necessitariam de cirúrgica atraumática, redução anatômica, estabilidade absoluta, mobilização precoce e técnica. Esta osteossíntese permite a consolidação com formação de calo cortical, ou direto, pela proliferação dos canais de Havers (osteons) no foco de fratura sem a formação do calo secundário. O osteon é uma estrutura formada por osteoclastos, responsáveis pela reabsorção do tecido ósseo e formação de um túnel por onde seguem os capilares, as células mesenquimais indiferenciadas e os osteoblastos, que depositam tecido osteóide na periferia do túnel. Essa reabsorção e deposição óssea é denominada de remodelação harvesiana, e estes “osteons ativos” recebem o nome de Unidades de Remodelação Óssea ou Unidades de Reparação do Osso. A condição ideal para ocorrer a consolidação por primeira intenção é a existência de bom contato ósseo e estabilidade absoluta. No entanto, na prática clínica esta situação não existe, pois por melhor que seja a redução, espaços entre os fragmentos ósseos fraturados sempre vão existir. Nestas circunstâncias, se a osteossíntese for absolutamente rígida, os espaços poderão ser preenchidos por tecido ósseo lamelar, formado por osteoblastos oriundos do endósteo. Este calo assim formado é denominado de calo medular, ou calo de fenda, que tem a função de preencher estes espaços vazios, a fim de que possa ocorrer a remodelação pela passagem dos osteons pelo traço de fratura. Se a osteossíntese não estiver absolutamente Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 6 estável, ocorrerá movimento no foco de fratura que estimulará a presença de osteoclastos responsáveis pela reabsorção óssea. Com a carga, deformações no foco de fratura ocorrerão e serão tanto maiores, quanto maior for o movimento relativo entre os fragmentos ósseos e menor a distância entre estes fragmentos. Esta relação denominada de “strain” é muito importante no direcionamento da diferenciação celular. À medida que o calo vai se diferenciando, ocorre não só o aumento da rigidez e resistência mecânica destes tecidos, mas também a diminuição do limite de tolerância à deformação. Assim, o tecido de granulação pode suportar 100% de deformação, enquanto que o tecido cartilaginoso suporta 20% e o ósseo apenas 2%. Se a deformação produzida pela carga for maior do que àquela tolerada pelo tecido naquele momento, a diferenciação celular cessa. Existe, portanto, uma faixa ótima de deformação, que promove o estimulo adequado à formação do calo. Se o traço de fratura aumentar pela reabsorção óssea, poderá ocorrer preenchimento deste pelo calo medular, de acordo com o tipo de deformação gerada nesta região. Se a osteossíntese tornar-se instável, a fratura poderá ainda ser estabilizada pela formação do calo secundário, dependendo das condições da vascularização das partes moles, ou evoluir com mais instabilidade, reabsorção óssea, retarde de união e fratura do implante por fadiga. • ESTABILIDADE RELATIVA A osteossíntese intramedular (prego intramedular) é hoje um método amplamente utilizado em todo o mundo para o tratamento das fraturas diafisárias dos ossos longos, principalmente dos membros inferiores. As hastes atuam como tutores, que têm a função de proteger a fratura das forças de flexão e rotação sem, no entanto, impedir os movimentos axiais no foco de fratura, que são inclusive benéficos, pois estimulam a formação do calo secundário. Por serem colocadas no eixo anatômico do osso, as hastes são submetidas a esforços de flexão menores do que as placas, que são colocadas excentricamente ao osso. Além disso aumentando-se a superfície de contato da haste com as paredes do osso, através do alargamento do diâmetro do canal medular, aumenta-se a estabilidade mecânica da montagem, estimula-se a osteogênese e a circulação vicariante dos vasos do periósteo. No entanto, o alargamento do canal medular impõe um custo biológico ao tecido ósseo, que é a lesão da artéria nutriente e das artérias do endósteo, responsáveis pela irrigação dos 2/3 internos da cortical. A revascularização desta região é feita pelos vasos do periósteo, que se originam nos músculos. Se houver intensa lesão de partes moles pelo trauma haverá menor vicariância vascular e maior risco de retarde de união. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 7 O alargamento do canal pode também produzir a liberação de êmbolos de gordura para a corrente sangüínea, secundários ao aumento da pressão intramedular, causando a síndrome da embolia gordurosa, ou a síndrome da angústia respiratória do adulto (SARA). Para reduzir este tipo de complicação surgiram as hastes intramedulares bloqueadas maciças a partir deligas de titânio com elasticidade e resistência à fadiga superior ao aço inoxidável. Por serem maciças, podem ter menor diâmetro, com a mesma resistência das hastes não maciças, e prescindir do alargamento do canal para a sua introdução, o que minimiza os riscos da embolia de gordura e diminui a lesão dos vasos medulares. A idéia de se manipular e agredir cada vez menos o foco de fratura e os tecidos moles, com o objetivo de reduzir a desvitalização óssea tem sido a meta principal no tratamento cirúrgico das fraturas e denominado de osteossíntese biológica. A utilização da placa em ponte marcou o início da fixação biológica das fraturas. Nesta técnica, o foco de fratura não é aberto e a fratura é reduzida por meio de técnicas indiretas. Após o restabelecimento do comprimento do membro e da correção dos desvios angulares e rotacionais, uma placa é introduzida por baixo da massa muscular e fixada por meio de 3 ou 4 parafusos na porção proximal e distal à fratura. A deformação gerada pela carga e pela contração muscular, nestas circunstâncias, é dissipada no implante e nos fragmentos ósseos, criando melhores condições para a formação do calo secundário. Há preservação não só da circulação das artérias periosteais, como das artérias do endósteo, o que deve, sem dúvida, favorecer a cura da fratura. → FRATURA E CALO ÓSSEO Os três fragmentos maiores representam três planos de corte transversal pela mesma fratura, indicada pela linha pontilhada. Na fratura ainda é possível observar uma pequena área fibrino- hemorrágica (resquício da fase inicial) e tecido de granulação, indicando reparo. De cada lado da fratura há calo provisório, constituído em parte por cartilagem e em parte por osso neoformado (do tipo imaturo ou woven bone). O osso neoformado se forma tanto a partir da cartilagem (ossificação endocondral) como diretamente a partir do tecido de granulação ou de osteoblastos provenientes do tecido ósseo maduro das bordas da fratura (ossificação membranosa). O tecido de granulação é composto por células mesenquimais imaturas, fibroblastos e células endoteliais. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 8 O fragmento menor à D, proveniente de outro caso, mostra a evolução do calo cartilaginoso para ósseo, ou seja, demonstra basicamente ossificação endocondral. Com o tempo, o calo cartilaginoso seria totalmente substituído por tecido ósseo neoformado, e este por tecido ósseo maduro ou lamelar que caracterizaria o calo ósseo definitivo (esta última fase não é demonstrada aqui). O calo provisório é uma lesão exuberante, exofítica, que envolve a área fraturada e faz saliência para os tecidos moles adjacentes (músculo esquelético). O calo cartilaginoso leva no mínimo 15 dias, e pode precisar até de 30 a 60 dias para formar-se. Notar o aspecto anárquico dos condrócitos, que não estão orientados em fileiras como na cartilagem epifisária normal. Vários condrócitos têm aspecto ativo, com núcleos maiores que o habitual. Na fratura há geralmente necrose de fragmentos ósseos por ruptura de vasos. Esses fragmentos, chamados sequestros, caracterizam-se pela falta de osteócitos, melhor notada pela falta de núcleos nas lacunas onde estas células estão alojadas. No fragmento ósseo observado abaixo há uma parte de osso viável, onde se notam os núcleos de osteócitos, e outra onde não há núcleos, constituindo portanto osso necrótico ou seqüestro. Os seqüestros são removidos a partir da periferia pela ação de osteoclastos, que são macrófagos especializados, freqüentemente multinucleados. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 9 Na linha da fratura, originalmente preenchida por sangue e fibrina, forma-se após poucas semanas o tecido de granulação, constituído por capilares neoformados, fibroblastos e células mesenquimais imaturas e multipotenciais. Estas têm capacidade para diferenciar-se em condroblastos, que, depositando matriz cartilaginosa, originarão o calo cartilaginoso, ou em osteoblastos, que depositam matriz óssea, originando diretamente osso neoformado (portanto, ossificação membranosa). O conjunto dos dois tecidos forma o calo provisório da fratura. A parte cartilaginosa do calo origina também tecido ósseo por ossificação encondral. Na primeira fase da ossificação membranosa, as células imaturas do tecido de granulação se diferenciam em osteoblastos e passam a sintetizar matriz óssea, que consiste de fibras colágenas e proteoglicanas de constituição química adequada a receber sais de cálcio. As fibras colágenas se dispõem em feixes orientados em várias direções. Com a mineralização, passam a formar o osso imaturo ou woven bone. Branda Destacar Branda Destacar Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 10 Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 11 Numa segunda fase, o osso imaturo será aparado por osteoclastos, e novas etapas de ossificação vão se seguir através de osteoblastos dispostos em uma camada na superfície da nova trabécula óssea. O limite entre a matriz óssea já existente e a recém depositada é nítida e chamada linha cementante. Após vários ciclos de deposição e remoção chega-se ao calo ósseo definitivo, que será constituído por osso lamelar ou maduro (fase esta não atingida no presente material). Os osteoblastos depositam matriz óssea na superfície da nova trabécula. Têm núcleo volumoso e nucléolo evidente, demonstrando ativa síntese proteica. O citoplasma tende a acidófilo devido à riqueza em filamentos intermediários. À medida que sintetizam matriz são envolvidos por ela e incorporados à trabécula, passando a chamar-se osteócitos. Os osteócitos são menores, têm núcleo mais compacto que o dos osteoblastos, e ficam alojados em pequenas cavidades no seio da matriz óssea. Os osteoclastos continuamente aparam e desbastam as trabéculas neoformadas. Sua ação faz contraponto com a dos osteoblastos, permitindo a moldagem das novas trabéculas segundo as linhas de força. Os osteoclastos são atraídos por mediadores químicos sintetizados pelos próprios osteoblastos. Assim, quando aumenta a quantidade de osteoblastos aumentam também os osteoclastos. Na ossificação endocondral observada em uma fratura, tecido cartilaginoso é substituído por tecido ósseo imaturo. O processo é semelhante ao observado na placa epifisária durante o crescimento de ossos longos. Porém, nesta última, as células cartilaginosas estão orientadas em colunas. No calo cartilaginoso de uma fratura as células estão desordenadas. No início da ossificação encondral há deposição de cálcio na matriz cartilaginosa. Isto prejudica a Branda Destacar Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 12 nutrição dos condrócitos, que degeneram. Seus núcleos ficam picnóticos, e sofrem cariolise. A matriz cartilaginosa parcialmente calcificada e restos necróticos de condrócitos são removidos por osteoclastos. Simultaneamente à remoção da cartilagem degenerada, os osteoblastos depositam matriz óssea, como já visto na ossificação membranosa. 2. OSTEOMIELITE HEMATOGÊNICA AGUDA Osteomielite significa infecção óssea, normalmente causada por bactéria. As osteomielites podem ser classificadas quanto à via de infecção em hematogênica, pós-traumática e por contigüidade. Hematogênica é do tipo Endógeno, enquanto as outras vias de infecção são Exógenas. No caso da Osteomielite Aguda Exógena (ou do Adulto), o processo infeccioso inicia-se na porção mais externa do osso até atingir a medular: periostite → osteíte → mielite. Ocorre através de extensão direta de focos infecciosos vizinhos ao osso. Ex: infecções dentárias ou sinusais, por introdução traumática direta, fraturas expostas e incisões cirúrgicas. No caso da OsteomieliteAguda Endógena (Hematogênica ou Juvenil), ocorre como infecção primária, ou a partir de foco ativo à distância: amigdalite, piodermite, endocardite bacteriana, abscesso renal, etc. Então fica ao contrário, mielite → osteíte → periostite. A hematogênica é causada por microorganismos que atingem o osso pela corrente sangüínea, enquanto que as osteomielites pós-traumáticas e por contigüidade são produzidas pela inoculação direta do agente infeccioso no tecido ósseo. O agente bacteriano mais freqüente é o Staphilococcus aureus sendo responsável por aproximadamente 70 a 80% dos casos. No recém-nascido, a infecção pode ser produzida por germes presentes no canal do parto, como o Streptococus e os gram negativos. A partir do primeiro ano de idade, o hemófilus influenza e o staphilococus aureus competem na freqüência e, após os três anos, o staphilococus aureus passa a ser o mais freqüente. As osteomielites hematogênicas podem também ser classificadas em aguda, crônica e subaguda. Na aguda o quadro clínico em geral é característico, com febre, dor e sinais Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 13 inflamatórios locais dependendo da região acometida. No entanto o sinal clínico mais importante é a incapacidade funcional que se manifesta pela perda da capacidade da marcha ou de uso do membro superior que fica praticamente excluído das funções de preensão. Na forma crônica o quadro clínico é pobre, com o paciente referindo eventualmente saída de secreção por fístula ativa acompanhada ou não por calor, edema e ou dor sem afetar a função do membro. Nessas circunstâncias, o quadro radiográfico chama mais a atenção pela presença de sequestros, cavitações e fístulas. Na forma subaguda, o quadro clínico é caracterizado pela presença de dor, com poucos sinais inflamatórios podendo inclusive mimetizar lesões tumorais. O exame radiográfico mostra lesões líticas, situadas nas metáfises e epífises dos ossos longos. ➢ PATOGÊNESE (Osteomielite Hematogênica Aguda) As bactérias provenientes de focos infecciosos à distância (dentes, amígdalas, pele e vias aéreas superiores) penetram pelas artérias nutrícias dos ossos longos até os capilares da região de ossificação da metáfise que desembocam em lagos venosos. A transição entre o capilar e o lago venoso reduz o fluxo de sangue facilitando a fixação e proliferação das bactérias. Além disso, nessa região há menor numero de células do sistema reticulo-endotelial com capacidade fagocítica favorecendo a proliferação bacteriana. Além disso, são áreas mais sujeitas a traumatismos, que são seguidos de hiperemia local, favorecendo a instalação de bactérias. A partir do momento que há a fixação das bactérias ocorre migração de células inflamatórias, neutrófilos e macrófagos na tentativa de conter a invasão bacteriana. O resultado dessa reação é a produção de um processo inflamatório com formação de um abcesso intraósseo que aumenta a pressão local e reduz ainda mais o suprimento sangüíneo. O processo purulento metafisário pode propagar-se para o canal medular diafisário e transversalmente pode comprometer o endósteo e a cortical óssea (osteíte). Através dos sistemas de Havers (vascular) e de Volkman (lacunas dos osteócitos), o processo purulento pode aflorar no periósteo (periostite). As fibras de Sharpey são destruídas (fibras de colágeno que fixam o periósteo ao osso), o periósteo se desloca e o pus se acumula entre este e a cortical, formando um abscesso subperiostal. O levantamento do periósteo estimula a neoformação óssea reacional (periosteíte ossificante). Também o levantamento do periósteo e o pus acumulado nesta região comprimem pequenos vasos do periósteo e a própria artéria nutridora, deteriorando ainda mais o suprimento sangüíneo na região afetada. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 14 A combinação de lesões supurativa e isquêmica pode causar necrose de um fragmento ósseo grande ou pequeno, conhecido como sequestro. Este se separa do osso preservado pela ação de osteoclastos marginais. Pode ser totalmente reabsorvido, eliminado através de fístulas osteocutâneas, ou envolvido por osso novo, constituindo o seqüestro encarcerado (invólucro). Este último dificulta a cura, pois abriga microorganismos, os quais ficam a salvo da ação de antibióticos. O quadro histopatológico depende da fase do processo. Em geral, apresenta supuração com exsudato de neutrófilos, osteonecrose e alterações reparativas com fibrose e neoformação óssea. Algumas infecções regridem espontaneamente e a maioria é abortada pelo tratamento antibacteriano apropriado. Porém, a infecção pode persistir em cerca de 20% dos casos e evoluir cronicamente por meses ou anos (osteomielite purulenta crônica). Nesta, os processos de destruição e reconstituição do osso são contínuos e acentuam as deformidades da fase aguda. Há substituição do infiltrado granulocítico por reação inflamatória crônica inespecífica linfohistoplasmocitária. O processo reparativo é mais intenso, havendo fibrose medular e hiperostose (crescimento excessivo do osso). Em qualquer fase evolutiva da osteomielite crônica pode ocorrer reativação, com aparecimento de abscessos e fístulas. As consequências e complicações são: Fístulas osteocutâneas, deformidades, alteração do crescimento e do tamanho do osso, fraturas patológicas, artrite por continuidade do processo infeccioso, transformação maligna para osteossarcoma ou carcinoma (este, originado do epitélio da fístula), septicemia, abscessos metastáticos (cérebro, rins, etc.), e amiloidose secundária. A saída do material purulento por esses canais causa trombose e destruição dos vasos neles existentes, reduzindo ainda mais a nutrição do tecido ósseo, que além de infectado torna-se isquêmico. Pode ainda ocorrer embolização bacteriana, a penetração bacteriana nos vasos (vasculite). O exsudato purulento desloca o periósteo da cortical, reduz o aporte de sangue para essa região e desse modo atinge o plano dos músculos e da pele podendo então ser evidenciado como um abcesso. Todo tecido ósseo envolvido pelo pus pode se transformar em sequestro, ou seja, tecido ósseo isquêmico rico em bactérias que dificilmente serão atingidas pelos antibióticos administrados sistemicamente. Em geral, ao redor deste seqüestro observa-se com o passar do tempo a neoformação de tecido ósseo proveniente do periósteo que havia sido deslocado pelo abcesso denominado de invólucro. ➢ QUADRO CLÍNICO Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 15 São mais acometidas crianças do sexo masculino, com história de infecção prévia na faixa etária dos 7 aos 10 anos de idade, com história prévia de infecção nem sempre evidenciada e de trauma local em aproximadamente 40% dos casos. A osteomielite hematogênica aguda atinge preferencialmente os ossos longos da perna, coxa e braço (tíbia proximal, fêmur distal e proximal e úmero proximal respectivamente). ➢ SINAIS E SINTOMAS O paciente refere história de dor e incapacidade funcional que se caracteriza pela perda da capacidade de marcha e/ou capacidade de preensão ou movimentação dos membros superiores. Nos membros inferiores os joelhos e menos freqüentemente o quadril e o tornozelo são as regiões mais acometidas enquanto que nos superiores são o ombro e o punho. Além da incapacidade funcional ocorre febre, anorexia e mal estar. Se a região envolvida for superficial (extremidade distal e proximal da tíbia, distal do fêmur ou distal do antebraço) é possível notar edema, calor e rubor. Em regiões profundas (quadril e ombro) pela massa muscular, esses sinais clínicos podem não ser perceptíveis. A palpação da metáfise desses ossos quando possível é dolorosa e pode auxiliar no diagnóstico. Quando a infecção acomete o colo do fêmur ou do úmero o abscesso pode, eventualmente, drenar para a cavidade articular, já que a cápsula articular envolve,nessas articulações, a metáfise. Do ponto de vista clínico isso é importante, pois o diagnóstico clínico inicial será de pioartrite ou infecção articular, e não de osteomielite. Nessas circunstâncias, o ortopedista deve ter sempre em mente a possibilidade de estar diante de uma osteomielite que tenha drenado para a cavidade articular e, assim, durante o tratamento da infecção articular, proceder a investigação da região metafisária adjacente. O primeiro sinal radiográfico observado após o início da infecção óssea é a ossificação do periósteo deslocado pelo pus que surge após duas semanas do início da infecção. Assim, quando esta imagem for observada, já teremos pelo menos 15 dias de infecção e, portanto, a infecção não deverá ser considerada aguda, e sim crônica. Após 3 ou 4 semanas do início da infecção, nota-se rarefação óssea e áreas de destruição ou lise óssea, localizadas tanto na metáfise, como na cortical, que indicam a extensão do processo infeccioso. Tardiamente, pode-se notar a presença de fragmentos ósseos com maior densidade (seqüestro), envolvidos por tecido ósseo neoformado (invólucro) que são imagens típicas da osteomielite hematogênica crônica. Outros exames como o ultrassom, a cintilografia óssea (99mTc-MDP) e a ressonância magnética podem ser usados para a confirmação do diagnóstico e para a avaliação da extensão Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 16 da infecção. Desses a cintilografia óssea é o mais usado para o diagnóstico das osteomielites dos ossos da pélvis e da coluna. ➢ DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL Os diagnósticos diferenciais incluem a artrite séptica, febre reumática e o tumor de Ewing. A artrite séptica é o diagnóstico diferencial mais importante, pois a infecção óssea inicia-se na região metafisária, que é justarticular. O diagnóstico diferencial com a pioartrite pode ser muito difícil já que o paciente refere dor e limitação do movimento do membro, que pode ser ao nível articular, sugerindo assim o diagnóstico de infecção articular. Clinicamente, a distinção desses dois diagnósticos pode ser feita pela mobilização ativa da articulação, que na osteomielite aguda é possível, enquanto que na pioartrite é praticamente impossível pela dor e espasmo muscular reflexo. A confirmação do diagnóstico de artrite séptica só pode ser feita pela punção articular. Com relação à febre reumática, essa tende a ser mais insidiosa, com menos sintomas locais e mais sintomas sistêmicos. Do mesmo modo, na fase precoce, o sarcoma de Ewing é mais insidioso, com sintomas locais menos intensos. Na avaliação radiográfica o tumor de Ewing, apresenta comprometimento ósseo intenso para pouco tempo de história diferente do que se observa na osteomielite aguda que apresenta radiografias normais. ➢ TRATAMENTO O tratamento deve ser clínico e cirúrgico. O clínico é feito mantendo-se o paciente em repouso no leito e eventualmente imobilizando o membro afetado. Após a colheita dos exames, deve-se iniciar antibioticoterapia endovenosa, de acordo com dados epidemiológicos até que seja identificada o agente infeccioso. Quando isso não for possível, deve-se utilizar o antibiótico específico para o staphilococos aureus em crianças acima dos 3 anos de idade. Abaixo dessa idade, outros agentes, como o streptococos, o hemophilus e os gram negativos devem ser tratados. O tratamento cirúrgico deve ser indicado precocemente na presença de abscesso intraósseo e ou de partes moles. O tratamento cirúrgico consiste na drenagem do material purulento contido no osso através de perfurações ou janelas ósseas dependendo da gravidade do processo infeccioso. O objetivo da drenagem cirúrgica é reduzir a pressão intraóssea e evitar que o pus dissemine-se pelos canais de Havers e Volkman, reduzindo a quantidade de osso desvitalizado e infectado. Quanto mais precoce for feito o diagnóstico maior será a possibilidade de bons resultados no tratamento dessa doença. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 17 → OSTEOMIELITE CRÔNICA A lâmina consiste de fragmentos de osso esponjoso. Alguns são de tecido ósseo normal. Em outros, nota-se exsudato purulento na medula, caracterizando uma osteomielite, que é um processo inflamatório supurativo, que causa destruição óssea e formação de fragmentos necróticos chamados seqüestros. Em ainda outros fragmentos, o processo dominante é de reparo, levando a neoformação óssea e hiperostose. Há, portanto, componentes agudo e crônico simultaneamente. Isto é próprio da osteomielite bacteriana, que pode arrastar-se por anos, levando a considerável destruição e remodelação ósseas. O osso esponjoso normal consiste de trabéculas alongadas, arranjadas segundo linhas de tensão, e aqui seccionadas em vários planos. A medula óssea neste exemplo não contém tecido hemopoético, apenas adipócitos (medula óssea amarela). As Trabéculas Ósseas do osso esponjoso normal são constituídas por fibras colágenas (colágeno tipo I) e substância fundamental (proteoglicanas) depositadas por osteoblastos presentes no endósteo e posteriormente mineralizadas (deposição de hidroxiapatita). À medida que vão sintetizando as proteínas, os osteoblastos ficam envoltos por elas e terminam por ocupar pequenas cavidades no interior da trabécula. A partir deste ponto passam a chamar-se osteócitos. São notados por pequenos núcleos de cromatina muito condensada. A deposição das fibras colágenas da matriz óssea se dá de forma lenta e ao longo de linhas de tensão, criando a estrutura lamelar Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 18 do osso esponjoso (também presente no osso cortical ou compacto). A presença de lamelas indica osso maduro. As trabéculas mais finas são avasculares, recebendo nutrição pelos vasos da medula. A formação de sequestros é uma importante feição das osteomielites crônicas. Seqüestros são fragmentos de osso necrótico originados de trabéculas ósseas. A necrose decorre de vários fatores: a) lesão vascular extrínseca: compressão extrínseca de vasos por abscessos subperiosteais ou pressão do exsudato sobre os vasos na própria medula óssea, reduzindo o lumen (efeito de garroteamento); b) lesão vascular intrínseca: endarterite produtiva pelo processo inflamatório e obstrução por êmbolos bacterianos; c) digestão da matriz óssea por enzimas proteolíticas dos neutrófilos e das bactérias, e d) ação Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 19 de osteoclastos, que vão erodindo as trabéculas. O seqüestro fica solto em meio ao exsudato, não apresenta osteócitos viáveis (não se observam os núcleos nas cavidades onde deveriam estar) e a borda do seqüestro é indentada ou irregular, devido à fagocitose pelos osteoclastos. Na osteomielite há contínua reabsorção de trabéculas e deposição de matriz óssea neoformada. O primeiro processo deve-se à ação de osteoclastos, e o segundo a osteoblastos. Os osteoclastos são macrófagos, freqüentemente multinucleados (núcleos grandes e nucléolos evidentes). A região reabsorvida aparece como uma indentação onde se aloja a célula. Os osteoclastos reabsorvem o osso necrótico e ajudam a criar os seqüestros ao separar fragmentos a partir das trabéculas. Contudo, também atuam no tecido vivo, sendo essenciais no processo de remodelação óssea normal. Neste caso, após a reabsorção do tecido ósseo pelos osteoclastos, novas camadas de matriz são depositadas pelos osteoblastos, deixando entre a matriz neoformada e a antiga uma linha bem marcada e basófila denominada linha cementante (assim chamada por sua semelhança com o cemento dentário, componente da raíz dos dentes). A matriz neoformada tem cor fortemente eosinófila e não apresenta lamelas, sendo homogênea. Se há cronificação da osteomielite, há substituição do infiltrado neutrofílico por reação inflamatória crônica inespecífica,com predomínio de plasmócitos. Estes se caracterizam pelo citoplasma fortemente basófilo e núcleo excêntrico. Posteriormente, ocorrerá fibrose dos espaços medulares. A reação inflamatória crônica acompanha-se de deposição de osso novo. Nestas regiões, há síntese de novas trabéculas pelos osteoblastos, constituindo uma forma de reparo. As novas trabéculas são mais irregulares e mais celulares que as normais (contêm mais osteócitos). Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 20 A matriz óssea neoformada não mostra as lamelações características do osso maduro, sendo as fibras colágenas orientadas mais ou menos ao acaso. A deposição de matriz óssea estimulada pelo processo inflamatório crônico ocorreu por mais tempo, levando a grande espessamento das trabéculas e correspondente redução dos espaços medulares (hiperostose). A interface entre a medula óssea e a trabécula freqüentemente mostra fileiras de osteoblastos, que estão sintetizando matriz nova. A medula óssea neste fragmento não apresenta mais exsudato purulento. Há tecido de granulação evoluindo para fibrose, o que indica a cronificação do processo. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 21 Osteoblastos são as células conjuntivas que sintetizam e depositam matriz óssea. Esta é constituída de proteínas (principalmente colágeno tipo I) e proteoglicanas quimicamente adequadas à futura calcificação. Os osteoblastos são cúbicos e têm citoplasma acidófilo, devido à riqueza em filamentos intermediários do citoesqueleto. Nas células mais ativas, o núcleo mostra proeminente nucléolo (sugerindo intensa síntese proteica). Os osteoblastos dispõem-se em fileiras ao longo da trabécula óssea preexistente e adicionam matriz nova. A medida que os osteoblastos produzem matriz, vão sendo envolvidos por ela e se transformam em osteócitos. O osso neoformado é mais celular que o pré-existente, pela maior quantidade de osteoblastos em relação à de matriz. As linhas cementantes (de cor arroxeada) marcam o limite entre a porção antiga da trabécula, constituída por osso lamelar, e o osso novo, recém-depositado pelos osteoblastos. No osso antigo há lamelas porque as fibras colágenas estão orientadas segundo linhas de stress. Na matriz nova isto ainda não ocorreu, por isso o aspecto é amorfo. O osso novo é também chamado osso não lamelar. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 22 3. TUBERCULOSE ÓSSEA Outra inflamação óssea, como a osteomielite. É relativamente comum nos países menos desenvolvidos, ocorre em adultos jovens, adolescentes, bem como em pessoas idosas, pacientes diabéticas, sendo que sua incidência tem aumentado muito com o advento da síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS). O bacilo de Koch, Mycobacterium tuberculosis, atinge o osso quase invariavelmente por via hematogênica, secundariamente a um foco pulmonar; mais raramente, por via linfática, a partir de linfonodos mediastinais ou do retroperitônio. O sítio de localização óssea em ordem decrescente é a coluna vertebral (mal de Pott), ossos curtos das mãos e a bacia. A TB óssea na coluna vertebral acompanha os sintomas: dor lombar, dor à palpação e sudorese noturna. O mal de Pott é a tríade: cifose (giba) + abcesso (coleção) + paraplegia. Na microscopia, observa-se necrose caseosa de extensão variável, com reação granulomatosa composta por células epitelióides e células gigantes do tipo Langhans. Através da coloração especial de Ziehl-Neelsen é feita a pesquisa dos bacilos, que são álcool-ácido resistentes (BAAR). A lesão caracteriza-se por ser predominantemente destrutiva (osteolítica), com neoformação óssea discreta. Comumente, a infecção propaga-se por extensas áreas da cavidade medular e transversalmente atinge o osso cortical (osteíte), o periósteo (periostite) e partes moles envolventes, com produção de grandes e múltiplas fístulas osteocutâneas (ossos da mão). Então, a tuberculose primeiro causa Mielite (primeiro compromete a medula) → Osteite (cortical) → Periostite (periósteo); ela começa dentro do osso (medula), visto que é via hematogênica. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 23 Há formação de seqüestro ósseo, que pode ser eliminado através das fístulas ou permanecer in loco. A extensão da infecção através da cartilagem epifisária para dentro dos espaços articulares leva a uma artrite tuberculosa (mão). - Tuberculose pulmonar primária: nódulo de Ghon (lesão granulomatosa periférica) + adenite satélite (linfonodo com lesão granulomatosa igual ao nódulo) = complexo primário ou lesão em halteres (mais comum em crianças). Se a doença progredir a partir do nódulo primário é a tuberculose primária progressiva. - Tuberculose pós-primária: nódulo apical tuberculoso calcificado (nódulo de Puhl)- mais comum em adultos-, ou doença disseminada no pulmão, podendo disseminar por via broncogênica (nódulos disseminados múltiplos e de tamanhos variados, levando a formação de caverna tuberculosa apical); ou por via hematogênica, chamada tuberculose pulmonar miliar (além do parênquima pulmonar pode ir para outros órgãos, sendo o tecido ósseo comum 50%). A tuberculose vai para o tecido ósseo porque: -Áreas de maior vascularização -Circulação lenta -Largos capilares sinusóides -Medula óssea funcionante -Plexo venoso vertebral de Batson (aumento pressão tórax > desvio sangue sistema porta > plexo vertebral), alta drenagem venosa. A coluna lombar alta e a coluna torácica baixa são envolvidas com maior frequência na TB óssea e nas metástases. A primeira vertebra lombar (L1) é a mais atingida e geralmente várias vértebras estão envolvidas. Geralmente atinge a porção anterior do corpo vertebral. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 24 Na maioria dos casos o processo se inicia com um foco infeccioso na porção anterior do corpo vertebral e depois se dissemina para o disco intervertebral e outros corpos vertebrais. A extensão da tuberculose para os ligamentos e tecidos moles adjacentes é frequente. Pode provocar cifose. Há uma coleção de necrose caseosa na parte anterior da lesão (abcesso subligamentar). Pode comprimir áreas e causar incômodo no músculo psoas. Pode comprimir o canal vertebral e a medula na espondilite tuberculosa. O que diferencia a TB óssea das outras inflamações infecciosas bacterianas na coluna é que a TB é insidiosa, enquanto as outras evoluem rapidamente (Stafilo). Tem que biopsiar! • Topografia da Tuberculose Coluna: espondilite tuberculosa (25-50%) Ossos longos- metáfise: região dos joelhos Ossos curtos- dactilite tuberculose (mãos e pés) Articulações- quadril, joelho, punho e cotovelo → TUBERCULOSE ÓSSEA Fragmento de metatarso, com osso esponjoso contendo granulomas tuberculosos circundando extensa área de necrose caseosa. Nesta, observam-se trabéculas ósseas necróticas (seqüestros), fenômeno semelhante ao observado na osteomielite bacteriana crônica. Observar, de permeio às trabéculas ósseas, granulomas constituídos por células epitelióides e células gigantes do tipo Langhans, com necrose caseosa central. No interior de alguns granulomas, de permeio ao material caseoso necrótico, observam-se traves ósseas e fragmentos de cartilagem necróticos (seqüestros). Estes se estendem aos tecidos moles em forma de fístulas. Branda de Oliveira de Lima, Turma LVI - MedUnicamp 25
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