Engenharia de Tecidos Propriedades da pele

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Engenharia de TecidosPropriedades da pele

• Licenciatura em Engenharia Biomédica
• Biomecânica dos tecidos
• IST/FML
• Abril, 2008

Manuel Caneira
Serviço de Cirurgia Plástica, Reconstrutiva e
Maxilo-Facial Hospital de Santa Maria Lisboa
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Propriedades físicas da pele

• Diferem dependendo da localização
• Diferem com a idade

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Propriedades físicas da pele

• Fibras de colagénio
• Muito longas quando comparadas com a sua
  espessura
• Orientadas em diversas direcções
• Aparência varia com a idade
• Numerosas curvaturas nos indivíduos jovens
• Curvaturas diminuem com a idade

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Propriedades físicas da pele

• Fibras de colagénio
• Alinham-se e alongam-se com o estiramento da pele
• Aumento de carga sobre as fibras diminui
  curvaturas promovendo um alinhamento paralelo ao
  vector das forças aplicadas
• A partir de determinada altura existem estruturas
  alinhadas resistentes a estiramento adicional
• Impede aproximação de bordos de ferida a partir
  de determinada altura

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Propriedades físicas da pele

• Fibras de colagénio
• Fibras de colagénio são mais finas perto da
  epiderme
• Provavelmente funcionando como factor de
  amortecimento e protecção das células epiteliais

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Propriedades físicas da pele

• Fibras elásticas
• Muito mais finas que as fibras de colagénio
• Ao contrário das fibras de colagénio têm uniões
  terminolaterais
• A sua principal função é fazer retornar a rede de
  fibras colagéneas à posição inicial de
  relaxamento
• São responsáveis, em parte, pela tensão natural
  da pele

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Propriedades físicas da pele

• Meio intermédio
• O sistema requer um meio de lubrificação
• Mucopolissacáridos
• Disperso em torno das fibras de colagénio e
  fibras elásticas
• As fibras de colagénio não existem despidas mas
  sempre revestidas de mucopolissacáridos separando
  umas fibras das outras

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Propriedades físicas da pele

• Outros sistemas
• Coexistem com a rede de fibras de colagénio e
  elásticas
• Rede vascular
• Rede linfática
• Rede nervosa
• Anexos cutâneos
• Não contribuem directamente para as funções
  físicas da pele mas alteram a rede de fibras à
  sua passagem

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Propriedades físicas da pele

• Propriedades viscoelásticas
• Propriedades tensionais
• Propriedades de extensibilidade
• Variações direccionais

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Propriedades viscoelásticas

• Creep
• Stress relaxation

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Propriedades viscoelásticas

• Creep
• Ocorre quando a pele é estirada e a força de
  estiramento se mantém constante
• A pele continua a distender-se (dependendo das
  forças aplicadas)

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Propriedades viscoelásticas

• Stress relaxation
• É o corolário do creep
• Ocorre quando um fragmento de pele é estirada até
  determinada distância e essa distância é mantida
  constante
• A força necessária para manter essa distância de
  estiramento reduz-se gradualmente

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Propriedades viscoelásticas

• Stress relaxation e creep
• O factor tempo é importante
• A não valorização do factor tempo leva a
  discordâncias de conceitos

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Propriedades viscoelásticas

• creep
• Tem relevância clínica
• Importante no encerramento de feridas
• Manutenção de estiramento durante algum tempo
  pode permitir um ganho adicional no encerramento
  de ferida que não se conseguiria na impressão
  inicial
• Atenção risco de necrose
• Estiramento repetido de tecido permite ganho
  adicional de distância dentro de certos limites

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Propriedades viscoelásticas

• creep
• Tem relevância clínica
• Uma das explicações possíveis é o facto da
  substância intersticial poder ser
  progressivamente removida do espaço entre a
  fibras
• Quanto maior o fluído na derme maior a
  possibilidade de creep
• O processo é mais evidente com retalhos
  recentemente transpostos

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Propriedades viscoelásticas

• stress relaxation
• Parece não ter relevância clínica
• No entanto pode justificar o facto de um retalho
  que imediatamente após a cirurgia apresenta
  estiramento excessivo poder melhorar ao fim de
  algum tempo

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Propriedades tensionais

• É importante na cicatrização
• A qualidade da cicatriz depende em parte das
  forças tensionais presentes e portanto da
  orientação da ferida
• Maiores forças tensionais traduzem-se por maior
  probabilidade de cicatrizes hipertróficas
• Necessidade de escolher linhas de menor força
  tensional na colocação das feridas

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Propriedades tensionais

• Feridas suturadas ao longo das pregas condicionam
  melhores cicatrizes
• Necessário considerar orientação de musculatura
  subjacente
• Necessidade de considerar articulações
• Na base de técnicas como as plastias em Z

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Propriedades tensionais

• As forças tensionais diminuem com a idade
• Cicatrizes quase indetectáveis são frequentes em
  pele laxa devido à idade
• O mesmo é verdade para escroto e pénis
• Zonas de maior risco são o ombro e região
  pré-esternal (cicatrizes hipertróficas quase
  inevitáveis)

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Propriedades tensionais

• São presumivelmente resultado de função da rede
  elástica (fibras elásticas)
• As fibras de colagénio não têm capacidade de
  retracção
• Em algumas áreas a gravidade assume relevância
• P.e. peso de mamas contribuindo para cicatrizes
  alargadas no ombro
• Existem outros factores, nomeadamente
  individuais, impredictíveis

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Propriedades tensionais

• Efeito da tensão na pele normal
• A pele normal adjacente a uma contractura por
  queimadura não estira o necessário para corrigir
  o defeito
• Excisões seriadas podem levar a deformidades
  consideráveis pois a pele adjacente não compensa
  o defeito produzido

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Efeito da tensão na pele

• stretching
• Expansão
• Roptura
• Descoloração

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Efeito da tensão na pele

• stretching
• P.e. linfedema, adiposidade
• A pele pode aumentar muitas vezes o seu tamanho
  original
• A pele pode manter a sua espessura que muitas
  vezes aumenta
• Depende de numerosos factores nomeadamente
  biológicos
• É diferente do fenómeno puramente mecânico do
  creep

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Efeito da tensão na pele

• Expansão da pele
• Tornado popular com técnicas de reconstrução
  mamária para obtenção de pele
• Envolve a colocação de dispositivos subcutâneos
  (expansores)
• Resulta da combinação de creep e fenómenos
  biológicos

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Efeito da tensão na pele

• Roptura e estrias
• Quando é aplicada uma força rapidamente
  progressiva
• Gravidez, Cushing, body-building
• Habitualmente prependiculares às linhas de Langer
  (direcção da distensibilidade mínima)

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Efeito da tensão na pele

• Descoloração
• Quando a rede fibrosa é deformada e os pequenos
  capilares obliterados
• Se mantida conduz a necrose
• Retalhos, úlceras de pressão
• Pode minimizar-se por reposicionamento de
  retalhos, incisões de descarga ou efeito de
  creep (muito discreto)

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Propriedades de extensibilidade

• A pele é extensível de forma a permitir os
  movimentos do corpo
• Devido ao posicionamento articular a pele
  habitualmente tem maior extensibilidade numas
  direcções que noutras
• É maior na infância
• As propriedades elásticas da pele de retornar à
  posição inicial vai diminuíndo com a idade
• Relevância clínica p.e. lipoaspiração

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Propriedades de extensibilidade

• A extensibilidade da pele, ao contrário da
  tensão, pode ser realmente medida in vivo
• Pinçamento de pele ou instrumental próprio
• Sobre a tíbia a pele é praticamente inextensível
• Medidas in vivo podem diferir de in vitro
• Aderências aos tecidos profundos

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Variações direccionais das propriedades da pele

• Karl Langer (1819-1884)
• Anatomista de viena
• Trabalho em cadáver fresco usando instrumento
  aguçado
• Linhas de Langer
• Perfurações cilindricas dão origem a fendas na
  maioria dos locais do corpo organizando-se em
  linhas
• Algumas perfurações deram origem a orifícios
  irregulares (p.e triangulares) nas zonas de
  interssecção de diferentes linhas

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(No Transcript)
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Variações direccionais das propriedades da pele

• Karl Langer (1819-1884)
• Subjacentes aos achados encontrados estavam as
  fibras da derme
• Quando a pele era cortada prependicularmente às
  linhas encontradas verificava-se que as fibras
  subjacentes eram cortadas de forma prependicular
  ou oblíqua
• Incisões paralelas às linhas seccionavam menos
  fibras da derme

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Variações direccionais das propriedades da pele

• Karl Langer (1819-1884)
• Tiras de pele retiradas de cadáver contraíam-se
  para uma dimensão inferior à verificada in vivo
• Infelizmente não dispunha de técnicas de
  coloração para identificar fibras elásticas
• O padrão das fibras da derme não era
  geneticamente determinado
• Nos recém nascidos as linhas estabelecem círculos
  em torno do tronco e membros (provavelmente
  devido ao crescimento e forma deste)
• Por volta dos 2,5 anos as linhas tornam-se mais
  definidas
• O padrão pode mudar no adulto sempre as forças
  assim o imponham (gravidez, tumores, etc)

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Variações direccionais das propriedades da pele

• Karl Langer (1819-1884)
• Nas zonas em as forças de tensão são iguais em
  todas as direcções
• Vortex
• Pré-esternal (cicatrizes hipertróficas?)

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Variações direccionais das propriedades da pele

• Karl Langer (1819-1884)
• Linhas de clivagem e linhas de tensão
• São idênticas
• Experiência com incisões circulares

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Variações direccionais das propriedades da pele

• Karl Langer (1819-1884)
• Linhas de clivagem e extensão da pele
• Extensibilidade da pele é maior
  prependicularmente às linhas de clivagem que ao
  longo destas

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Com a idade a laxidão substitui a tensão da pele
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Características da pele
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Características da pele
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(No Transcript)
40
(No Transcript)
41
(No Transcript)
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(No Transcript)
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Aumento de produção de pele

• Crescimento
• Gravidez
• Desenvolvimento mamário
• Obesidade
• Utilização de expansores

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Expansão tissular

• Situações fisiológicas
• Gravidez
• Crescimento
• Situações patológicas
• Tumores
• Obesidade mórbida
• Sociedades primitivas

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Expansão tissular

• Não se encontra limitado à fase de crescimento
• Sujeito a estímulos não genéticos

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(No Transcript)
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Expansão tissular

• Epiderme - estudo histológico
• Aumento de espessura após cirurgia (1 semana)
• Independentemente do enchimento do expansor
• Afastamento dos apêndices cutâneos (sem necrose)
• Sem células inflamatórias
• M.E. revela
• Diminuição dos espaços intercelulares
• Ondulação da lâmina basal

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Expansão tissular

• Epiderme - estudo autorradiográfico
• Aumento do número de mitoses
• Repete-se com introdução de mais soro no expansor
• Reduzem-se com retirada de soro
• Inibição por contacto?
• Ganho real de tecido

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Expansão tissular

• Nervos - estudos morfológicos e funcionais
• Sem perda significativa de função
• Alongamentos podem atingir 100
• Edema do endonervo com afastamento dos axónios
• Desmielinização focal
• Conservação do citoesqueleto

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Expansão tissular

• Fisiopatologia - Conceitos clássicos (Gibson)
• Extensibilidade inerente
• Mechanical Creep
• Biological creep

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Expansão tissular

• Fisiopatologia
• Conceito de Mechanical creep é contestado
• Deslocação de fluídos
• Recrutamento de tecidos vizinhos

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Expansão tissular

• Fisiopatologia
• Aumento da vascularização dos retalhos
  (microangiografia)
• Aumento da sobrevivência de retalhos maiores
• Efeito semelhante ao Delay
• Hipóxia condiciona angiogénese
• Tensão exercida no endotélio estimula
  proliferação

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Expansão tissular

• Dimensões do expansor
• Determinar área, comprimento e largura do defeito
• No mínimo a base do expansor deve igualar o
  defeito
• Expansor que forme retalho 2 a 3 vezes superior
  ao defeito

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Expansoterapia
Dimensões do expansor

• d/2

a
b
h
r

• r2

A axb
A

• rh

A
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Expansão tissular

• Dimensões do expansor
• Sobredimensionar ligeiramente o expansor
• Permite encerramento sem tensão
• Compensa retracção que sempre ocorre
• Compensa erros geométricos
• (na prática podem-se encher mais)
• Fazer medição na fase final da expansão

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Expansoterapia

• Dimensões do expansor
• Factores de erro a considerar
• Vértices arredondados dos expansores
• Depressão dos tecidos abaixo do expansor
• Efeito de ponte nos ângulos rectos

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Expansoterapia

• Dimensões do expansor

Ângulos arredondados
Deformação em ponte
Plano ósseo
Plano mole
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Expansão tissular

• Enchimento do expansor
• Início de expansão 2 semanas após a cirurgia
• Intervalos de 2 semanas a 3-4 dias
• Habitualmente semanal ou bissemanal
• Agulha 23G ou mais fina
• Buterfly possibilita mobilização
• Possibilidade de injecção no domicílio

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Expansão tissular

• Enchimento do expansor
• Período de repouso após expansão
• Antes da segunda intervenção
• 4 a 6 meses após última sessão de injecção de
  soro
• Relaciona-se com
• Menor retracção do retalho
• Menor contractura capsular

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Expansão tissular

• Enchimento do expansor
• I. Enchimento intermitente
• 1. Convencional com intervalos de 4 a 8 dias
• 2. Expansão rápida
• a) Intraoperatória
• b) Intervalos de 24 horas
• c) Intervalos de 48 horas
• 3. Técnica de sobreenchimento
• 4. Expansão rápida (intervalos de 48h)
  sobreenchimento
• 5. Expansão rápida (intervalos de 24h)
  Sobreenchimento cíclico (experimental)

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Expansão tissular

• Enchimento do expansor
• II. Enchimento contínuo
• 1. Fluxo constante
• 2. Pressão de enchimento constante (experimental)
• 3. Controlada por doente (Full load)

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Expansão tissular

• Enchimento do expansor
• Expansão intraoperatória
• Expansões cíclicas e curtas (minutos)
• Parece depender de recrutamento de tecidos
  vizinhos
• Pode complementar expansão lenta

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Expansão tissular

• Novos dispositivos de expansão/extensão
  tissular
• Aparelho de tracção mecânica das margens da
  ferida
• Dois pinos para margens
• Aparelho de tracção mecânica
• Pressão controlada por cirurgião
• Utilização intraoperatória ou não (20min a 3
  dias)
• Utilização em diversas áreas anatómicas
• Autor advoga o não descolamento dos tecidos

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Expansão tissular

• Novos dispositivos de expansão/extensão tissular
• Aparelho de tracção elástica para couro cabeludo
• Duas fiadas de ganchos unidos por elastómero
• Tracção constante progressivamente menor
• Processo de Extensão demora 30 a 40 dias
• Pode-se variar força e forma do elastómero
• Não causa deformação durante o processo
• Resultados mais rápidos que excisões seriadas
• Exige presença de gálea

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Expansão tissular
Elastómero
Ganchos
Ganchos