Evaluation of the biomechanical repercussion  of different surgical techniques and materials on the tendon-bone interface in a rotator cuff mechanical model

Carlos Eduardo Baião Nogueira Maia Dias

Informações chave

Autores:

Carlos Eduardo Baião Nogueira Maia Dias (Carlos Eduardo Baião Nogueira Maia Dias)

Orientadores:

Jorge Manuel Alves Draper Mineiro; Frederico Castelo Alves Ferreira (Frederico Castelo Alves Ferreira); João Orlando Marques Gameiro Folgado (João Orlando Marques Gameiro Folgado)

Publicado em

20/06/2022

Resumo

A reparação cirúrgica é o tratamento de eleição das ruturas da coifa dos rotadores sintomáticas, mas a reruptura e a não cicatrização ainda são complicações frequentes, e têm sido associadas a algumas opções cirúrgicas. O objectivo deste trabalho foi avaliar a repercussão mecânica na interface tendãoosso da utilização de diferentes variantes técnicas de uma reparação transóssea equivalente. Utilizando dois tipos diferentes de sensores de força e tensão controlada nas suturas da fileira lateral, foram medidas num modelo mecânico a força, área e pressão de contacto, bem como a força máxima e força aplicada na região medial da reparação, variando o tipo de sutura, o mecanismo da ancoragem medial e número de orifícios de passagem da sutura no tendão. As montagens com mecanismos da fileira medial não deslizantes aplicaram a maior parte da sua força quando a primeira âncora lateral foi introduzida e as suturas tensionadas, enquanto a força aplicada no contexto deslizante dependeu principalmente da última âncora aplicada. Os mecanismos mediais não deslizantes geraram valores mais elevados de todos os parâmetros estudados quando comparados com mecanismos deslizantes. A passagem de sutura isolada na fileira medial gerou uma área de contacto mais elevada, independentemente das outras variações técnicas, enquanto a utilização de fios, comparados com fitas, aumentou a força de contacto e a pressão, bem como a força máxima na interface tendão-osso. O aumento da tensão na fileira lateral elevou os valores de todos os parâmetros estudados e foi na região medial da reparação que foi exercida mais força. Em suma, as variações da técnica cirúrgica influenciam as forças mecânicas sofridas pela interface tendão-osso, mas a técnica ideal ainda está por estabelecer. A região medial da reparação é uma região crítica sujeita a uma força e pressão elevadas, o que pode explicar algumas rerupturas mediais à reparação. Considerando o efeito preponderante demonstrado pelo aumento da tensão da fileira lateral, foi projetado um protótipo para permitir a medição e controlo intraoperatório da tensão na fileira lateral. Surgical repair of symptomatic rotator cuff tears is the gold-standard treatment, but retear and non-healing are still frequent complications which have been associated to some surgical technical options. We proposed to evaluate the mechanical repercussion at the tendon-bone interface of different surgical variations of a transosseous equivalent repair. Using two different types of force sensors, force, area and pressure contact, as well as maximum force and force applied in the medial region of the mock repair were measured in a simulated model of transosseous repair model with varying suture material, medial row mechanisms and number of suture passage holes in the tendon, while using controlled lateral row suture tension values. Non-sliding medial row mechanisms applied most of their force at the tendon-bone interface when the first lateral row anchor was introduced and sutures tensioned, while sliding mechanisms depended mostly on the last anchor applied. Non-sliding medial mechanisms generated higher values of all the studied parameters when compared to sliding mechanisms. Isolated suture passage at the medial cuff generated higher contact area regardless of the other technical variations, while wire use, comparing to tapes, increased contact force, pressure, and maximum force at the tendon-bone interface. Increasing lateral row tension increased the values of all parameters studied and it was the medial region of the repair that received the highest amount of force. In summary, surgical technique variations influence the mechanical forces suffered by the tendon-bone interface but the ideal technique is yet to be established The medial region of the repair is a critical area that receives high amounts of force and pressure, which can explain some retears that occur medial to it and considering the preponderant effect demonstrated by lateral row tension increase, a prototype was designed to allow intra operative lateral row tension measurement and control.