Consolidação óssea

Como ler este capítulo

Fundamento

Este resumo é inspirado no capítulo 2 (Bone, Cartilage, and Tendon Healing) do Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª edição (2025), de Nathaniel E. SCHAFFER, Megan L. KILLIAN, Tristan MAERZ, Kurt D. HANKENSON e Jaimo AHN, conferido com o capítulo 1.2 (Biology and biomechanics in bone healing) do AO Principles of Fracture Management, 3ª edição (2017), e com o capítulo 58 do Campbell's Operative Orthopaedics, 15ª edição (2026).

O capítulo abre com uma frase que serve de mapa: o osso é um dos poucos tecidos que cicatriza sem cicatriz, e talvez o único a fazer isso de rotina (Rockwood, cap. 2, p. 46 aprox.). Quando dá certo, o foco volta a ser osso, com a mesma arquitetura. Quando dá errado, o problema está em um de quatro lugares: células, sinais, vasos ou mecânica.

As provas cobram quatro frentes: histologia (origem de cada célula, o que é o osteoide), primária versus secundária e qual implante produz qual, fatores que atrapalham (nicotina acima de todos) e, a mais frequente, enxertos e substitutos (quem é osteogênico, osteoindutor ou só osteocondutor).

A pseudartrose e a biomecânica dos implantes têm resumos próprios na Biblioteca; aqui o foco é a biologia que fica por baixo dos dois.

O osso como tecido: tipos, matriz e células

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Dois tipos de osso, duas velocidades

O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 4, p. 85 e 86 aprox.), divide o esqueleto em osso cortical e osso trabecular. O cortical forma o envelope denso de todos os ossos e é feito de sistemas de HAVERS: lamelas concêntricas em volta de um canal central com vasos. O trabecular enche a cavidade central, como uma malha de trabéculas separadas por espaços com medula.

A proporção muda de osso para osso. Corpo vertebral e calcâneo são predominantemente trabeculares, com uma casca fina de cortical. As diáfises de fêmur, tíbia, rádio e úmero são corticais, e a metáfise tem mais trabecular. A consequência prática vem da superfície: o trabecular tem muito mais superfície e por isso remodela mais rápido. Quando a remodelação acelera, a perda óssea aparece primeiro nas vértebras, e não no colo femoral, onde predomina o cortical.

Há ainda uma segunda divisão, pela organização das fibras. Quando o osso é formado depressa (Paget, metástase, e também o calo de fratura), as fibrilas de colágeno são depositadas de modo desordenado e o resultado é o osso trabeculado imaturo (woven bone), mais fraco que o osso lamelar. A consolidação inteira pode ser lida como a troca de um pelo outro: o calo é osso imaturo, e a remodelação o converte em lamelar.

A matriz: o que é orgânico e o que é mineral

O mesmo capítulo 4 (p. 86 aprox.) separa a matriz em duas partes. A parte orgânica são proteínas e glicoproteínas, e a principal é o colágeno tipo I, formado por duas cadeias alfa-1 e uma alfa-2 enroladas em tripla hélice. Quem fabrica esse colágeno é o osteoblasto, que o secreta como pró-colágeno; enzimas cortam as pontas, as hélices se montam em fibrilas e as fibrilas se ligam por pontes cruzadas, que dão ao osso a resistência à tração. Quando o osso é reabsorvido, essas pontes se soltam e viram os marcadores CTX e NTX. Além do colágeno, a matriz tem pequenas quantidades de outros colágenos, proteínas não colágenas e fatores de crescimento, que prendem as células à matriz e regulam sua atividade.

A parte mineral é sobretudo hidroxiapatita, Ca10(PO4)6(OH)2, depositada entre as fibrilas. O mineral dá rigidez; o colágeno dá resistência à tração e elasticidade.

O ponto que a banca cobra é a ordem dos acontecimentos. O osteoblasto maduro, célula cuboide, produz o colágeno e os outros componentes da matriz, e a matriz recém-formada é não mineralizada; só depois calcifica (Rockwood, cap. 4, p. 87 aprox.). Essa camada recém-depositada e ainda sem mineral é o osteoide. Logo, o osteoide é matriz orgânica, produzida pelo osteoblasto, durante o crescimento e a remodelação. A mineralização depende da fosfatase alcalina, que degrada inibidores como o pirofosfato. No calo de fratura, o Rockwood (cap. 2, p. 49 aprox.) descreve exatamente isso: os osteoblastos que substituem os condrócitos produzem cálcio e osteoide e levam o calo mole a calo duro.

As células: quem faz, quem desfaz, quem sente

O Rockwood (cap. 2, p. 48 aprox.) define o osteoblasto como célula derivada das células mesenquimais, encontrada nas superfícies ósseas, que vem do periósteo, do endósteo, dos tecidos vizinhos e até de progenitores circulantes; secreta colágeno tipo 1, osteocalcina e sialoproteína óssea. Alguns osteoblastos ficam presos na matriz que eles próprios fabricaram e se tornam osteócitos, ligados uns aos outros por prolongamentos que correm em canalículos (cap. 4, p. 87 aprox.). O osteócito é o sensor do strain mecânico: em resposta à carga, secreta prostaglandinas, óxido nítrico, RANKL e esclerostina, que controlam osteoclastos e osteoblastos.

O osteoclasto tem outra origem. O Rockwood (cap. 2, p. 48 aprox.) diz com todas as letras que ele deriva das células-tronco hematopoéticas e reabsorve osso em fossetas na superfície chamadas lacunas de HOWSHIP. O capítulo 4 (p. 86 aprox.) mostra a mecânica: precursores do sangue periférico são atraídos ao local, se fundem em células multinucleadas, formam uma zona de selamento sobre o osso e, pela borda pregueada, secretam ácido clorídrico e enzimas, sobretudo a catepsina K, que degrada o colágeno. Terminada a reabsorção, o osteoclasto sofre apoptose na fase de reversão, depois de cerca de 10 a 12 dias, e os osteoblastos ocupam a lacuna.

Esse acoplamento explica dois remédios. O bisfosfonato perturba a função do osteoclasto, e a perda do estímulo que a reabsorção daria à formação deixa o osso relativamente parado. O denosumabe, anticorpo contra o RANKL, corta o sinal com que osteoblastos e células do estroma ativam o osteoclasto (cap. 2, p. 48 aprox.).

Na fratura entram mais duas células. O condrócito não existe no osso consolidado, mas é central no calo mole: fornece a matriz cartilaginosa, hipertrofia, mineraliza a matriz e morre por apoptose na passagem para o calo duro; o fator de transcrição Sox9 comanda a formação desse molde (p. 47 aprox.).

Duas maneiras de fazer osso: endocondral e intramembranosa

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O desenvolvimento que a fratura repete

O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 2, p. 46 aprox.), afirma que a consolidação recapitula o desenvolvimento embrionário do osso. O AO Principles of Fracture Management, 3ª ed. (cap. 1.2, p. 12), diz o mesmo da consolidação indireta: ela é semelhante ao desenvolvimento embriológico e inclui formação óssea intramembranosa e endocondral. Entender as duas vias no embrião é entender o calo.

A ossificação endocondral constrói osso sobre um molde de cartilagem. Ela ocorre no desenvolvimento dos membros (os ossos longos crescem assim, pela fise) e na consolidação, sobretudo quando não há estabilidade absoluta (Rockwood, cap. 2, p. 49 aprox.). Há uma fase anabólica, de formação de cartilagem, seguida de uma fase catabólica, em que o osso substitui o molde.

A ossificação intramembranosa forma osso diretamente, sem cartilagem intermediária. No embrião ela faz o crânio e os ossos planos (Rockwood, cap. 2, p. 50 aprox.). Na fratura, aparece onde o ambiente é muito estável e com baixo strain: fragmentos em contato sob fixação rígida, fases tardias do calo e periferia do calo, longe do foco.

A clavícula, o primeiro osso

A clavícula junta as duas ideias. O Rockwood (cap. 34, p. 1061 aprox.) registra que ela é o primeiro osso a ossificar, entre a 5ª e a 6ª semana de gestação, e o último a completar a ossificação, por volta dos 27 anos. O Tachdjian's Pediatric Orthopaedics, 6ª ed. (cap. 29, p. 1175), acrescenta o mecanismo: a clavícula ossifica inicialmente por formação óssea intramembranosa, e só depois surgem centros secundários nas extremidades medial e lateral; ela tem a última fise do corpo a fechar. Por isso, nos membros superiores, o primeiro osso a ossificar é a clavícula, e por via intramembranosa, enquanto o úmero, como os outros ossos longos, segue a via endocondral.

A endocondral passo a passo

O Rockwood (cap. 2, p. 49 e 50 aprox.) descreve a via na fratura como uma linha de montagem. A BMP condensa os precursores mesenquimais; o Sox9 comanda a condrogênese (sem ele não há calo mole); a cartilagem de colágeno tipo II e agrecano dá estabilidade provisória. O Runx2 leva à hipertrofia; com a queda do Ihh, os condrócitos hipertrofiam, depositam colágeno X (candidato a marcador sérico) e morrem. As metaloproteinases abrem a matriz para a invasão vascular, os osteoblastos trazem osteoide e cálcio, e o calo mole vira duro. Parte dos condrócitos hipertróficos não morre: transdiferencia-se em osteoblastos, sob sinal Wnt/beta-catenina.

Consolidação primária (direta): os cones de corte

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O que é

O AO Principles of Fracture Management, 3ª ed. (cap. 1.2, p. 12), divide a consolidação em dois tipos: primária ou direta, por remodelação interna, e secundária ou indireta, por formação de calo. A direta só ocorre com estabilidade absoluta e é um processo de remodelação osteonal. O AO lembra um dado histórico que desfaz uma confusão comum: a consolidação primária não era o objetivo de DANIS quando desenvolveu a técnica de estabilidade absoluta. O objetivo era a redução anatômica com fixação estável para permitir reabilitação precoce; a consolidação sem calo apareceu como subproduto.

O mecanismo está na figura 2-7 do Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 2, p. 50 e 52 aprox.): um cone de corte osteoclástico atravessa o foco, e os osteoblastos que vêm atrás reconstituem o osso. É a mesma unidade de remodelação do esqueleto normal, agora usada para costurar duas pontas. O AO (p. 19) insiste nessa ideia: no ambiente de baixo strain, o osso consolida diretamente pela remodelação osteonal, o mesmo mecanismo homeostático da remodelação fisiológica.

As condições

O Rockwood (cap. 1, p. 18 e 19 aprox.) dá os números. A consolidação primária exige movimento interfragmentar abaixo de 0,15 mm e strain menor que 2% a 5%, sem espaço no foco. Como depende de cones que cruzam a fratura, é muito sensível a movimento e a espaço: movimento que leve o strain acima de 2% a 3%, a deformação em que o próprio osso falha, interrompe o processo. Para chegar lá, o Rockwood (cap. 2, p. 50 aprox.) diz que consolidar só pela via intramembranosa geralmente exige compressão interfragmentar e estabilidade absoluta.

O AO (cap. 1.2, p. 19) explica por que só uma técnica entrega isso: a rigidez do implante reduz a mobilidade, mas a única técnica que realmente abole o movimento é a redução anatômica com compressão interfragmentar. Os meios são a pré-carga compressiva e o atrito: parafuso de tração, placa de compressão, placa pré-curvada e a banda de tensão, em que a placa (ou o fio) no lado de tensão converte tração em compressão na cortical oposta e produz estabilidade absoluta (p. 20 e 21).

O preço

A consolidação direta tem duas desvantagens. É muito mais lenta que a consolidação por calo, de modo que o implante precisa manter a estabilidade por mais tempo e resistir à falha por fadiga durante todo esse período (AO, p. 19). Por isso o Rockwood a reserva para fraturas simples e acessíveis sem agressão às partes moles e para as articulares, em que a redução anatômica reduz o risco de artrose pós-traumática.

Osso esponjoso: um caso à parte

O AO (cap. 1.2, p. 14) faz uma ressalva útil. No osso esponjoso, a consolidação ocorre sem calo externo significativo, mesmo sem consolidação primária no sentido clássico: depois da inflamação, a formação óssea é dominada pela ossificação intramembranosa. Duas razões: o enorme potencial angiogênico do osso trabecular e a fixação das fraturas metafisárias, que costuma ser mais estável. Por isso a ausência de calo numa fratura metafisária não significa, por si, falta de consolidação.

Consolidação secundária (indireta): as fases do calo

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A via natural

O AO Principles of Fracture Management, 3ª ed. (cap. 1.2, p. 12), chama a consolidação indireta de a maneira normal como os ossos evoluíram para consolidar. Ela acontece com estabilidade relativa, isto é, com fixação flexível, e se caracteriza pelo calo. O AO divide o processo em quatro estágios: inflamação, calo mole, calo duro e remodelação, e avisa que a transição é contínua e que os limites são arbitrários.

O Campbell's Operative Orthopaedics, 15ª ed. (cap. 58, p. 2530), chama as mesmas fases de hematoma, tecido de granulação (reparadora), calo ósseo e remodelação, e cita EINHORN, que descreve quatro respostas por localização: medula, cortical, periósteo e partes moles externas.

Inflamação (1 a 7 dias)

O AO (cap. 1.2, p. 13) diz que a inflamação começa imediatamente e dura até começar a formação de fibrose, cartilagem ou osso, de 1 a 7 dias após a fratura. Os vasos rompidos formam o hematoma e um exsudato inflamatório; as pontas dos fragmentos ficam necróticas. A lesão das partes moles e a degranulação das plaquetas liberam citocinas potentes, com vasodilatação, hiperemia e chegada de neutrófilos e macrófagos. O hematoma é substituído aos poucos por tecido de granulação, e os osteoclastos removem o osso necrótico das pontas.

O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 2, p. 46 aprox.), detalha a imunologia. A resposta inicial é dominada por macrófagos que fagocitam detritos num caldo de citocinas inflamatórias: IL-1beta, IL-6, IL-8, IFN-gama e TNF-alfa. Nas primeiras horas, linfócitos T e B se concentram no hematoma da fratura, algo que não acontece em hematomas de outros tecidos; depois os T se ativam e os B regridem. Retirar os macrófagos, ou o receptor CCR2 que os recruta, prejudica a consolidação. A inflamação não é um efeito colateral a ser suprimido; ela é o primeiro passo do reparo.

Calo mole (por volta de 2 a 3 semanas)

O AO (cap. 1.2, p. 13) descreve o calo mole pelo que o paciente sente e pelo que o cirurgião palpa. A dor e o edema diminuem, e os fragmentos deixam de se mover livremente, por volta de 2 a 3 semanas. Ao fim desse estágio, a estabilidade já impede o encurtamento, mas a angulação ainda pode ocorrer. É por isso que um gesso retirado cedo demais pode deixar a fratura entortar, mesmo sem encurtar.

Biologicamente, os progenitores da camada câmbio do periósteo e do endósteo viram osteoblastos. Começa uma formação óssea intramembranosa e aposicional nessas superfícies, longe do foco, formando um manguito de osso imaturo por fora (periosteal) e enchendo o canal medular por dentro. Capilares invadem o calo. Mais perto do foco, onde há mais movimento, os progenitores mesenquimais proliferam e se diferenciam em fibroblastos ou condrócitos, que vão substituindo o hematoma pela sua matriz.

Calo duro (até 3 a 4 meses)

Quando as pontas estão ligadas por calo mole, começa o calo duro, que dura até os fragmentos estarem firmemente unidos por osso novo, 3 a 4 meses (AO, cap. 1.2, p. 13). A formação intramembranosa continua, e o tecido do foco sofre ossificação endocondral: o calo vira tecido rígido calcificado, o osso imaturo.

A ordem espacial é o detalhe elegante. O calo ósseo começa na periferia, onde o strain é menor, e essa ponte periférica reduz o strain mais ao centro, que então também ossifica. O calo duro avança da periferia para o centro do foco. À medida que o espaço estreita, o strain aumenta, e o último trecho é fechado por osteoblastos que se alinham em espiral, como uma mola, para diminuir o strain e permitir a formação de osso. A consequência clínica (AO, p. 18): uma fratura com foco estreito e alto strain tolera mal a sobrecarga tardia.

Remodelação (meses a anos)

A remodelação começa quando a fratura está solidamente unida por osso imaturo (AO, cap. 1.2, p. 13). O osso imaturo é substituído lentamente por osso lamelar, por erosão de superfície e remodelação osteonal, num processo que leva de alguns meses a vários anos e só termina quando o osso volta à sua morfologia original, incluindo o canal medular.

A remodelação é o território da lei de WOLFF, que o Rockwood (cap. 2, p. 51 aprox.) enuncia assim: o osso se remodela para acomodar a carga mecânica. Os osteoclastos retiram o osso imaturo e desorganizado, e os osteoblastos depositam osso lamelar orientado segundo as cargas aplicadas. Quando a carga repetida excede a capacidade de remodelação, surge a fratura de estresse, como nos atletas e nos osteoporóticos. O livro grafa o nome como "WOLFE", mas é a mesma lei.

Por que o gesso e a haste fazem calo

O AO (cap. 1.2, p. 15 a 17) aplica a mesma lógica ao tratamento. O gesso se acopla ao osso só frouxamente, pelas partes moles: reduz a mobilidade, mas não a elimina, e a fratura consolida por calo. Fixadores, hastes e placas em ponte são flexíveis e estimulam o calo; a haste de KÜNTSCHER, justamente pela flexibilidade, promove calo. Na tíbia, o movimento interfragmentar sob carga cai com o tempo, e por volta de 13 semanas o calo já estabilizou a fratura.

Sinais moleculares: BMP, TGF-beta, VEGF, PDGF e os outros

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Por que os fatores importam

O AO Principles of Fracture Management, 3ª ed. (cap. 1.2, p. 13), resume: a sequência da consolidação é rigorosamente regulada pela expressão, no espaço e no tempo, de fatores de crescimento liberados pelo tecido lesado. Na fratura fresca esses agentes são liberados espontaneamente, são eficazes e quase nunca precisam de reforço (p. 10). O papel da cirurgia é guiar e proteger esse processo, não substituí-lo.

BMP: a proteína que induz osso

As proteínas morfogenéticas ósseas foram descritas por URIST, que em 1965 mostrou que a matriz óssea desmineralizada, implantada no músculo, fazia surgir osso heterotópico (Rockwood, cap. 2, p. 48 aprox.; cap. 3, p. 71 aprox.). Essa é a definição viva de osteoindução: um sinal que faz células do hospedeiro, num lugar que não é osso, virarem formadoras de osso. O AO (p. 13) informa que há cerca de 20 BMP em mamíferos, todas da superfamília do TGF-beta.

A BMP age por receptores serina-treonina quinase e pelas proteínas Smad, com freios como o Noggin e a esclerostina (cap. 3, p. 71 aprox.). A BMP-2 é necessária às fases iniciais da diferenciação, e um receptor ACVR1 sempre ativo causa a fibrodisplasia ossificante progressiva (cap. 2, p. 48 aprox.).

Na clínica, a BMP-2 e a BMP-7 (OP-1) foram aprovadas, mas só a BMP-2 está disponível comercialmente (Rockwood, cap. 3). O AO (p. 13) dá as indicações: artrodese lombar em esqueleto maduro com doença discal degenerativa de um nível entre L2 e S1, com dispositivo de fixação, e, desde 2004, a fratura exposta da diáfise da tíbia (FDA); estima-se que até 85% do uso seja fora da indicação aprovada. Os riscos são reais: osso ectópico, inflamação (um relato em criança) e alertas da FDA sobre complicações graves.

A pseudartrose congênita da tíbia aparece na prova por esse caminho: aplicar BMP no foco é usar uma propriedade osteoindutora, e não osteogênica (que exige células vivas) nem osteocondutora (que é arcabouço).

TGF-beta, FGF, Notch, Wnt e Hedgehog

O TGF-beta sobe logo após a lesão e permanece elevado durante toda a consolidação (Rockwood, cap. 2, p. 48 aprox.). Ele ativa a condrogênese e a ossificação endocondral; o TGF-beta2 estimula a migração e a diferenciação de osteoblastos e osteoclastos. O dado clínico é forte: TGF-beta1 baixo correlaciona-se com pseudartrose, e numa série de 10 pacientes com retardo, o TGF-beta1 diminuído em 4 semanas previu a pseudartrose (p. 53 aprox.).

O FGF é indispensável à via endocondral. Mutações do receptor 3 do FGF causam a acondroplasia, que encurta os ossos longos por defeito endocondral, mas não intramembranoso (Rockwood, cap. 2, p. 48 aprox.).

A via Notch leva a célula mesenquimal a osteoblasto. A via Wnt foi descoberta numa família de alta densidade óssea com mutação do LRP5; a esclerostina dos osteócitos e o Dkk-1 a bloqueiam. O romosozumabe (antiesclerostina) reduz fraturas na osteoporose, mas não acelerou a consolidação da tíbia e do fêmur proximal. O Indian Hedgehog estimula o PTHrP na fise e é exigido pelas duas vias de ossificação (cap. 2, p. 48 e 49 aprox.).

VEGF e PDGF: vasos e migração

O VEGF é o fator dos vasos. O Rockwood (cap. 2, p. 48 aprox.) mostra a origem: a hipóxia inicial do hematoma induz nas células inflamatórias a expressão de LDHA, CXCR4, IL-6, IL-8 e VEGF, que conduzem a revascularização e trazem mais células imunes. Mais adiante, o VEGF é expresso pelos condrócitos hipertróficos e induz a invasão vascular do calo (cap. 3, p. 73 aprox.).

O PDGF estimula a proliferação e a migração de osteoblastos e pode, junto com outros fatores, promover sua diferenciação (cap. 3, p. 73 aprox.). O rhPDGF-BB, que estimula quimiotaxia e mitose de células mesenquimais e angiogênese, foi aprovado combinado com grânulos de fosfato beta-tricálcico (arcabouço osteocondutor) para artrodese e defeitos periodontais.

Todos esses fatores estão juntos num lugar acessível: os grânulos alfa das plaquetas contêm TGF-beta, IGF, FGF, VEGF e PDGF (Rockwood, cap. 3, p. 69 aprox.). É o racional do plasma rico em plaquetas, cuja concentração eficaz para osso é de 2 a 6 vezes, idealmente 5 vezes; menos não faz efeito e mais prejudica a consolidação.

Vascularização: de onde vem o sangue do calo

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Os vasos do osso e o que a fratura faz com eles

O AO Principles of Fracture Management, 3ª ed. (cap. 1.2, p. 10), lembra que a formação de calo e a reabsorção óssea, as duas reações biológicas que a fratura dispara, dependem de suprimento sanguíneo intacto. A fratura rompe os vasos periosteais e endosteais e descola o periósteo; a cavitação no instante do trauma acrescenta dano às partes moles.

O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 2, p. 47 aprox.), dá o peso de cada envelope. O periósteo contém progenitores na sua camada interna, além de fibroblastos, osteoblastos, condrócitos e uma rede vascular que fornece cerca de um terço do suprimento sanguíneo cortical; a lesão do periósteo, pelo trauma ou pela cirurgia, associa-se a pseudartrose. O endósteo é uma camada única de osteoblastos e células quiescentes que reveste o canal e tem acesso direto ao hematoma.

A dinâmica do fluxo tem três tempos (AO, p. 11). Logo após a fratura ou a osteotomia, a circulação cortical das partes lesadas cai quase 50%, por vasoconstrição fisiológica dos vasos periosteais e medulares. Depois vem uma hiperemia crescente, dentro e fora do osso, com pico em 2 semanas, e o fluxo no calo então diminui aos poucos. E, com o sistema medular rompido, há uma inversão temporária do fluxo centrípeto normal: o osso passa a depender mais do que vem de fora.

O calo é irrigado pelas partes moles

Esse é o fato central da seção. O AO (cap. 1.2, p. 12) diz que estudos de microangiografia mostraram que grande parte do suprimento vascular da região do calo vem das partes moles circunjacentes, e tira a lição na mesma frase: é uma boa razão para não descolar nenhuma parte mole. A perfusão do calo é de importância máxima e pode decidir o resultado; o osso só se forma apoiado numa rede vascular, e a cartilagem não persiste sem perfusão suficiente.

A mesma página traz consequências que caem em prova:

• A resposta vascular parece maior com fixação mais flexível, talvez pelo volume maior de calo.
• Strain alto, por instabilidade excessiva, reduz o fluxo, sobretudo dentro do foco.
• A fresagem do canal reduz o fluxo endosteal e atrasa o retorno da perfusão cortical, conforme o quanto se fresou; mas não afeta a perfusão do calo, porque ela vem das partes moles.

Por isso, na fratura diafisária, a maior parte da resposta vascular do calo vem do tecido mole adjacente, e não do endósteo, do periósteo isolado ou da cortical, que está justamente necrótica nas pontas.

Mecânica e biologia: o strain decide a via

Fundamento

Strain em uma frase

O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 2, p. 51 aprox.), define strain como a variação do foco (ΔL) dividida pelo tamanho do foco (L). A regra biológica: strain baixo favorece a intramembranosa; strain mais alto, mas permissivo, favorece a endocondral; strain baixo ou alto demais produz pseudartrose. O AO Principles of Fracture Management, 3ª ed. (cap. 1.2, p. 18 e 19), dá os números de PERREN: osso intacto tolera 2%, tecido de granulação 100%; a ponte óssea só se forma quando o strain fica abaixo do que o osso imaturo tolera. Strain excessivo dá calo sem ponte (pseudartrose hipertrófica); strain baixo demais, sem estímulo, dá retardo. O AO (p. 10) lembra que o osso se comporta mais como vidro do que como borracha: por isso a natureza primeiro reabsorve as pontas, alargando o foco e reduzindo o strain, e só depois faz a ponte. O detalhe com implantes está no resumo de princípios de osteossíntese.

A lei de WOLFF não é a teoria de PERREN

PERREN trata da deformação dentro do foco. A lei de WOLFF trata do osso já formado: ele se remodela para acomodar a carga (Rockwood, cap. 2, p. 51 aprox.), com lamelas orientadas pelas cargas e remodelação dependente de IGF-1; quando a carga repetida supera a capacidade de remodelação, surge a fratura de estresse. O osteócito é o sensor dessa carga (cap. 4, p. 87 aprox.). Na prática, WOLFF justifica a carga progressiva depois que o calo fez ponte.

O que o cirurgião escolhe

O Rockwood (cap. 2, p. 52 e 53 aprox.) fecha a ponte: o cirurgião deve mirar estabilidade relativa ou absoluta para induzir ossificação endocondral ou intramembranosa, respectivamente. A absoluta costuma exigir retirar o hematoma e reduzir diretamente; a relativa, por redução indireta, preserva o hematoma e as partes moles. Para o AO (p. 20), lesar a biologia é muito mais grave do que errar para uma fixação flexível demais.

Fatores que interferem na consolidação

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O quadro geral

O Campbell's Operative Orthopaedics, 15ª ed. (cap. 58, p. 2530 e 2531), agrupa os fatores em sistêmicos (idade, nutrição, hormônios, doenças, vitaminas, medicamentos), locais (gravidade, lesão neurovascular, perda óssea, interposição de partes moles), do tratamento (trauma cirúrgico, rigidez da fixação, distração excessiva) e complicações (infecção, estase venosa). A tabela 2.7 (cap. 2, p. 150), feita para a incorporação de enxertos, traz quase a mesma lista.

Tabagismo e nicotina

O Campbell (cap. 58, p. 2531) é categórico: o tabagismo é o fator mais notável que inibe a consolidação. Estudos clínicos e em animais mostram que fumar, ter fumado e usar tabaco sem fumaça atrasam significativamente a consolidação da fratura e da ferida e aumentam o risco de pseudartrose.

O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 30, p. 876 aprox.), explica o mecanismo, que é exatamente o que a banca pede. Estudos em animais sugerem que as propriedades vasoconstritoras da nicotina inibem a diferenciação dos tecidos e a resposta angiogênica normal nas fases iniciais da consolidação, e que a nicotina interfere diretamente na função dos osteoblastos. Amostras humanas mostram que o fumo reduz a expressão periosteal de BMP. Até o tabagismo prévio e o fumo passivo atrasam a consolidação.

Os números clínicos vêm da fratura exposta. No estudo de CASTILLO, fumantes com fratura exposta da tíbia tratada com haste tiveram 37% menos chance de consolidar e 3,7 vezes mais osteomielite (cap. 30). O capítulo 18 (p. 608 aprox.), com dados do LEAP ajustados para fatores de confusão, mostra que fumantes atuais e ex-fumantes tiveram, respectivamente, 37% e 32% menos chance de consolidar, e que um único cigarro reduz o fluxo sanguíneo da mão em até 42%.

Anti-inflamatórios

Os livros admitem a controvérsia. O Campbell (cap. 58, p. 2531) fala em dados conflitantes. No Rockwood (cap. 3, p. 73 aprox.), a COX-2 é necessária à ossificação endocondral: inibi-la dá calo menor, enquanto a intramembranosa não sofre e a COX-1 não interfere; inibidores da COX-2 usados contra ossificação heterotópica no quadril associam-se a mais pseudartrose. Mas, numa coorte de mais de 300.000 fraturas, o AINE não aumentou a pseudartrose, ao contrário dos opioides (cap. 2, p. 53 aprox.), e o uso curto perioperatório parece seguro.

Diabetes, idade, nutrição e infecção

O diabetes é a doença metabólica que mais pesa, pela prevalência. A hiperglicemia gera produtos finais de glicação avançada, espécies reativas de oxigênio e inflamação. Nos condrócitos, a desregulação do FOXO1 aumenta o TNF-alfa e o RANKL, com três efeitos: apoptose dos condrócitos, bloqueio dos osteoblastos e aumento dos osteoclastos. O calo fica mecanicamente pior, e os diabéticos com fratura do membro inferior têm mais consolidação viciosa, pseudartrose, infecção e reoperação (Rockwood, cap. 2, p. 52 aprox.).

A idade aumenta o tempo de consolidação. Os idosos têm resposta menos robusta, talvez por uma fase inflamatória prolongada, embora mantenham as vias celulares e moleculares necessárias (cap. 2, p. 52 aprox.). O capítulo 3 (p. 68 aprox.) dá o dado celular: as células mesenquimais caem de cerca de 1 em 10.000 células da medula no recém-nascido para 1 em 2.000.000 aos 80 anos, e as que restam respondem pior.

A desnutrição aumenta as complicações, mas suplementar acima do fisiológico não acelera a consolidação (Rockwood, cap. 2, p. 52 aprox.). A deficiência de vitamina D e a obesidade entram na lista de fatores sistêmicos, e muitos pacientes com pseudartrose sem explicação têm uma alteração endócrina (p. 53 aprox.).

A infecção, a radiação e a isquemia são as causas típicas da pseudartrose atrófica, que é falta de biologia (Rockwood, cap. 2, p. 53 aprox.); ossos de irrigação precária, como o escafoide, e fraturas expostas com lesão vascular têm mais risco, que chega a quase 50% quando osso e vaso se lesam juntos (cap. 3, p. 73 aprox.).

Fármacos para o osso

O bisfosfonato bloqueia o osteoclasto, mas iniciado cedo ou tarde após fratura transtrocantérica não mudou a consolidação; a teriparatida, anabólica quando intermitente, falhou no quadril; o romosozumabe não ajudou claramente (Rockwood, cap. 2, p. 52 aprox.).

Enxertos e substitutos: as três propriedades

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As definições

O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 3, p. 65 aprox.), lembra o que a consolidação exige: células e matriz viáveis, vascularização adequada, fatores de crescimento e algum grau de estabilidade. Enxertos e substitutos repõem parte disso, por três mecanismos.

A osteogênese é a capacidade de formar osso novo sem precisar de células de fora: exige células pluripotentes vivas, arcabouço e fatores. O autoenxerto é a melhor fonte isolada; aloenxerto com aspirado de medula é outra maneira de montar um material osteogênico. A osteoindução é o recrutamento, a proliferação e a diferenciação de células mesenquimais do hospedeiro em condroblastos e osteoblastos; a BMP foi o primeiro fator identificado, e FGF, PDGF e VEGF também participam. A osteocondução é o enxerto servindo de arcabouço que hospeda passivamente as células; todo enxerto com estrutura tem alguma osteocondução (Rockwood, cap. 3, p. 65 e 66 aprox.).

O Campbell's Operative Orthopaedics, 15ª ed., concorda: osteogênese são células que sobrevivem ao transplante e fazem osso; osteoindução é recrutar mesenquimais do hospedeiro que viram osteoblastos (cap. 2, p. 150.e2), ou, mais curto, a capacidade de induzir a produção de osteoblastos (cap. 58, p. 2531); osteocondução é o arcabouço que recebe vasos e osso.

Autoenxerto, aloenxerto e matriz desmineralizada

O autoenxerto é o padrão-ouro: tem as três propriedades, não exige processamento e não traz risco de rejeição nem de transmissão de doença (Rockwood, cap. 3, p. 66 aprox.). O esponjoso incorpora rápido, pela grande superfície e pelas muitas células; o cortical dá estrutura, mas incorpora devagar. O preço está na área doadora: complicações menores em 20,6% e maiores em 8,6%; a crista ilíaca anterior fornece 19 a 26 cc e a posterior 34 cc.

O aloenxerto (homólogo) vem de outro indivíduo, em geral de cadáver (Campbell, cap. 2, p. 150.e1). O processamento por liofilização ou irradiação deixa o material estéril, mas largamente só osteocondutor (Rockwood, cap. 3, p. 67 aprox.). Faltam osteoindução e osteogênese, há risco raro de transmissão e o processamento reduz a resistência. O Campbell confirma que o aloenxerto esponjoso mineralizado não é osteoindutor, mas é osteocondutor; o fresco congelado é mais forte que o liofilizado.

A matriz óssea desmineralizada (DBM) é um aloenxerto tratado por extração ácida, que retira a parte inorgânica e deixa as proteínas e os fatores. Ela retém alguma osteoindução, mas variável entre lotes e fabricantes, e perde toda a estrutura (Rockwood, cap. 3, p. 67 aprox.).

Substitutos sintéticos

Os substitutos sintéticos eliminam a morbidade da área doadora e o risco de transmissão, mas funcionam como arcabouço e não têm propriedades osteogênicas nem osteoindutoras (Rockwood, cap. 3, p. 67). Precisam ser reabsorvíveis, para que o hospedeiro os troque por osso.

O fosfato de cálcio tem três formas, que diferem na velocidade de reabsorção e na resistência. A hidroxiapatita é a mais lenta, ainda visível na radiografia mais de 10 anos depois. O fosfato tricálcico é reabsorvido em 6 a 18 meses. O cimento de fosfato de cálcio tem a maior resistência à compressão. No conjunto, o osso reabsorve o fosfato de cálcio entre 6 meses e 10 anos após o implante. A grande vantagem é a estabilidade estrutural imediata contra compressão: no planalto tibial, o ensaio de RUSSELL e LEIGHTON mostrou menos afundamento com o cimento do que com autoenxerto (p. 67).

O sulfato de cálcio, usado como osteocondutor desde 1892, é reabsorvido muito mais rápido, em 6 a 12 semanas; dá pouca estabilidade, e os autores do Rockwood o usam só como carreador de antibiótico (p. 67). O vidro bioativo aparece na eTabela 2.1 do Campbell (cap. 2, p. 150.e2) na coluna dos osteocondutores, ao lado do sulfato de cálcio, das cerâmicas, dos cimentos de fosfato de cálcio, do colágeno e dos polímeros sintéticos.

Estímulos biofísicos

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O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 3, p. 76 a 78 aprox.), revisa três estímulos físicos, todos com evidência de qualidade limitada.

A estimulação elétrica tem três formas: corrente direta (invasiva, com eletrodos), acoplamento capacitivo e campo eletromagnético pulsado (não invasivos). Uma metanálise de 15 ensaios com controle simulado mostrou redução de risco relativo de 35% e absoluto de 15% de pseudartrose, com número necessário para tratar de 7.

O ultrassom pulsado de baixa intensidade (LIPUS) parece aumentar os progenitores osteogênicos no foco. Em fraturas agudas, abreviou o tempo até a consolidação em 26%; em pseudartroses, a taxa agrupada foi de 82%, com as hipertróficas duas vezes mais propensas a consolidar que as atróficas. A revisão Cochrane, porém, encontrou pouca ou nenhuma diferença.

As ondas de choque extracorpóreas são um pulso sônico de alta pressão e curta duração, introduzido para o cálculo renal no início dos anos 1980. O capítulo 3 (p. 78) diz que elas parecem agir estimulando a osteogênese nas células do estroma da medula; o capítulo 30 (p. 892 aprox.) acrescenta que aumentam a diferenciação osteogênica das células mesenquimais, as propriedades biomecânicas do osso e a angiogênese. Os sucessos relatados vão de 60% a 85%, sobretudo nas hipertróficas (75,7% com uma aplicação numa série de 115), mas sem grupo controle; a terapia é segura e exige anestesia.

Avaliação clínica e radiográfica da consolidação

Relevância clínica

O Campbell's Operative Orthopaedics, 15ª ed. (cap. 58, p. 2529 e 2530), separa três critérios, e confundi-los é um erro clássico. A união clínica ocorre quando a rigidez e a resistência crescentes, dadas pela mineralização, tornam o foco estável e indolor. A união radiográfica existe quando as radiografias simples mostram trabéculas ou osso cortical cruzando o foco. E a cintilografia continua mostrando atividade aumentada muito depois da função indolor e da união radiográfica, porque a remodelação dura anos: cintilografia captante não significa fratura não consolidada.

O Rockwood and Green's Fractures in Adults, 10ª ed. (cap. 7), traz as escalas: o RUST, para a tíbia, e o RUSH, para o quadril, definem limiares que se correlacionam com a consolidação. Mas o mesmo capítulo avisa que a concordância entre observadores é muito ruim quando se decide a consolidação após fixação interna só pela imagem, e cita a tomossíntese digital como forma de avaliar o foco com menos radiação que a TC.

O AO (cap. 1.2, p. 13 e 14) dá os marcos clínicos: no calo mole (2 a 3 semanas) dor e edema diminuem e os fragmentos param de se mover livremente, ainda podendo angular; no calo duro (3 a 4 meses) estão firmemente unidos. No osso esponjoso e na estabilidade absoluta não se espera calo: o critério é ver o traço atravessado.

Fechamento

Fundamento

A consolidação recapitula o embrião. O hematoma hipóxico chama macrófagos e VEGF, e os progenitores do periósteo e do endósteo escolhem o caminho pelo strain: onde é estável, viram osteoblastos (intramembranosa); onde há movimento, condrócitos e calo mole (endocondral). O calo duro avança da periferia para o centro, e a remodelação, sob a lei de WOLFF, troca osso imaturo por lamelar. Com estabilidade absoluta, os cones de corte atravessam o foco e a consolidação é direta, lenta e sem calo.

As células têm origens que a prova cobra: osteoblasto mesenquimal, que deposita o osteoide (matriz orgânica ainda não mineralizada), osteócito sensor da carga e osteoclasto hematopoético, que escava as lacunas de HOWSHIP. A BMP é o protótipo da osteoindução; o TGF-beta baixo prediz pseudartrose; o sangue do calo vem das partes moles. Entre os inimigos, o tabagismo é o mais notável, porque a nicotina diminui a diferenciação dos tecidos e atinge o osteoblasto. Nos enxertos, só o autoenxerto tem as três propriedades; aloenxerto, fosfatos, sulfato e vidro bioativo são arcabouço.