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Anhanguera Educacional Ltda. Correspondência/Contato Alameda Maria Tereza, 2000 Valinhos, SP - CEP 13278-181 [email protected] [email protected] Coordenação Instituto de Pesquisas Aplicadas e Desenvolvimento Educacional - IPADE
Trabalho realizado com o incentivo e fomento da Anhanguera Educacional
Tatiana Ranieri
Professora Orientadora: Ms. Karina Medici Madureira
Curso: Medicina Veterinária
CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA - UNIDADE LEME
Trabalho apresentado no 9º Congresso Nacional de Iniciação Científica - CONIC.
Trabalho apresentado no Evento Interno de Iniciação Científica - 2009.
ENSAIO BIOMECÂNICO PARA O ESQUELETO APENDICULAR DO EQUINO
ANUÁRIO DA PRODUÇÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DISCENTE
Vol. XII, Nº. 15, Ano 2009
RESUMO
O modelo experimental construído com ossos do esqueleto apendicular do equino tem como desafio reproduzir os movimentos articulares reais. Estudos como anatomia, cinesiologia, biomecânica, fisiologia, física e ortopedia podem ser realizados com o auxílio dessa estrutura de maneira atrativa e didática. O cavalo é um animal de referência em anatomia veterinária e também por esse motivo, ossos do seu esqueleto foram os escolhidos para esse ensaio. Os ossos foram fotografados durante todo o processo de confecção, ou seja, a dissecação, limpeza, processos de pintura e montagem dos membros torácico e pélvico. As origens e inserções dos músculos esqueléticos foram pintadas em cores distintas e o nome de cada um deles foi escrito próximo à fixação. Com a finalização do ensaio, é possível visualizar todos os músculos do aparelho locomotor sem que esses estejam presentes. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que o esqueleto poderá ser utilizado em aulas ou pesquisas diversas ou como instrumento de conhecimento do aparelho locomotor.
Palavras-Chave: articulação; biomecânica; equino; esqueleto; locomotor.
19 Publicação: 3 de fevereiro de 2011
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1. INTRODUÇÃO
Os cinesiologistas estudam os movimentos articulares e as cadeias dos mesmos, que
requerem uma terminologia exata para descrevê-los, segundo explicaram os autores
Rasch e Burke (1973).
De acordo com Kapandji (2000), as superfícies articulares integram um jogo
mecânico que seria no todo impossível de se reproduzir industrialmente, quando a técnica
é comparada à utilização de modelos biológicos. Por esse motivo, a idéia de confeccionar
um modelo ósseo com mobilidade real, que respeitasse as superfícies articulares e graus
de movimentos, tornou-se um desafio. A Biomecânica foi definida por Yamaguchi (2001)
como a ciência que estuda as forças e seus efeitos sobre as estruturas e materiais
biológicos, é a ciência das estruturas que evoluem que podem se modificar em função das
necessidades. A anatomia funcional é viva e por consequência móvel, o que a diferencia
da mecânica industrial (KAPANDJI, 2000).
O ensaio biomecânico proposto foi realizado com o esqueleto apendicular do
equino, que é dividido em apendicular torácico e apendicular pélvico, não apenas por ser
esse um animal de grande estima entre os humanos, mas também por ser referência em
anatomia veterinária.
O esqueleto apendicular torácico é composto por ossos de morfologia variada
quanto às suas dimensões. Ossos longos, curtos, planos, irregulares e sesamóides podem
ser observados. A escápula, o úmero, rádio, ulna, ossos do carpo, metacarpos, sesamóides
e falanges formam o membro torácico. A escápula é considerada a raiz do membro,
definida como a sua porção proximal (GETTY, 1986). O esqueleto apendicular pélvico é
composto por ossos de morfologia semelhante. O coxal (ílio, ísquio e púbis), o fêmur, a
tíbia, a fíbula, a patela, os ossos do tarso, os metatarsianos, os sesamóides e as falanges
compõem o esqueleto apendicular pélvico, tendo o coxal como sua raiz.
A realização dos movimentos articulares e suas forças só é possível pela perfeita
localização dos músculos que movimentam tais estruturas. Como definiu Getty (1986),
uma articulação é a união de dois ou mais ossos ou cartilagens por um outro tecido,
normalmente chamados de ligamentos. Estudos como anatomia, cinesiologia,
biomecânica, engenharia, física, fisiologia, performance, projetos de cirurgias,
ferrageamento, processo de envelhecimento e ortopedia em geral podem ser feitos com o
auxílio dessa estrutura.
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2. OBJETIVO
O objetivo deste trabalho foi possibilitar a visualização e o isolamento de cada um dos
músculos esqueléticos, através da identificação de suas origens e inserções, para entender
a função dos ligamentos e desses músculos em cada movimento articular. A idéia foi fazer
com que as articulações entre esses ossos aconteçam por falsos ligamentos que,
obedecendo a sua posição anatômica original, permitam o movimento articular real.
3. METODOLOGIA
Para a realização do ensaio biomecânico, vários materiais foram necessários, a fim de que
o esqueleto pudesse ser montado e fixado de forma adequada. A relação dos materiais
encontra-se abaixo:
3.1. Materiais
• Ossos do esqueleto apendicular torácico e pélvico da espécie equina.
• Instrumentos cirúrgicos para dissecação.
• Tinta colorida (esmalte de unha verde, roxo e amarelo).
• Pincel do esmalte.
• Cordões de algodão de diferentes texturas e espessuras.
• Linha de cetim para bordado.
• Parafusos, argolinhas e ferragens variadas.
• Material de pintura (solventes: acetona e verniz).
• Suportes para os ossos.
• Furadeira (Chave do mandril).
• Brocas para perfuração dos ossos (vídea).
• Buchas plásticas (nº 4, 6 e 8)
• Caneta de retroprojetor preta (ponta fina).
• Cola (quente e adesiva de contato).
• Lápis grafite nº2.
• Borracha para grafite mole.
3.2. Metodologia
Nos ossos do esqueleto apendicular do equino, as origens e inserções dos músculos
esqueléticos foram identificadas, marcadas a lápis grafite nº2 e pintadas com esmalte de
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acordo com a bibliografia consultada (GETTY, 1986). O uso de cores distintas foi
necessário, para localizar o que é origem (verde) e o que é inserção (roxo), visando a
facilitar o entendimento das alavancas ou articulações, através da associação dos
acidentes anatômicos com as origens e inserções musculares. Estabeleceu-se pela Nomina
Anatômica Veterinária (1994) que a origem do músculo é proximal em relação à sua
inserção. Getty (1986) definiu como proximal ou origem a fixação do músculo, que
permanece estacionária durante o movimento, fato que foi reconsiderado por Rasch e
Burke (1973), quando o movimento não ocorre a partir da posição anatômica. As
alavancas nos seres vivos são realizadas pela articulação dos ossos através da força,
velocidade ou potência dos músculos esqueléticos. São mecanismos extremamente
importantes para o entendimento dos movimentos. As articulações encontradas no
esqueleto apendicular de um equino são em sua maioria sinoviais (com cápsula articular),
possuem eixos de movimento que variam de zero a três, sendo que as articulações não
sinoviais podem ser encontradas nos espaços interósseos ligando rádio e ulna no membro
torácico e ligando tíbia e fíbula no membro pélvico (GETTY, 1986).
O diferencial dessa montagem está justamente nas articulações. Os ligamentos
entre os ossos exibem papel fundamental para o seu movimento, como citou Kapandji
(2000), portanto é imprescindível para o êxito do modelo que esses também sejam
colocados de acordo com a bibliografia na sua origem e inserção. Foram instalados com o
auxilio de furadeira, parafusos com tamanhos e espessuras variados, arruelas para
melhorar a fixação e cola quente, necessária para a aderência da bucha plástica devido ao
risco eminente de lascar os ossos pela alta porosidade após a mineralização.
Os ossos dos membros torácico e pélvico foram fotografados nas inúmeras fases
de construção desse modelo.
Além das origens e inserções pintadas, os ossos abrigaram pequenas argolas em
pontos estrategicamente definidos (bainhas tendíneas) para servir de apoio aos cordões de
algodão que funcionam como os músculos, bem como os ligamentos maleáveis
confeccionados com linha. Essas estruturas também foram fixadas com furadeira e bucha
plástica. Os parafusos colocados nos pontos de inserção dos ligamentos formam um tear
para que a linha de cetim foram amarrados e trançados de acordo com a posição desse
ligamento. Os pontos de uma técnica de bordado chamada Macramé foram utilizados
para conferir maior resistência e durabilidade a essas estruturas. Um cordão de algodão
foi fixado por parafuso na origem de um determinado músculo, como o Bíceps braquial, e
a outra extremidade do cordão atravessou as articulações adjacentes, o ombro e o
cotovelo, e fixou-se na sua inserção (tuberosidade do rádio) por outro parafuso. Quando
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esse cordão é puxado ou enrolado, simula a contração isotônica concêntrica do bíceps, a
contração de encurtamento (RASCH; BURKE, 1973), fazendo com que o cotovelo e o
ombro se movam, provocando a flexão do ombro e a flexão do cotovelo. A flexão do
cotovelo é a ação muscular desejada e a flexão do ombro a ação indesejada. Como o
Tríceps braquial realiza os movimentos antagônicos aos do Bíceps braquial, será um
sinergista concorrente da ação dada (RASCH; BURKE, 1973). Fazendo a extensão do
ombro, o Tríceps braquial compete com a ação de flexão promovida pelo Bíceps, tornando
esses movimentos nulos. Só a flexão do cotovelo acontece.
Esse sistema de fixação e os cordões permitem que qualquer músculo do
esqueleto apendicular se movimente de forma aleatória ou pretendida. Inúmeras
possibilidades de movimento e combinações podem ser testadas.
4. DESENVOLVIMENTO
Os ossos do esqueleto apendicular torácico e pélvico de um equino foram
disponibilizados após morte natural de uma fêmea em uma fazenda nas proximidades da
cidade de Leme.
As origens e inserções musculares que estavam preservadas foram fotografadas
em detalhes bem como os ligamentos e suas posições. Esse material foi de extrema
relevância para o êxito do modelo uma vez que muitas dessas descrições são imprecisas
na bibliografia existente. A dissecação serviu para evidenciar as descrições feitas por
Getty (1986), deixando a pintura das fixações musculares e os ligamentos muito próximos
da realidade.
Após hidratação dos ossos e tecidos em água da torneira, uma breve limpeza foi
realizada com o auxílio de bisturi, tesouras e algumas pinças cirúrgicas. Os ossos foram
separados, fotografados e identificados de acordo com sua localização (anterior e
posterior; direita e esquerda). O membro torácico direito foi separado do esquerdo e os
membros pélvicos também foram isolados entre si. Utilizamos um freezer para
manutenção das estruturas e a dissecação ocorreu com muita cautela. Cada membro foi
dissecado separadamente e a comparação de suas estruturas (lado direito e lado
esquerdo) trouxe surpresas, como o dano em um dos sesamóides do membro torácico
esquerdo, que implicou numa maior área de inserção da musculatura no carpo acessório
do mesmo lado. Confirma-se então com esta informação, que a alteração das estruturas
ocorre de acordo com as necessidades funcionais. O lado esquerdo foi escolhido para a
montagem do esqueleto, pois há muitos anos o manejo desse animal acontece pela
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esquerda. Uma segunda limpeza realizada nesses ossos retirou todo tecido mole. O
processo de mineralização foi o mais demorado. Optou-se pela secagem natural dos ossos
no tempo, pela possibilidade de preservação da tonalidade e textura, conferindo uma
beleza incomparável se os considerarmos quando fervidos.
Com um lápis grafite, todas as origens e inserções foram marcadas em cada um
dos ossos de acordo com o Getty (1986), e com as fotografias tiradas no momento da
dissecação. Cada posição muscular foi observada detalhadamente, definindo-se o melhor
local para a inscrição do nome do músculo em questão, com uma caneta de retroprojetor.
A posição do osso foi respeitada e todos os nomes dos músculos foram escritos na mesma
posição (da porção distal do osso para a proximal), o que facilita em muito a sua leitura e
identificação sem precisar movê-lo em outros graus. Após outras conferências
relacionadas à bibliografia, cada um dos ossos do esqueleto apendicular foi pintado com
esmalte de unha colorido. Essa tinta foi escolhida por sua versatilidade. Entre as outras
testadas, foi a que melhor atendeu aos requisitos como o tempo de secagem, a
durabilidade, a solubilidade, a facilidade de manipulação, disponibilidade de reposição e
manutenção, solvente não restrito e o baixo valor comercial. Utilizou-se a cor verde para
as origens musculares e a cor roxa para as inserções.
Com uma furadeira doméstica comum, os pontos e fixação dos ligamentos foram
abertos e buchas plásticas com cola quente puderam ser inseridas nessas aberturas. Uma
camada de verniz em spray foi depositada para maior durabilidade das cores. O membro
torácico foi o primeiro a ser montado. Após a fixação dos parafusos nos respectivos
pontos dos ligamentos, uma aproximação dos ossos foi realizada com auxilio de barbante
comum. A posição articular foi definida e deu-se início à confecção dos ligamentos. Esse
material utilizado nos ligamentos ainda pode ser desenvolvido e idéias novas para essas
fixações surgem a todo o momento. Inúmeros métodos foram testados durante esse ensaio
e sem dúvidas o que promoveu o melhor aproveitamento foi utilizado.
Alguns ligamentos, como os cruzados anterior e posterior do joelho, também
mantiveram suas posições e formas, mesmo que a metodologia não tenha alcançado a
eficiência mecânica. A fixação dos cordões é livre e pode ser utilizada da maneira
pretendida pelo manipulador do esqueleto. Além dos cordões inseridos, ainda há a
possibilidade de se amarrar outros cordões em outras origens com suas inserções e variar
ainda mais a utilização desse instrumento.
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5. RESULTADOS
Os resultados da presente pesquisa, por se tratar de um modelo extremamente prático,
serão apresentados em forma de imagens explicativas.
Figura 1 – Meniscos do joelho esquerdo: menisco medial (A) menisco lateral (B).
Figura 2 – Fêmur equino, A: inserção do músculo gastrocnêmio, indicado pela cor verde.
A
Figura 3 – Úmero esquerdo, indicando as origens (verde) e inserções (roxa).
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Figura 4 – Cotovelo esquerdo, indicando a fixação
(linha e parafusos) onde estaria o ligamento. Figura 5 – Cotovelo esquerdo, vista frontal,
indicando a posição do ligamento.
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O projeto apresenta grande relevância didática, pois fornecerá aos estudantes subsídios
ilustrativos em terceira dimensão, facilitando o entendimento e a aprendizagem dos
ossos, músculos e articulações que compõem o esqueleto do equino. Além disso, o modelo
promoverá a opção de treinamentos de diferentes técnicas cirúrgicas, quando se tratar de
afecções localizadas no aparelho locomotor, com grande incidência em animais da espécie
eqüina.
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