Engenharia de Tecidos
Propriedades 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
Propriedades físicas da pele


Diferem dependendo da
localização
Diferem com a idade
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
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
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
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

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

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
Propriedades físicas da pele




Propriedades viscoelásticas
Propriedades tensionais
Propriedades de extensibilidade
Variações direccionais
Propriedades viscoelásticas


“Creep”
“Stress relaxation”
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)
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
Propriedades viscoelásticas

“Stress relaxation” e “creep”
O factor tempo é importante
 A não valorização do factor tempo leva a
discordâncias de conceitos

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
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
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

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
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

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 préesternal (cicatrizes hipertróficas quase inevitáveis)

Propriedades tensionais

São presumivelmente resultado de função da
rede elástica (fibras elásticas)


Em algumas áreas a gravidade assume relevância


As fibras de colagénio não têm capacidade de
retracção
P.e. peso de mamas contribuindo para cicatrizes
alargadas no ombro
Existem outros factores, nomeadamente
individuais, impredictíveis
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

Efeito da tensão na pele




“stretching”
Expansão
Roptura
Descoloração
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”

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

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)
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)
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
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
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
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
Variações direccionais das
propriedades da pele

Karl Langer (1819-1884)

Tiras de pele retiradas de cadáver contraíamse 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)
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?)
Variações direccionais das
propriedades da pele

Karl Langer (1819-1884)

Linhas de clivagem e
linhas de tensão

São idênticas

Experiência com incisões
circulares
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
Com a idade a laxidão
substitui a tensão da pele
Características da pele
Características da pele
Aumento de produção de pele
Crescimento
 Gravidez
 Desenvolvimento mamário
 Obesidade
 Utilização de expansores

Expansão tissular
 Situações
fisiológicas
 Gravidez
 Crescimento
 Situações
patológicas
 Tumores
 Obesidade
 Sociedades
mórbida
primitivas
Expansão tissular
 Não
se encontra limitado à fase de
crescimento
 Sujeito
a estímulos não genéticos
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

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
Expansão tissular
 Nervos
 Sem
- estudos morfológicos e funcionais
perda significativa de função
 Alongamentos podem atingir 100%
 Edema do endonervo com afastamento dos axónios
 Desmielinização focal
 Conservação do citoesqueleto
Expansão tissular
 Fisiopatologia
- Conceitos clássicos (Gibson)
 ‘Extensibilidade
inerente’
 “Mechanical Creep”
 “Biological creep”
Expansão tissular
 Fisiopatologia
 Conceito
de “Mechanical creep” é contestado
Deslocação de fluídos
 Recrutamento de tecidos vizinhos

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

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
Expansoterapia
Dimensões do expansor
d/2
a
b
h
r
A = axb
A=
r2
A = rh
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
Expansoterapia
 Dimensões
 Factores
do expansor
de erro a considerar:
Vértices arredondados dos expansores
 Depressão dos tecidos abaixo do expansor
 Efeito de ponte nos ângulos rectos

Expansoterapia
 Dimensões
do expansor
Ângulos arredondados
Deformação em ponte
Plano ósseo
Plano mole
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
Expansão tissular
 Enchimento
 Período
do expansor
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
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)

Expansão tissular
 Enchimento
do expansor
 II. Enchimento contínuo
 1.
Fluxo constante
 2. Pressão de enchimento constante
(experimental)
 3. Controlada por doente (“Full load”)
Expansão tissular
 Enchimento
 Expansão
do expansor
intraoperatória
Expansões cíclicas e curtas (minutos)
 Parece depender de recrutamento de tecidos vizinhos
 Pode complementar expansão lenta

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

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

Expansão tissular
Elastómero
Ganchos
Ganchos