Study of the effect of pulsed electric field on bone healing in rats tibia

O conceito de que estimulação elétrica promove o reparo de fraturas tem uma longa história, datada de 1812. O mecanismo pelo qual estimulação elétrica promove a osteogênese ainda é assunto de especulação científica, entretanto esse método não farmacológico, utilizado no presente trabalho, já mostrou efeitos positivos na promoção e estímulo da osteogênese. O presente trabalho objetivou analisar a influência da aplicação de campo elétrico pulsado nas características histológicas e propriedades mecânicas do tecido ósseo em osteotomias experimentais realizadas em tíbias de ratos. Foram utilizados 52 ratos com fraturas cirúrgicas unilaterais do terço médio da tíbia, sem lesão dos músculos e do periósteo. Os animais foram divididos em dois grupos: grupo controle, que não recebeu estimulação e grupo tratado com campo elétrico. Esses foram divididos em dois subgrupos: animais sacrificados no 19º pós-operatório e animais sacrificados no 27º pós-operatório. O membro fraturado foi tratado com campo elétrico pulsado com freqüência fundamental de 1,5 MHz e 200 \'mü\'s de largura de pulso, em sessões diárias de 20 minutos. Realizou-se radiografia desse membro no dia da cirurgia e do sacrifício. Após o tratamento sacrificaram-se os ratos e extraíram-se suas tíbias para a obtenção de material para a análise morfométrica e ensaio mecânico de flexão. Os ensaios biomecânicos revelaram que houve diferença significativa entre as médias dos grupos tratado 18 e 12 dias somente para a tensão, sendo esta maior para o grupo tratado 18 dias, para as demais propriedades mecânicas analisadas não houve diferença significativa. A análise morfométrica determinou que a relação entre os grupos controle 18 dias com tratado 18 dias bem como entre os grupos tratado 12 dias e tratado 18 dias das médias das áreas de osso formado apresentaram diferenças estatisticamente significantes. Esses resultados sugerem que existe um incremento na síntese de matriz orgânica no grupo tratado, não acompanhado linearmente pela síntese mineral. A diferença estatisticamente significativa nas tensões de ruptura, por outro lado, sugere que o aumento no grau de mineralização encontra-se em curso.The concept that electrical stimulation promotes the repair of fractures has a long history, dated of 1812. The mechanism for which electrical stimulation promotes osteogenesis is still subject of scientific speculation, however that method non-pharmacological, used in the present work has already showed positive effects in the promotion and incentive of osteogenesis. The present work objectified to analyze the influence of the application of electric field pulsed in the histological characteristic and mechanical properties of the bone tissue in experimental osteotomy accomplished in tibias of rats. 52 rats were used with unilateral surgical fractures of the medium third of the tibia, without lesion of the muscles and of the periosteum. The animals were divided in two groups: group control, that didn\'t receive stimulation and treated group with electric field. These were divided in two subgroups: animals sacrificed in the 19th after operation and animals sacrificed in the 27th after operation. The fracture member was treated with electric field pulsed with fundamental frequency of 1,5 MHz and 200 \'mü\'s of pulse width, in daily sessions of 20 minutes. The x-ray of that member took place in the day of the surgery and of the sacrifice. After the treatment the rats were sacrificed and their tibias were extracted for the material obtaining for analysis morfometric and mechanical rehearsal of flexion. The mechanical rehearsals revealed that there was only significant difference among the averages of the treated groups 18 and 12 days for the tension, the treated group 18 days had a larger tension, for the other analyzed mechanical properties there was not significant difference. The averages of the moment of inertia and area went significantly larger for the treated group 18 days compared with the respective averages of the control group controls. The treated group 12 days presented averages significantly larger when compared to the properties: moment of inertia, neutral line and area with the control group 12 days. These results suggest that an increment exists in the synthesis of organic matrix in the treated group, not accompanied lineally by the mineral synthesis. The difference significant statistic in the rupture tensions, on the other hand, suggests that the increase in the mineralization degree meets in course