A biomechanical comparison of matched four-strand and five-strand semitendinosus-gracilis grafts / Estudo biomecânico comparativo entre enxertos quádruplos e quíntuplos pareados de tendões dos músculos semitendíneo e grácil / Estudio biomecânico comparativo entre injertos de tendones semitendinoso e gracilis cuádruple e quíntuple

ABSTRACT Introduction: Recent studies have shown that the likelihood of semitendinosus-gracilis graft rupture is inversely correlated to its diameter. A graft can be prepared in a five-strand or four-strand fashion to increase its diameter. However, the biomechanical superiority of five-strand semitendinosus-gracilis grafts is still under debate. Objective: This study aimed to evaluate the biomechanical characteristics of matched four-strand and five-strand human semitendinosus-gracilis grafts. Methods: We evaluated semitendinosus-gracilis tendons harvested from ten fresh human male and female cadavers, aged 18-60 years. Four-strand or five-strand grafts were prepared with the tendons and fixed to wooden tunnels with interference screws. Each graft was submitted to axial traction at 20 mm/min until rupture; the tests were donor matched. Data were recorded in real time and included the analysis of the area, diameter, force, maximum deformation and stiffness of the grafts. Results: The diameter, area and tunnel size were significantly greater in the five-strand grafts than in the four-strand grafts. There were no significant differences in biomechanical properties. The area and diameter of the graft were positively correlated to stiffness, and inversely correlated to elasticity. There was no significant correlation between graft size and maximum force at failure, maximum deformation or maximum tension. Conclusion: Five-strand hamstring grafts have greater area, diameter and tunnel size than four-strand grafts. There were no significant differences in biomechanical properties. In this model using interference screw fixation, the increases in area and diameter were correlated with an increase in stiffness and a decrease in elasticity. Level of evidence V; biomechanical study.

RESUMEN Introducción: Estudios recientes demostraron que la probabilidad de ruptura de los injertos semitendinoso y gracilis (STG) durante el pos operatorio de reconstrucción de ligamento cruzado anterior (LCA) está inversamente correlacionada a su diámetro. Un injerto puede ser preparado para obtener cuatro o cinco hebras para aumentar su diámetro, pero la superioridad biomecanica de los injertos STG de cinco hebras aún se mantiene en discusión. Objetivo: Evaluar las características biomecánicas de los injertos STG de humanos de cuatro o cinco hebras por pares. Métodos: Fueron evaluados tendones STG de diez cadaveres masculinos y diez cadaveres femeninos frescos, entre los 18 y 60 años. Los injertos de cuatro y cinco hebras fueron fijados en túneles de madera con tornillos de interferencia. Cada injerto fue sometido a una tracción axial de 200mm/min hasta su ruptura; estos tendones fueron separados por pares de acuerdo con sus donadores. Los datos fueron registrados en tiempo real y incluyeron el análisis del área del injerto, diámetro, fuerza, deformación máxima y rigidez. Resultados: Los resultados sobre el diámetro, el área y el tamaño del túnel fueron significativamente mayores en los injertos de cinco hebras que en los de cuatro. No existieron diferencias significativas en las propiedades biomecánicas. El área y el diámetro del injerto fueron correlacionados positivamente con la rigidez e inversamente con la elasticidad. No existió correlación significativa entre el tamaño del injerto y la fuerza máxima al momento de la falla, Máxima deformación o máxima tensión. Conclusión: Los injertos de isquiotibiales de cinco hebras tienen una área, diámetro y tamaño de túnel más grande que los injertos de cuatro hebras. No hubieron diferencias biomecánicas significativas. Los aumentos de área y diámetro en este modelo con la fijación de tornillo de interferencia fueron correlacionados con aumento de en la rigidez y una disminución en la elasticidad. Nivel de evidencia V; estudio biomecánico.

RESUMO Introdução: Estudos recentes demonstraram que a probabilidade de ruptura do enxerto dos tendões do semitendíneo e do grácil (STG) é correlacionada inversamente com seu diâmetro. Um enxerto pode ser preparado de forma quádrupla ou quíntupla para se aumentar o diâmetro. No entanto, a superioridade biomecânica dos enxertos STG quíntuplos ainda está em debate. Objetivo: Este estudo teve como objetivo avaliar as características biomecânicas dos enxertos STG humanos quádruplos ou quíntuplos pareados. Métodos: Foram avaliados tendões STG retirados de dez cadáveres masculinos e femininos frescos, com idades entre 18 e 60 anos. Os enxertos quádruplos ou quíntuplos foram preparados com os tendões e fixados em túneis de madeira com parafusos de interferência. Cada enxerto foi submetido à tração axial a 20 mm/min. até a ruptura; os testes foram pareados de acordo com os doadores. Os dados foram registrados em tempo real e incluíram a análise de área, diâmetro, força, deformação máxima e rigidez dos enxertos. Resultados: O diâmetro, a área e o tamanho do túnel foram significativamente maiores nos enxertos quíntuplos do que nos enxertos quádruplos. Não houve diferenças significativas nas propriedades biomecânicas. A área e o diâmetro do enxerto foram correlacionados positivamente com a rigidez e inversamente com a elasticidade. Não houve correlação significativa entre o tamanho do enxerto e a força máxima na falha, deformação máxima ou tensão máxima. Conclusão: Os enxertos quíntuplos dos músculos isquiotibiais têm maior área, diâmetro e tamanho do túnel do que os enxertos quádruplos. Não houve diferenças significativas nas propriedades biomecânicas. Neste modelo de fixação com parafuso de interferência, aumentos da área e do diâmetro foram correlacionados com o aumento da rigidez e a diminuição na elasticidade. Nível de evidência V; Estudo Biomecânico.

Biometría del músculo grácil: pedículos vasculares e inervación en un grupo de individuos brasileños / Biometric characteristics of the gracilis muscle: vascular pedicles and innervation in a group of Brazilian individuals

El músculo grácil (MG) está ubicado en la cara medial del muslo, medial y posterior al aductor largo en su parte proximal. Se origina a nivel del pubis y se inserta en la cara medial de la tibia, en su parte superior. Como colgajo libre funcional ha sido uno de los injertos más utilizados en reconstrucciones diversas, tales como pene, perineo, vagina, pierna, plexo braquial, parálisis facial, lesiones rectales, entre otras. Basado en lo anterior, el objetivo de este estudio fue complementar la anatomía del MG tanto en sus dimensiones como en sus pedículos vasculares e inervación, estableciendo las relaciones biométricas existentes, contribuyendo a la anatomía quirúrgica, en su uso como injerto. Para ello, se utilizaron 30 miembros inferiores de 20 cadáveres de individuos adultos, brasileños, de sexo masculino, 14 derechos y 16 izquierdos; 17 fijados en formol y 13 en glicerina. Se dividió al muslo en 4 cuartiles enumerados de proximal a distal como C1,C2,C3 y C4. Se contabilizó el número de pedículos y se nombraron como pedículo principal (PP), pedículo menor 1 (Pm1), pedículo menor 2 (Pm2) y pedículo menor 3 (Pm3). La longitud media del GM fue de 42,25 cm ± 2,35 cm y su ancho promedio de 32,90 ± 4,86 mm. Con respecto a los pedículos vasculares se encontró un pedículo en 10/30 casos (33,3 %); un pedículo principal y uno menor en 10/30 (33,3 %); un pedículo principal y dos menores en 8/30 (26,7 %) y un pedículo principal y tres menores en 2/30 (6,7 %). Su inervación siempre procedió del ramo anterior del nervio obturador (RaNO). El punto motor se encontró a una distancia promedio de 7,94 mm proximal al ingreso del pedículo principal en el MG. Los registros biométricos están expresados en tablas. Los resultados obtenidos aportarán al conocimiento anatómico, pudiendo ser utilizados como soporte morfológico a los procedimientos quirúrgicos que involucren al músculo grácil.

The gracilis muscle (GM) is located in the medial aspect of the thigh, medial and posterior to the long adductor in its proximal part. It originates at the pubic level and is inserted in the medial face of the tibia, in its upper part. As a functional free flap, it has been one of the most co mmonly used grafts in various reconstructions, such as penis, perineum, vagina, leg, brachial plexus, facial paralysis, rectal lesions, among others. Based on the above, the objective of this study was to complement the anatomy of the GM both in its dimensions and in its vascular pedicles and innervation, establishing the existing biometric relationships, contributing to the surgical anatomy, in its use as a graft. For this, 30 lower limbs of 20 bodies of adult, Brazilian, male, 14 right and 16 left individuals were used; 17 fixed in formaldehyde and 13 in glycerin. The thigh was divided into 4 quartiles listed from proximal to distal such as C1, C2, C3 and C4. The number of pedicles was counted and they were named as principal pedicle (PP), minor pedicle 1 (mP1), minor pedicle 2 (mP2) and minor pedicle 3 (mP3). The average length of the GM was 42.25 cm ± 2.35 cm and its average width was 32.90 ± 4.86 mm. With respect to vascular pedicles, a pedicle was found in 10/30 cases (33.3 %); one PP and one mP in 10/30 (33.3 %); one PP and two mP in 8/30 (26.7 %) and one PP and three mP in 2/30 (6.7 %). Its innervation always came from the anterior branch of the obturator nerve (aBON). The motor point was found at an average distance of 7.94 mm proximal to the entry of the PP in the GM. Biometric records are expressed in tables. The results obtained will contribute to anatomical knowledge, and can be used as morphological support for surgical procedures that involve the GM.

Demonstration of intramuscular artery and nerve distribution in the same whole mount gracilis muscle by different colors / Demostración de la distribución intramuscular de la arteria y nervio del músculo grácil mediante diferentes colores

The goal of this study was to describe the intramuscular artery and nerve distribution in detail by different colors in the same whole mount gracilis muscle. Red latex injection into the external iliac artery was performed on 14 fresh human cadavers. Two weeks later, 28 gracilis muscles were harvested from the cadavers and during this course the number of the arterial pedicle of each specimen was counted. Then, the muscle specimens were fixed in 10 % formalin 4 weeks for fixation and Sihler's staining procedures was performed on each muscle specimens. After all of the procedures, the gracilis muscle appeared almost transparent, and the extra- and intramuscular artery and nerve branches, even the terminals, were clearly demonstrated in red and dark blue separately. Two of the 28 specimens were supplied by a single main arterial pedicle alone, 14 specimens by a main arterial pedicle and an accessory pedicle, 8 specimens by a main pedicle and 2 accessory pedicles, while 4 specimens by a main arterial pedicle and 3 accessory pedicles. Although the number of the arterial pedicles was inconsistent, the intramuscular artery branches anastomosed with each other and formed a whole arterial system in all specimens. The nerve innervating the gracilis muscle divided into two or three major branches, which directed distally and innervated the distal two thirds of the muscle, while running longitudinally and parallel to the muscle fibers. We found the innervation pattern was remarkably consistent from specimen to specimen. This study provided very detailed and useful information for anatomists, physiologists and reconstructive surgeons. Furthermore, we here also provided a new method to demonstrate the intramuscular artery and nerve distribution in the same whole mount muscle by different colors for other researchers to refer to.

El objetivo de este estudio fue describir en detalle la distribución intramuscular de la arteria y el nervio del músculo grácil por diferentes colores en un solo montaje. Se realizó inyección de látex rojo en la arteria ilíaca externa en 14 cadáveres humanos frescos. Dos semanas más tarde se retiraron 28 músculos grácil de los cadáveres y se realizó un conteo del número de pedículos arteriales de cada muestra. Las muestras de músculo se fijaron en formalina al 10 % durante 4 semanas para los procedimientos de tinción de Sihler. Al término de todos los procedimientos, el músculo grácil parecía casi transparente, y las ramas extra e intramusculares de las arterias y los nervios, incluso los terminales, se observaron en azul y rojo oscuro por separado. Dos de los 28 especímenes presentaron por pedículo arterial principal único, 14 muestras un pedículo arterial principal y un pedículo accesorio, 8 de las muestras un pedículo principal y dos pedículos accesorios, mientras que 4 muestras un pedículo arterial principal y tres pedículos accesorios. Aunque el número de los pedículos arteriales era inconsistente, las ramas de la arteria intramuscular se anastomosaban entre sí y formaban un sistema arterial conjunto en todos los especímenes. El nervio que inerva el músculo grácil se encontró dividido en dos o tres ramos principales, dirigidos distalmente e inervaron los dos tercios distales del músculo, mientras que otro discurre longitudinalmente y en paralelo a las fibras musculares. Encontramos que el patrón de inervación fue notablemente consistente de un espécimen a otro. Este estudio proporciona información muy detallada y útil para los anatomistas, fisiólogos y cirujanos. Además, también se proporcionó un método innovador para demostrar la distribución intramuscular de la arteria y el nervio en un mismo músculo, entero, y con diferentes colores.