High-impact exercise in rats prior to and during suspension can prevent bone loss

High-impact exercise has been considered an important method for treating bone loss in osteopenic experimental models. In this study, we investigated the effects of osteopenia caused by inactivity in femora and tibiae of rats subjected to jump training using the rat tail suspension model. Eight-week-old female Wistar rats were divided into five groups (n=10 each group): jump training for 2 weeks before suspension and training during 3 weeks of suspension; jump training for 2 weeks before suspension; jump training only during suspension; suspension without any training; and a control group. The exercise protocol consisted of 20 jumps/day, 5 days/week, with a jump height of 40 cm. The bone mineral density of the femora and tibiae was measured by double energy X-ray absorptiometry and the same bones were evaluated by mechanical tests. Bone microarchitecture was evaluated by scanning electron microscopy. One-way ANOVA was used to compare groups. Significance was determined as P<0.05. Regarding bone mineral density, mechanical properties and bone microarchitecture, the beneficial effects were greater in the bones of animals subjected to pre-suspension training and subsequently to training during suspension, compared with the bones of animals subjected to pre-suspension training or to training during suspension. Our results indicate that a period of high impact exercise prior to tail suspension in rats can prevent the installation of osteopenia if there is also training during the tail suspension.

Pamidronate for the treatment of osteoporosis secondary to chronic cholestatic liver disease in Wistar rats

Osteoporosis is a major complication of chronic cholestatic liver disease (CCLD). We evaluated the efficacy of using disodium pamidronate (1.0 mg/kg body weight) for the prevention (Pr) or treatment (Tr) of cholestasis-induced osteoporosis in male Wistar rats: sham-operated (Sham = 12); bile duct-ligated (Bi = 15); bile duct-ligated animals previously treated with pamidronate before and 1 month after surgery (Pr = 9); bile duct-ligated animals treated with pamidronate 1 month after surgery (Tr = 9). Rats were sacrificed 8 weeks after surgery. Immunohistochemical expression of IGF-I and GH receptor was determined in the proximal growth plate cartilage of the left tibia. Histomorphometric analysis was performed in the right tibia and the right femur was used for biomechanical analysis. Bone material volume over tissue volume (BV/TV) was significantly affected by CCLD (Sham = 18.1 ± 3.2 vs Bi = 10.6 ± 2.2%) and pamidronate successfully increased bone volume. However, pamidronate administered in a preventive regimen presented no additional benefit on bone volume compared to secondary treatment (BV/TV: Pr = 39.4 ± 12.0; Tr = 41.2 ± 12.7%). Moreover, the force on the momentum of fracture was significantly reduced in Pr rats (Sham = 116.6 ± 23.0; Bi = 94.6 ± 33.8; Pr = 82.9 ± 22.8; Tr = 92.5 ± 29.5 N; P < 0.05, Sham vs Pr). Thus, CCLD had a significant impact on bone histomorphometric parameters and pamidronate was highly effective in increasing bone mass in CCLD; however, preventive therapy with pamidronate has no advantage regarding bone fragility.

Biomechanics and structural adaptations of the rat femur after hindlimb suspension and treadmill running

We microscopically and mechanically evaluated the femurs of rats subjected to hindlimb unloading (tail suspension) followed by treadmill training. Female Wistar rats were randomly divided into five groups containing 12-14 rats: control I (118 days old), control II (139 days old), suspended (tail suspension for 28 days), suspended-released (released for 21 days after 28 days of suspension), and suspended-trained (trained for 21 days after 28 days of suspension). We measured bone resistance by bending-compression mechanical tests of the entire proximal half of the femur and three-point bending tests of diaphyseal cortical bone. We determined bone microstructure by tetracycline labeling of trabecular and cortical bone. We found that tail suspension weakened bone (ultimate load = 86.3 ± 13.5 N, tenacity modulus = 0.027 ± 0.011 MPa·m vs ultimate load = 101.5 ± 10.5 N, tenacity modulus = 0.019 ± 0.006 MPa·m in control I animals). The tenacity modulus for suspended and released animals was 0.023 ± 0.010 MPa·m vs 0.046 ± 0.018 MPa·m for trained animals and 0.035 ± 0.010 MPa·m for control animals. These data indicate that normal activity and training resulted in recovered bone resistance, but suspended-released rats presented femoral head flattening and earlier closure of the growth plate. Microscopically, we found that suspension inhibited new bone subperiosteal and endosteal formation. The bone disuse atrophy secondary to hypoactivity in rats can be reversed by an early regime of exercising, which is more advantageous than ordinary cage activities alone.

Efeitos do ultra-som terapêutico nas propriedades mecânicas do músculo esquelético após contusão / Effects of therapeutic ultrasound on the mechanical properties of skeletal muscles after contusion

CONTEXTUALIZAÇÃO: O ultra-som terapêutico (UST) é um recurso comumente aplicado na aceleração do reparo tecidual de lesões musculares. A absorção das ondas ultra-sônicas é determinada pela freqüência e pela intensidade, sendo que, em uma mesma intensidade, a profundidade atingida por 1MHz é maior quando comparada a 3MHz. OBJETIVO: Analisar o comportamento das propriedades mecânicas de músculos submetidos à lesão aguda por impacto e tratados com UST, utilizando as freqüências de 1 e 3MHz. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram utilizadas 40 ratas Wistar (200,1±17,8g), divididas em quatro grupos: (1) controle; (2) lesão muscular sem tratamento; (3) lesão muscular tratada com UST de freqüência 1MHz (0,5W/cm²) e (4) lesão muscular tratada com UST de freqüência 3MHz (0,5W/cm²). A lesão foi provocada no músculo gastrocnêmio por mecanismo de impacto. O tratamento foi de cinco minutos diários durante seis dias consecutivos. Os músculos foram submetidos a ensaios mecânicos de tração em uma máquina universal de ensaios. RESULTADOS: As médias e desvios-padrão das propriedades mecânicas dos grupos lesionados e tratados com UST foram significativamente maiores quando comparadas ao grupo lesionado sem tratamento (p<0,05). Em destaque, a propriedade de rigidez que, com a aplicação do UST, teve acréscimo de aproximadamente 38 por cento. CONCLUSÕES: A intervenção, por meio do UST, promoveu aumento das propriedades mecânicas nos músculos lesionados aproximando-as do grupo controle. Entretanto, não foi observada diferença significativa entre as propriedades mecânicas dos grupos tratados com ultra-som de freqüências 1MHz e 3MHz.

BACKGROUND: Therapeutic ultrasound is a resource commonly applied to speed up tissue repair in muscle injuries. The absorption of the ultrasound waves is determined by their frequency and intensity. For a given intensity, the depth reached by 1MHz is greater than the depth reached by 3MHz. OBJECTIVE: To analyze the mechanical properties of muscles subjected to acute impact injury treated with therapeutic ultrasound at the frequencies of 1 and 3MHz. METHODS: Forty female Wistar rats (200.1±17.8g) were used, divided into four groups: (1) control; (2) muscle injury without treatment; (3) muscle injury treated with therapeutic ultrasound at the frequency of 1MHz (0.5W/cm²); and (4) muscle injury treated with therapeutic ultrasound at the frequency of 3MHz (0.5W/cm²). The injury was produced in the gastrocnemius muscle by means of an impact mechanism. The treatment consisted of a single five-minute session per day, for six consecutive days. The muscles were subjected to mechanical traction tests in a universal test machine. RESULTS: Means and standard deviations for the mechanical properties of the injured groups that received therapeutic ultrasound were significantly greater than those of the injured group without treatment (p<0.05). The property of stiffness should be highlighted: the application of therapeutic ultrasound increased muscle stiffness by approximately 38 percent. CONCLUSIONS: Therapeutic ultrasound increased the mechanical properties of the injured muscles, and brought them to a level close to the control group. However, no significant difference in mechanical properties was observed between the groups treated with ultrasound at the frequencies of 1MHz and 3MHz.

Influência da imobilização gessada nas propriedades biomecânicas do músculo gastrocnêmio / Influence of immobilization on the biomechanical properties of the gastrocnemius muscle

The study of the effects of the immobilization on the muscular tissue is a very important issue and the measurement of the biomechanics properties provides relevant knowledgement about adaptations occurred from functional demands...

Análise biomecânica do músculo gastrocnêmio de ratas submetidas à natação e ao sedentarismo / Biomechanical analysis of gastrocnemius muscle of rats submitted to swimming and sedentary lifestyle

The purpose of this study was to investigate the influence of physical training and sedentarism on the mechanical properties of striated muscle...

Açäo do ultra-son terapêutico sobre a vascularizaçäo pós-lesäo muscular experimental em coelhos / Action of therapeutic ultrasound on the experimental muscular post-injury vascularization in rabbits

Foi analisado o efeito da aplicaçäo do ultra-som terapêutico na vascularizaçäo do músculo após ser provocada uma lesäo experimental. Foram utilizados 10 coelhas da raça Nova Zelândia, com peso médio de 2,5 kg. Os animais foram submetidos à lesäo por esmagamento do músculo reto femoral em ambas as coxas de acordo com o medelo cirúrgico de Allbrook (1962), e após 24 horas, um dos lados foi tratado com ultra-som terapêutico e, outro, serviu como controle. A frequência utilizada foi de 1 MHz e intensidade de 0, 5 W/cm2 por minutos, durante 10m dias consecutivos. Após 48 horas do término do período de tratamento, os animais foram sacrificados. Realizou-se a lavagem do sistema vascular com soluçäo fisiológicae depois fez-se a injeçäo de uma soluçäo de sulfato de bário e tinta da China por meio de um cateter introduzido na aorta abdominal. Os musculos do fêmur foram ressecados e submetidos ao processo de diafanizaçäo, de acordo com a técnica de Spalteholz. Depois que as peças foram fatiadas e tornaram-se transparentes, foram examinadas por microscópio cirúrgico. Os resultados näo mostraram diferenças no padräo da vascularizaçäo (artérias e arteríolas) entre os lados tratados e näo-tratados, sugerindo que o ultra-som terapêutico näo provocou mudanças no padräo vascular após aplicaçäo precoce em lesäo muscular.

Aplicaçäo de ultra-som terapêutico em lesäo muscular experimental aguda / Application of therapeutic ultrasound in acute experimental muscular injury

Foi analisando o efeito da aplicaçäo do ultra-som terapêutico em lesäo muscular aguda. Foi realizada uma lesäo por esmagamento no músculo reto da coxa direita e esquerda em 26 coelhos (52 músculos) da raça Nova Zelândia, com peso médio de 2,2 kg. Após 3dias da lesäo, os animais foram tratados em um lado com ultra-som terapêutico com tipo de onda pulsada, razäo 1:5, frequência de 1 MHz e intensidade de 0,5 W/cm2 por 5 minutos, durante 10 dias consecutivos. O músculo contralateral serviu como controle e sofreu apenas esmagamento. Após 3 dias do término da aplicaçäo, os animais foram sacrificados e os músculos submetidos a ensaios de traçäo na máquina universal de ensaio, com célula de carga de 2000 kgf e velocidade de 4,5 mm/minuto. Foram analisados os resultados dos ensaios de 36 músculos (18 animais), mostrando que os músculos tratados pelo ultra-som apresentaram diferença significativa na deformaçäo máxima, carga e deformaçäo no limite de proporcionalidade, e na energia na fase de deformaçäo elástica. Estes resultados sugerem que a aplicaçäo do ultra-som terapêutico possa melhorar a qualidade da reparaçäo da lesäo muscular aguda.

Ensaios de tração nos ligamentos coracoacromiais e coracoclaviculares de cadáveres humanos / Traction tests in the coracoacromial and coracoclavicular ligaments in human cadavers

Foram utilizados 52 ligamentos (26 coracoacromiais e 26 coracoclaviculares) obtidos de 26 cadáveres humanos do sexo masculino do Serviço de Verificação de àbitos da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Pernambuco. Os ligamentos foram retirados aleatoriamente, durante as aut¢psias, de um dos ombros, direito ou esquerdo, por uma via de acesso ântero-superior. Foram realizados testes de tração nesses ligamentos em uma máquina universal de ensaios com o objetivo de comparar suas propriedades mecânicas, bem como para verificar os locais de ruptura. Ap¢s a análise dos resultados, concluem os autores que, do ponto de vista do comportamento mecânico, os ligamentos coracoacromiais revelaram-se menos resistentes à carga máxima aplicada em relação aos coracoclaviculares. Porém, quando foram consideradas as energias absorvidas na fase elástica e os limites de proporcionalidade, os ligamentos coracoacromiais apresentaram valores médios superiores em relação aos coracoclaviculares. Em todos os ligamentos ensaiados (CA e CC) os locais de ruptura foram nas origens ou nas inserçães ¢sseas e não no corpo ligamentar. Tendo em vista as propriedades mecânicas acima analisadas, os autores sugerem que o ligamento coracoacromial é um bom substituto nos casos de ruptura dos ligamentos coracoclaviculares.

Medida do angulo de torcao femoral pelo ultra-som.Experiencia "in vitro" / Measurement of the femoral anteversion angle using ultrasound. In vitro experience

Por meio de ultra-som, foi medido o angulo de torcao de 21 femures secos e os resultados foram comparados com a medida obtida da projecao axial das extremidades dos mesmos femures em uma tela. (Estes valores foram considerados como sendo os verdadeiros).Encontrou-se uma correspondencia bastante grande entre os valores dos dois metodos, que coincidiram 9 vezes, sendo de 5o. a maior diferenca observada (dois casos). Concluiu-se que o metodo da medida pelo ultra-som tem precisao suficiente para emprego pratico associado as vantagens de nao ser invasivo e desprovido de risco para o paciente

Avaliacao radiologica de pacientes submetidos a osteotomia de Chiari. / Radiological evaluation of patients subjected to Chiari's osteotomy

Foram reavaliadas, segundo criterios radiologicos, 27 osteotomias de Chiari, em 25 pacientes com diagnostico de subluxacao do quadril, de diferentes causas. Os metodos de avalicao basearam-se na medida do angulo de Wiberg (CE), da percentagem de cobertura da cabeca femoral pelo acetabulo e da esclerose acetabular, antes e depois da operacao. Os resultados foram de modo geral bons, com aumento da cobertura acetabular e da esclerose, que parece significar melhores contanto articular e transmissao de forca atraves da junta

Enxerto homologo de osso cortical granulado e descalcificado na correcao de falha ossea diafisaria. Estudo experimental em coelhos. / Homologous graft of granulated and decalcified cortical bone in the correction of diaphyseal bone defect. An experimental study in rabbits

No presente trabalho, foi investigada uma forma alternativa de correcao de falhas osseas diafisarias com enxerto homologo de osso cortical descalcificado, na forma de granulos. Tendo o coelho como animal de experimentacao, foram retirados cilindros de 2 cm de comprimentos da regiao medio-diafisaria de ambos os radios, preservando-se o periosteo. A falha criada foi sempre preenchida por enxerto osseo nao descalcificado a esquerda, que serviu como controle. Os animais foram estudados ate 9 semanas apos a cirurgia. Os resultados foram avaliados radiologicamente, atraves de incorporacao de corantes fluorescentes indicadores de osso neoformado, tendo como marcadores calceina azul, xilenol laranja e tetraciclina, possibilitando um estudo dinamico da osteogenese. Nas falhas preenchidas com osso descalcificado, ja havia neoformacao ossea na primeira semana, e apos 9 semanas, houve correcao completa da falha ossea em 89% dos casos, formando-se um ossiculo cilindrico, perfeitamente solidario com o restante do radio e apresentando canal medular em alguns casos

Avaliacao do desvio rotacional em fraturas diafisarias de femur, consolidadas e tratadas conservadoramente. / Evaluation of rotational deformity in healed femoral shaft fractures after conservative treatmente

Em 21 pacientes que sofreram fraturas diafisarias de femur quando criancas, foi avaliado o desvio rotacional residual atraves da tecnica radiologica biplanar para a determinacao do angulo de torcao femoral. Embora em alguns casos houvesse apreciavel desvio axial no lado fraturado, os casos analisados globalmente apresentaram resultados satisfatorios apos a consolidacao da fratura

Estudo artrografico das entorses agudas do tornozelo. / Arthrographic study of acute ankle sprains

Os autores avaliam, artrograficamente, 50 tornozelos normais e 55 casos de entorses agudas. Discutem a interpretacao das imagens e os resultados obtidos com os relatos dos outros autores. Encontram imagem compativel com lesao isolada do ligamento talo-fibular anterior, em torno de 36% dos casos, e associada a lesao do ligamento calcaneo-fibular, em torno de 7% dos casos. Recomendam a artrografia para as entorses moderadas e graves como metodo para melhor avalicao das lesoes