Diseño y desarrollo de un modelo experimental para estudios biomecánicos de fracturas tipo B de TILE del anillo pélvico

Resumen

Existen estudios biomecánicos sobre pelvis de cadáver humanos en los que se emplean sistemas de fijación muy heterogéneos, y en muchas ocasiones la información es incompleta o sesgada en algún aspecto, lo que compromete la reproductibilidad de dichos est ... udios. Con el desarrollo de un sistema de fijación propio se pretende definir las bases de un modelo biomecánico sobre el cual puedan ser realizados futuros proyectos de investigación biomecánicos sobre pelvis de cadáver humano. Simonian y cols. publicaron un estudio para evaluar la estabilidad de diferentes tipos de fijación interna en las fracturas acetabulates en T. Para ello emplearon hemipelvis de cadáver humano congeladas (no embalsamadas) sobre las cuales provocaban este tipo de fractura. No quedó claro el sistema de fijación empleado en cada hemisacro, así como la fijación de ambos fémures a nivel de la máquina hidráulica de análisis de materiales. Se emplearon indicadores de tensión de mercurio líquido de 25 mm de longitud colocados en los 3 planos de la fractura para medir los desplazamientos. El montaje permitía la aplicación de fuerzas de flexión, torsión y compresión en cualquier combinación gracias a un sistema transversal que permitía el desplazamiento en flexión y extensión del fémur durante la aplicación de la carga. Las diferencias en los desplazamientos medidos en los 3 tipos de fijaciones en cada uno de los 3 puntos de la fractura no fueron estadísticamente significativas. Partiendo de ello, habría que valorar el empleo de sistemas de medición más precisos que nos permitan detectar pequeños desplazamientos. Simonian y cols. publicaron un estudio biomecánico sobre 6 pelvis congeladas que pretendía evaluar la eficacia del C-clamp y del fijador externo anterior en el tratamiento de fracturas pélvica tipo C1 de Tile. En este caso las pelvis incluían la 4º vértebra lumbar y los 2/3 proximales de ambos fémures. Los fémures fueron fijados a 2 cilindros de aluminio con resina. Para la fijación anterior y posterior de la pelvis se emplearon cadenas que pretendían simular las fuerzas musculares que mantienen a la pelvis erecta. La cadena anterior fue fijada a la fosa iliaca y la posterior a la parte superior del hueso iliaco de forma bilateral. Se tensaron manualmente para evitar la rotación de la pelvis durante la carga. La vértebra L4 fue fijada a una pieza fija sobre la que se aplicaría posteriormente la carga. La posición neutral se conseguía aplicando fuerzas de compresión de forma repetida sobre diferentes áreas de esta pieza hasta que no existía movimientos de flexión ni de extensión. Se emplearon 3 indicadores de tensión de mercurio líquido de 25 mm de longitud localizados en ambas articulaciones sacroiliacas anteriores y el tercero a nivel de la rama iliopubiana fracturada. Los 3 indicadores mostraron curvas de tensión similares. Se emplearon inclinómetros fijados a la parte posterior de sacro e ilion para medir la flexión relativa en el plano sagital del sacro con respecto al ilion. Los autores reconocieron que la movilidad a nivel de la rama iliopubiana y de ambas articulaciones sacroiliacas estaba más allá de la capacidad de medición de los indicadores de tensión por lo que la cuantificación de estas lesiones tan inestables no fue posible. Babis y cols. publicaron un estudio biomecánico que comparaba 2 métodos de fijación de las osteotomías periacetabulares. Por una parte la fijación iliaca con 3 tornillos corticales y por otro la fijación transversal que consistía en el uso de 2 tornillos iliacos y uno transversal suplementario. La pelvis completa fue fijada a través del sacro a una estructura de aluminio conectada a unas barras y cerrojos. El espacio en la unión entre el sacro y esta estructura fueron sellados con polimetilmetacrilato para asegurar la rigidez de la estructura. Esta estructura permitía una correcta orientación de la pelvis en el plano frontal y sagital, de forma que el vector de dirección de la fuerza aplicada sobre la superficie acetabular era lo más próxima posible a la que se ejerce durante el ciclo de la marcha. Se empleó un potenciómetro para medir los desplazamientos entre las superficies de la osteotomía púbica. Este potenciómetro se alineó de forma paralela con el dispositivo de presión y de forma perpendicular al suelo. La pelvis fue colocada boca abajo para permitir la aplicación de cargas por parte de la máquina de servohidráulica. Un segundo potenciómetro lineal fue colocado lateralmente, paralelo al suelo para medir los desplazamientos de la osteotomía isquiática. La rigidez de los dos métodos de osteosíntesis fue valorada en función de la fuerza aplicada por la máquina servohidráulica y los desplazamientos medidos por los potenciómetros. Zhu y cols. publicaron un estudio donde determinaron los efectos de la carga cíclica en el desmontaje de los tornillos sacros. El sacro se montó en posición erguida en un cilindro de acero con resina epóxica. Para incrementar la rigidez del montaje se insertaron algunos tornillos en la porción baja del sacro. Posteriormente el espécimen se conectó a la máquina servohidráulica a través de un anclaje rígido conectado a la cabeza del tornillo. Akesen y cols. publicaron un estudio que comparó la resistencia a la movilización bajo cargas cíclicas de tornillos iliacos en función de su longitud y grosor. La orientación y posición del hueso iliaco pretende simular la orientación natural de la pelvis humana erguida. Las cargas cíclicas fueron aplicadas de forma vertical. La movilización de los tornillos fue medida a través de un sistema de análisis óptico del movimiento, que también será empleado en nuestro proyecto. La tasa de movilización obtenida indica cómo de rápido se movilizan los tornillos. Como se refleja anteriormente, existen publicaciones donde se comparan distintas técnicas de osteosíntesis sobre diferentes modelos biomecánicos. Tanto las características del espécimen empleado (hueso fresco, embalsamado) como las del sistema de fijación varían en función del estudio. Se describen sistemas de fijación con apoyos mono o bipodal, así como fijación a través de sacro, vértebra lumbar, hueso iliaco o tuberosidades isquiáticas. El método de fijación del espécimen también varía. En ocasiones se usa resina, o bien tornillos o barras para proporcionar estabilidad al conjunto una vez conectada con la máquina servohidráulica. Los métodos de medición son muy variados, empleándose distintas técnicas de medición y unidades de medida que en ocasiones dificultan la interpretación de los resultados. Los estudios previos, a pesar de su calidad, no muestran todos los datos necesarios para permitir su reproducción. Con el desarrollo de este estudio pretendemos unificar los modelos anteriores, desarrollando un sistema de fijación y estableciendo sistemas de medición homogéneos y eficaces para el desarrollo de estudios biomecánicos en pelvis. De esta forma se obtendría un modelo reproducible para futuros estudios biomecánicos propios. A su vez, se aplicaría dicho modelo sobre un patrón lesional de fractura de pelvis (fractura tipo B1 de Tile) que ha sido poco estudiado en la bibliografía.