2014 biomecánica del hueso, aplicación al tratamiento y a la consolidación de las fracturas

E 14-630

Biomecnica del hueso: aplicacinal tratamiento y a la consolidacinde las fracturasN. Reina, J.M. Laffosse

El hueso es un tejido complejo cuyas propiedades son producto de la asociacin deuna morfologa externa macroscpica y de una morfologa microestructural compuestapor una red trabecular. Esta organizacin debe permitir que el esqueleto sea slido,elstico y liviano para facilitar la locomocin. El hueso est sometido a exigencias ycargas considerables. Para soportarlas, dispone de propiedades mecnicas que debenconsiderarse en distintos contextos (compresin, traccin, exin, etc.). Adems, se tratade un tejido vivo que no slo se forma, sino que tambin se reabsorbe en funcin de lascargas mecnicas que recibe. Asimismo, despus de una fractura pasa por una serie deprocesos mecnicos y biolgicos muy complejos que conducen a la consolidacin sea,la cual est inuida sobre todo por factores mecnicos. Por lo tanto, para el tratamientode una fractura hay que escoger el tipo de jacin ms pertinente segn el contexto:estable/inestable, dinmica/esttica, etctera. 2014 Elsevier Masson SAS. Todos los derechos reservados.

Palabras clave: Hueso; Biomecnica; Consolidacin; Osteosntesis; Esttica; Dinmica

Plan

Introduccin 1 Biomecnica y tejido seo 2

Consideraciones generales 2Deformacin irreversible de los materiales 2Influencia de la biomecnica sobre el tejido vivo 3Aplicacin de las leyes biomecnicas a un tejido complejo 3Complejo hueso-msculo 4Distintos tipos de deformacin y biomecnicade las fracturas 4

Biomecnica y consolidacin sea 6Influencia del callo seo 6Influencia de la reanudacin del apoyo 6

Aplicacin al tratamiento de las fracturas 7Tratamiento ortopdico 7Tratamiento quirrgico 7

Otros tratamientos adyuvantes y vas deinvestigacin : implicaciones mecnicas y biolgicas 14Ondas de choque 14Ondas electromagnticas o campos electromagnticospulsados 15Ultrasonidos pulsados 15

Conclusin 15

IntroduccinEl hueso es un tejido complejo cuyas propiedades son

producto de la asociacin de una morfologa externamacroscpica y de una morfologa microestructural com-puesta por una red trabecular y cortical. Las exigencias ylas cargas que los huesos reciben durante la locomocinnecesitan resistencia mecnica y elasticidad. Esta organi-zacin debe permitir que el esqueleto sea slido, elsticoy liviano para desplazarse durante la marcha, la carrera ylos saltos, pero tambin, si es necesario, responder a cargasms inesperadas en torsin o cizalladura. Por lo tanto, setrata de un pliego de condiciones exigente para el esque-leto. Tambin representa un tejido adaptativo y evolutivoen funcin de la edad, del sexo y de las exigencias fsi-cas (deportivas y profesionales) e, incluso, hormonales ymetablicas.

Sin embargo, este equilibrio mecnico puede interrum-pirse por traumatismos que causan fracturas o por lesionesmacro o microestructurales que generan fracturas patol-gicas. El proceso de consolidacin sea permite reparar lafractura, lo que no slo supone restaurar la continuidadde la pieza sea, sino recuperar sus propiedades biome-cnicas. Este proceso evoluciona durante varias semanasantes de permitir la reanudacin del apoyo y varios meses,incluso anos, antes de obtener la restitucin ad integrum

EMC - Aparato locomotor 1Volume 47 > n3 > septiembre 2014http://dx.doi.org/10.1016/S1286-935X(14)68513-0

E 14-630 Biomecnica del hueso: aplicacin al tratamiento y a la consolidacin de las fracturas

de la estructura macroscpica y microscpica, as como larecuperacin de sus propiedades biomecnicas.

El tratamiento de las fracturas, que durante muchotiempo fue slo ortopdico mediante inmovilizacin yreposo, se ha visto beneciado por la intervencin mdicadesde la Antigedad. Las tcnicas de osteosntesis, quefueron mejorando con los conocimientos en biomec-nica sea y la fabricacin de nuevos materiales, permitenoptimizar la jacin de las fracturas con mtodos menosinvasivos, reducir el perodo de inmovilizacin, facilitar lareanudacin ms precoz del apoyo y limitar los riesgos decomplicaciones como infecciones, seudoartrosis y callosviciosos.

Biomecnica y tejido seoConsideraciones generales

Las propiedades mecnicas de una estructura dependen,por un lado, de las propiedades del material o materia-les que la componen y, por otro lado, de las propiedadesrelacionadas con las caractersticas de la estructura.

El comportamiento intrnseco de cualquier materiales independiente de la geometra de la estructura. Estecomportamiento se dene por varios parmetros quelo caracterizan. Entre ellos, es fundamental conocer elmdulo de elasticidad del material. El mdulo de elastici-dad (mdulo de Young) expresa la relacin entre la cargaaplicada a un material y la deformacin de ste. Se deter-mina con una prueba biomecnica de ruptura, para lo cualse considera una probeta del material en estudio (esta pro-beta corresponde a una muestra de material cuyo tamanoy forma hacen que pueda considerrsela homognea). Enesta prueba se mide la deformacin () que corresponde ala modicacin de la longitud (l) en funcin de la longi-tud inicial (l0), de modo que = l/l0. De forma paralela, seregistra la carga () que recibe la probeta durante la prueba.Esta carga es la presin (expresada en N/m2) que recibeel material. La relacin entre las dos variables (deforma-cin y carga) se dene con la ecuacin: = E, en la que elmdulo de elasticidad (o mdulo de Young), que se escribeE, corresponde a la pendiente de la curva (Fig. 1). Se tratade una caracterstica propia y nica del material.

Si las cargas se mantienen en la zona de deforma-cin elstica, la deformacin es reversible y la estructurarecupera su forma y sus dimensiones iniciales al cesarla carga. Cuanto ms elevado es este mdulo (y la pen-diente abrupta), se dice que el material es ms rgido(Cuadro 1). Ms all del punto de lmite elstico (zonaroja), el material entra en la zona de deformacin

2

4

6

Deformacin

Carg

a

3

1

5

Figura 1. Curva de deformacin en funcin de la carga apli-cada a un material. 1. Deformacin elstica; 2. lmite elstico;3. alto lmite elstico o carga de ruptura; 4. deformacin plstica;5. punto de ruptura; 6. mdulo elstico (mdulo de Young).

Cuadro 1.Mdulos de elasticidad (en gigapascales [GPa]) de diversos mate-riales que se usan en ortopedia.

AluminioAcero inoxidableTitanioHueso corticalCemento quirrgicoHueso esponjosoPolietileno altamente reticulado(UHMW-PE)

4002001007-212,5-3,50,7-4,91,4-4,2

plstica irreversible. La probeta conserva la deformacinaunque haya cesado la carga. Esto signica que las propie-dades del material han cambiado. Una nueva prueba detraccin sobre el objeto denira otra zona de deformacinelstica y plstica propia.

Deformacin irreversiblede los materiales

El comportamiento de los materiales en la zona dedeformacin plstica se rige por caractersticas intrnsecasy tambin vara de un material a otro. Un material dctiltiene la capacidad de sufrir una deformacin plstica sinromperse, al contrario que un material quebradizo. Si ladeformacin contina, la presin aumenta hasta alcanzarla carga mxima, que determina el lmite de elasticidadalto. Ms all de este lmite, la seccin transversal dis-minuye de forma regular. Despus, el material alcanza sulmite de ruptura. La cermica, por ejemplo, es muyrgida pero muy quebradiza, con una distancia muy cortaentre el lmite de elasticidad y el punto de ruptura.

Sin embargo, la deformacin plstica no es el nicomodo de deformacin irreversible. En este sentido, sidebajo del umbral del lmite de elasticidad a un objeto se leaplica una carga constante, la uencia produce una defor-macin irreversible. Igual que el mdulo de elasticidad,es una propiedad intrnseca de los materiales. Las pruebasde uencia son ensayos realizados en modo casi estticoy permiten estudiar los materiales dctiles o frgiles.

Tambin existen propiedades estructurales relacionadascon la geometra del objeto y la distribucin de la mate-ria alrededor del punto de aplicacin de las cargas. Unafuerza aplicada contra un objeto determina una deforma-cin. La curva que une fuerza y deformacin representa larmeza del objeto, concepto que debe distinguirse de larigidez, que slo se relaciona con el material por el que estcompuesto el objeto. La rmeza depende del momento deinercia y, por tanto, de la forma del objeto.

El mdulo de Young de un material se dene de formaclsica con una prueba de ruptura en traccin. Tambinpueden efectuarse ensayos en exin, torsin y compre-sin para observar el comportamiento y denir los otrosmdulos caractersticos del material en sus distintas defor-maciones. La eleccin del tipo de ensayo ms pertinentedepende del hueso en estudio y de las cargas que recibein vivo. Los ensayos en exin pueden efectuarse convarios tipos de apoyo, de tres o cuatro puntos (Fig. 2). Elmaterial recibe fuerzas de compresin en su concavidady de tensin en su convexidad, que se escalonan segnun gradiente lineal en el grosor del objeto. Los ensayosen torsin hacen que el objeto reciba un par de fuerzas desentido opuesto que se ejercen en espiral sobre su longi-tud. El hueso diasario se asimila a un cilindro hueco y suspropiedades en torsin mejoran con el aumento del di-metro externo. As, los comportamientos de resistencia alas fuerzas de torsin, compresin axial, exin o inclusocizalladura se desprenden de las propiedades intrnsecasy estructurales del objeto en estudio.

Al analizar los mecanismos de ruptura de una estruc-tura, es posible distinguir:

2 EMC - Aparato locomotor

Biomecnica del hueso: aplicacin al tratamiento y a la consolidacin de las fracturas E 14-630

2 2

Figura 2. Prueba de flexin en tres puntos. La carga (1) esaplicada al material y crea una deformacin (flechas) en el puntode aplicacin. Esta carga puede aplicarse tambin en dos puntospara la prueba de flexin en cuatro puntos (dos puntos de cargams dos puntos de apoyo [3]).

1

2

3

4

Deformacin

Carg

as

Figura 3. Anisotropa del hueso segn Burstein. Las pruebas detraccin en diversas direcciones demuestran comportamientosbiomecnicos y distintos mdulos elsticos. 1. Traccin longitu-dinal; 2. traccin en un eje de 30; 3. traccin en un eje de 60;4. traccin en un eje ortogonal al eje del hueso.

la ruptura con carga: es la aplicacin continua de unafuerza hasta la ruptura. Se trata de un modelo clsico defractura sea en el contexto de un traumatismo agudo;

la ruptura por fatiga: se trata de una ruptura secundariaa la aplicacin de cargas por debajo del lmite de elas-ticidad, pero que se aplican de forma cclica. Es el casode la fractura de implantes tras la prdida de estabilidadde una osteosntesis.El estudio del comportamiento mecnico de los obje-

tos se basa en la teora de las vigas, modelo empleado enresistencia de los materiales. Para usar estos principios sonnecesarios algunos requisitos previos, sobre todo el hechode que el material debe ser homogneo, elstico e is-tropo (es decir, que las propiedades mecnicas del materialsean idnticas en cualquier direccin de aplicacin de lacarga). Primero hay que admitir esta aproximacin, ya queel hueso tiene numerosas propiedades intrnsecas que loconvierten en un tejido complejo desde un punto de vistamecnico. Al respecto, el hueso es anistropo (Fig. 3);su mdulo de elasticidad (E) depende de la direccin dela carga que recibe. Por ejemplo, el hueso tiene menorresistencia en cizalladura que en traccin, y menor ensta que en compresin. Para el hueso cortical, la cargade ruptura puede evaluarse en 210 N/m2 en compresin,150 N/m2 en traccin y 80 N/m2 en cizalladura. Tambines viscoelstico; en apoyo, su deformacin dependede la carga soportada, pero tambin de la velocidad deaplicacin de sta. Cuanto ms importante sea el vec-tor velocidad, mayor ser la reaccin del hueso con unarigidez elevada. As, el hueso trabecular es ms rgido encompresin cuando la velocidad de aplicacin de la cargaaumenta. Este mecanismo es bien conocido en lo quese reere a la ruptura ligamentosa. Con poca energa, la

resistencia de un ligamento es inferior a la del hueso.Por lo general, el ligamento se rompe en pleno cuerpo.Si la velocidad del traumatismo aumenta, la rigidez delligamento tambin lo hace y la ruptura se produce prefe-rentemente en la entesis o por avulsin sea.

Influencia de la biomecnica sobreel tejido vivo

La ley de Wolff fue enunciada en el siglo XIX por el ana-tomista y cirujano alemn Julius Wolff. Consideraba queel hueso trabecular tena una organizacin no aleatoriay anistropa. Segn este autor, dicha estructura era pro-ducto de las cargas que reciba [1], lo que convierte al huesoen un rgano vivo que se adapta a diversas circunstancias.Por un lado, una accin repetida o especca modica lamacroestructura. La organizacin de las trabculas seasen el extremo superior del fmur es un ejemplo muyilustrativo. El brazo de palanca generado por el desplaza-miento de las cargas axiales hacia los miembros inferiorescrea fuerzas predominantes de cizalladura en el cuellofemoral. As, las trabculas se organizan en haces sobre unmodelo ojival. El abanico de sustentacin ceflico y las tra-bculas troncatreas funcionan en traccin, al igual quelos fascculos arciformes. Por otro lado, este mecanismotambin inuye sobre la densidad y la microestructurasea. El ejercicio fsico y el sobrepeso aumentan la masasea debido al uso excesivo del complejo osteotendinoli-gamentoso [2]. Al contrario, la disminucin de las fuerzasaplicadas al hueso y las pruebas de microgravedad ilustranla induccin de una desmineralizacin relativa [3]. Esta ley,ampliamente aceptada y estudiada, condujo a la teorade los mecanostatos, descrita y desarrollada por Frost [4]

desde 1960. Los mecanostatos detectan las variacionesde las cargas aplicadas al hueso, el cual se adapta a lasvariaciones con modicaciones estructurales, que se pro-ducen durante toda la vida [5]. Las cargas aplicadas al huesoinuyen sobre la homeostasis sea mediante procesos nomecnicos y retrocontroles celulares. Esta optimizacinmecnica es producto de un acoplamiento entre la cargay la actividad celular [6], aunque todava no se conocenbien los mecanismos de transduccin.

Aplicacin de las leyes biomecnicasa un tejido complejo

El hueso se puede estudiar desde distintos niveles deorganizacin, cada uno con una contribucin propiapara explicar sus propiedades biomecnicas. En el aspectohistolgico, el hueso est formado por colgeno e hidro-xiapatita. El colgeno, sobre todo de tipo I, que representala parte fundamental de la trama orgnica (90%), tieneuna mecnica en traccin superior a su resistencia mec-nica en compresin [7]. La hidroxiapatita, constituida porcristales de fosfato de calcio, representa la parte funda-mental de la trama inorgnica mineralizada. Se trata deun material rgido (aunque quebradizo) y resistente a lacompresin. Segn Seeman [8], el 45% de mineralizacindel hueso humano es un valor ptimo. Si este valor dismi-nuye, el hueso es demasiado exible en carga y se rompe;si la mineralizacin es alta, se vuelve quebradizo. Hay queconsiderar el hecho de que una ligera variacin de densi-dad y mineralizacin seas puede inducir una variacinnotable del mdulo de elasticidad del hueso [9]. La edad,los parmetros biolgicos y hormonales (enfermedadesendocrinas, menopausia), la hidratacin del tejido [10], lasosteopatas [11] y el sexo son factores que inuyen sobrela resistencia del hueso a las cargas. Como se ha comen-tado, la competencia del hueso puede variar por factoresextrnsecos modicables como la actividad fsica y depor-tiva [2], pero tambin por radiaciones o molculas de efectoteraputico que intereren con el metabolismo seo.

EMC - Aparato locomotor 3


2

8

9

14

3-7 m 0,5 m 1 nm10-500 m

3 5 6 7

Figura 4. Estructura del hueso cortical. La organizacin en lminas concntricas de fibras de colgeno asociadas a la trama mineralcrea la red haversiana. 1. Hueso esponjoso; 2. hueso cortical; 3. osten; 4. canal haversiano; 5. lmina; 6. fibra de colgeno; 7. fibrilla decolgeno; 8. molcula de colgeno; 9. cristales.

Cuadro 2.Mdulo elstico (gigapascales [GPa])/carga de ruptura (mega-pascales [MPa]) segn el tipo de hueso en funcin del tipo decarga [11].

Hueso cortical Mdulo elstico Carga de ruptura

Traccin [12, 13]

Compresin [5]

Cizalladura [13]

11,4-19,115,1-19,7

107-146156-21273-82

Hueso esponjoso

Traccin [14]

Compresin [15]

Cizalladura [16]

0,2-50,1-3

3-201,5-506,6-8

En la microestructura participan el hueso cortical y lared trabecular. El hueso esponjoso es cuatro veces menosdenso, diez veces menos rgido y cinco veces ms els-tico que el hueso cortical. La organizacin de los osteoneses una de las razones que explican la rigidez del huesocortical. Se trata de la asociacin de bras de colgenocalcicadas y organizadas en laminillas para formar loscanales de la red haversiana (Fig. 4). Las propiedadesbiomecnicas de cada tipo de tejido seo (cortical y espon-joso) varan en funcin de la carga (Cuadro 2). Las curvasde deformaciones de cada tejido son muy distintas. Aun-que los mdulos elsticos del hueso cortical en traccin yen compresin son parecidos, la fase plstica de compre-sin antes de la ruptura es muy corta en comparacin conlas pruebas de traccin. Por lo tanto, el hueso es ms dctilen traccin. Las propiedades del hueso evolucionan tantoen funcin de cargas de intensidad como de repeticin. Siel hueso ha superado el lmite de elasticidad, el mdulode elasticidad se modicar con las cargas futuras (Fig. 5).Esto es producto de microfracturas que reducen la rigidezde forma progresiva [10].

En el aspecto macroscpico, los elementos clave son laforma global del hueso y su seccin. El estudio del huesose asimila a la teora de las vigas cuando se considera elhueso diasario, cortical, cuya seccin puede considerarsecomo continua. Esto es aproximado, ya que cada huesolargo tiene una forma, una curvatura, una seccin y unalongitud distintas, mientras que en cada pieza sea se des-criben zonas anatmicas (epsis, metsis y disis) conuna estructura singular. Con todo, es posible referirse alas principales propiedades biomecnicas de algunos hue-sos [12] (Cuadro 3).

Complejo hueso-msculoOtro elemento es la asociacin de los huesos y, de

una manera ms general, el entorno muscular de loshuesos. Los msculos actan como obenques que per-miten aumentar el mdulo de Young del complejo. Elconjunto hueso-msculo constituye una viga compuesta

Deformacin

E

Eo

y

p

Carg

a

Figura 5. Modificacin del mdulo de elasticidad (E) ms alldel lmite elstico, segn Nyman et al [10].

Cuadro 3.Fuerzas de ruptura para algunas zonas seas en funcin de lascargas [12].

Cuello femoral Compresin lateralCompresin vertical

1.000-4.000 N725-10.570 N

Fmur Compresin axialFlexinTorsin

6.000-17.000 N2.000-3.000 N183 Nm

Rtula Impacto sagital 7.000-10.000 N

Tibia CompresinFlexinTorsin

2.500-12.000 N1.500-2.500 N100 Nm

Columna lumbar Compresin axial 1.400-9.000 N

ms resistente que cada elemento por separado. As, paraNordsletten y Ekeland [13], en un modelo animal in vivola contraccin muscular aumenta un 23% la rigidez de latibia en exin y un 60% la resistencia a la ruptura. Pool-Goudzwaard et al [14], en un estudio cadavrico, detallanla capacidad de los msculos del piso plvico para poneren tensin la charnela sacroilaca y as rigidizar el anilloplvico.

Distintos tipos de deformaciny biomecnica de las fracturas

Los distintos tipos de deformacin del hueso suelen des-cribirse por separado con nes didcticos. Sin embargo,los procesos de compresin, traccin, exin, cizalladuray torsin suelen asociarse en diversos grados segn la acti-vidad o el tipo de traumatismo.



1

2

3

4

5

6

7

8Figura 6. Trazos de fractura y principales cargas recibidas porel hueso. 1. Traccin; 2. transversal; 3. compresin; 4. oblicua;5. flexin; 6. ala de mariposa; 7. torsin; 8. espiroidea.

Fracturas por fragilizacin del huesoLas cargas necesarias para producir una fractura tam-

bin dependen de la calidad del hueso. Por ejemplo, trasla ablacin de un material de osteosntesis o de las cla-vijas del jador externo, los oricios residuales del huesoalteran su estructura mecnica.

Burstein et al [15] analizaron en el conejo la inuenciade los oricios creados por los tornillos. Han demostradoque el hueso perda el 70% de su rigidez y, por tanto, lacapacidad para resistir a las cargas por la formacin de unazona de fragilidad. Este efecto, aunque menos marcado,tambin se verica despus de la ablacin de los tornillos.

Fracturas por fatigaAdems, el hueso puede fragilizarse a causa de cargas

siolgicas repetidas. La frecuencia y la amplitud de lascargas que recibe el esqueleto, por ejemplo con la prc-tica deportiva, puede inducir un mecanismo de fatigatisular y conducir a la produccin de microfracturas. Elnmero de sesiones, la intensidad y los tiempos de reposolimitados refuerzan esta tendencia. El hueso sometidoa microtraumatismos repetidos se adapta deformndosepor un mecanismo de remodelacin hasta el lmite dela deformacin elstica. El proceso es reversible con lainterrupcin de las cargas. Sin embargo, si stas prosiguen,puede producirse una fractura por fatiga. La falta de adap-tacin del tejido seo a las cargas repetidas e inusualesnecesita una remodelacin rpida. Las acciones osteocls-tica y osteoblstica combinadas crean zonas de fragilidaddel tejido seo cortical y/o trabecular que favorecen laformacin de microfracturas por sobrecarga.

Fracturas traumticasUna fractura suele ser la consecuencia de un trauma-

tismo. Por lo general, puede identicarse un mecanismoprincipal en funcin de la fractura resultante. El tipo defractura depende de otros elementos, como la energacintica en el momento del traumatismo; pueden distin-guirse: las fracturas con cintica baja: una simple cada o un

traumatismo menor; las fracturas con cintica alta: accidente en la va

pblica, cada de altura; las fracturas con cintica muy alta: traumatismos bals-

ticos. Producen lesiones graves por transferencia de estaenerga cintica al hueso.Cada carga fundamental induce una deformacin pre-

visible. La compresin acorta, la traccin alarga, la exinproduce una incurvacin en el medio del segmento seoy la torsin provoca la rotacin del hueso en un eje de-nido. Tambin se puede razonar de manera inversa, esdecir, al analizar el trazo de fractura se deduce la cargaprincipal que la ha provocado (Fig. 6). Un trazo de frac-tura transversal es ms bien producto de un mecanismo

principal en traccin. La compresin pura del hueso pro-duce un trazo de fractura oblicuo. Si la compresin seasocia a una exin, la fractura se caracteriza por la apari-cin de un tercer fragmento en ala de mariposa. Porltimo, un trazo en espiral es producto de una cargaen torsin. Estas consideraciones describen el compor-tamiento de los huesos largos. Otros tipos de fracturasson tpicas de algunas regiones anatmicas. Sin describirtodos los tipos de fracturas posibles, algunas merecen des-tacarse porque expresan un mecanismo dominante. Lasfracturas por avulsiones aposarias y las fracturas raqu-deas de Chance se producen por traccin, mientras queel mecanismo de los aplastamientos vertebrales es unacompresin.

Las fracturas del nino se tratan en otro artculo dela EMC. Desde el punto de vista biomecnico son muyespeciales, debido a la existencia de un periostio muygrueso y muy resistente, as como de un proceso demaduracin sea incompleto. Sin embargo, pueden des-cribirse las fracturas en tallo verde, que correspondena la ruptura de una sola cortical en la convexidad dela fractura, asociada a una deformacin elstica de laconcavidad por compresin plstica metasaria, o a lacombadura, que es la deformacin plstica de la di-sis. Son fracturas tpicas de un tejido seo inmaduro. Porltimo, los despegamientos episarios afectan a las placasde crecimiento metasarias y se tratan tambin en otroartculo.

Biomecnicay consolidacin sea

La consolidacin sea es un proceso biolgico y mec-nico. Considerar el defecto de consolidacin slo desde elpunto de vista mecnico deja de lado el efecto conjuntode la osteosntesis y de la cicatrizacin celular y tisular porefecto de factores locales qumicos (protena morfogen-tica sea, factor de crecimiento insulnico [IGF], factor decrecimiento derivado de plaquetas [PDGF], equilibrio aci-dobsico, etc.) y circundantes (lesin vascular, contusintisular, edema, etc.).

La consolidacin sea, desde un punto de vista bio-lgico, empieza en el instante de la fractura. La faseinicial de la consolidacin es la fase inamatoria. Debidoa microtraumatismos vasculares locales, se desarrolla unhematoma fracturario. Esta fase, que dura hasta la tercerasemana, se caracteriza por una reaccin inamatoria locale induce el reclutamiento y la activacin de los precurso-res a travs de una cascada enzimtica, con participacinde factores de crecimiento y activadores de la actividadcelular. Esta organizacin precoz explica la importanciade conservar el hematoma fracturario y la consecuenciade su desestabilizacin en las fracturas abiertas.

La fase siguiente permite la formacin del callo primarioo callo blando. Se trata de un tejido seo y conjuntivoinmaduro. Lminas precoces de hueso pasan a modo depuente por encima del foco de fractura para estabilizarlos fragmentos seos. Este tejido se organiza de formaprogresiva en el aspecto histolgico y permite el paso ala fase siguiente de mineralizacin del callo. Esta osica-cin se caracteriza por la formacin de un tejido laminarmultidireccional no orientado.

La fase de remodelacin adapta el hueso a las fuerzasmecnicas al organizar el hueso laminar secundario. Enel aspecto histolgico, se trata de reconstituir la estruc-tura sea haversiana de laminillas concntricas y el canalmedular. Esta fase dura 12-18 meses y permite restituir lascaractersticas morfolgicas mecnicas del hueso. El pro-ceso es ms intenso si el esqueleto es ms inmaduro, lafractura se encuentra cerca de una epsis frtil y el trazode fractura ocupa el plano de movimiento: no hay correc-cin de los defectos de rotacin.



Influencia del callo seoLa restauracin de las propiedades biomecnicas del

hueso es un proceso evolutivo. El callo seo aumentade tamano inicialmente y tambin lo hace la rigidez, lacual alcanza un nivel siolgico en unos 28 das. La res-tauracin avanza de forma paralela con el aumento devolumen del callo y la reorganizacin tisular. El estudio dela supercie de seccin del callo seo en fmures de ratasdemuestra un pico de formacin alrededor de la cuartasemana siguiente a la fractura [16]. El volumen del callose reduce lentamente hasta recuperar un tamano normaldespus de varios meses, segn la remodelacin referidaen la ley de Wolff. En este modelo, el crecimiento seo esms rpido que en el ser humano, pero permite revelar queel engrosamiento del callo se produce de forma concomi-tante con la recuperacin de las propiedades mecnicas(Fig. 7).

El momento de inercia de un tubo cilndrico es pro-porcional a la potencia 4 del radio. Puede escribirse:I = (R r)4/4, donde I es la rigidez, R el dimetro externodel hueso y r el dimetro interno. El aumento de volu-men del callo seo incrementa de forma considerable elmomento de inercia y, por consiguiente, la rigidez delsegmento seo, si bien se acepta que hay que distinguirdistintos tipos de callo. Segn la posicin de ste, la rigi-dez vara en un sentido opuesto. Al respecto, hay variostipos de callo con propiedades distintas [17] (Cuadro 4).Mller [18] senal que un callo por aposicin peristicatiene un efecto positivo, mientras que un callo medu-lar puede hasta disminuir la rigidez si una consolidacincortical pura no inuye en este parmetro (Fig. 8). Sepuede hacer un paralelismo con los clavos utilizados en laosteosntesis. A igual dimetro externo, los clavos maci-zos son menos resistentes que los clavos huecos. SegnAro y Chao [19], los dos elementos que ms estimulan elcallo peristico son el espacio interfragmentario y la cargasiolgica, que corresponde al peso de la persona. Estecallo peristico es luego remodelado de forma simultneacon la constitucin del callo cortical, que no tiene ningnvnculo con las cargas.

Plazo posfractura (semanas)2 3

p < 0,05

4 5 61

25

20

15

10

5

0

Apos

icin

se

a en

cor

te (m

m2)

Figura 7. Evolucin del dimetro del hueso tras fractura enuna rata (segn Aro et al).

Influencia de la reanudacin del apoyoLa reanudacin del apoyo despus de una fractura

depende de numerosos parmetros. El tipo de fractura,su estabilidad y la del montaje y el manejo de los teji-dos blandos son otros factores de decisin. Aunque laestabilidad es uno de los elementos clave de la conso-lidacin, la ausencia de carga sobre el foco no es unfactor favorable. Tras una jacin ptima (cuyos crite-rios se describen posteriormente), cargas de baja amplitudque slo generan micromovimientos permiten acelerarla consolidacin sea [20]. Esto es ptimo despus de unacompresin repetida y cclica del hueso, segn la des-cripcin de White et al [21]. La inuencia de la traccines menor, pero esta propiedad es uno de los fundamen-tos de la tcnica de callotasis para el alargamiento seodesarrollada por Ilizarov [22].

Aplicacin al tratamientode las fracturas

Los primeros tratamientos de las fracturas se remontana la Antigedad. Los procedimientos de inmovilizacinaparecen en el Antiguo Egipto a modo de frulas demadera envueltas con lienzos. Hipcrates invent unaparato de madera (scamnum) que serva para reducirmediante traccin las fracturas de los miembros. Tambinrecomendaba el ejercicio para evitar la atroa musculardurante la inmovilizacin, la cual se efectuaba con resi-nas y cera. Celso consegua endurecer los vendajes conalmidn. Ambrosio haca moldes de tela, pergamino ocera que se endurecan al secarse. Antonius Mathijsen,un cirujano holands, empez a usar el yeso de Pars en1852. Esta tcnica se desarroll de forma notable y fueuno de los grandes progresos respecto al tratamiento de lasfracturas.

40

A

3216

B

8

CFigura 8. Callo y rigidez sea relativa.A. Callo peristico. Rigidez relativa/mm2 (2).B. Callo cortical. Rigidez relativa/mm2 (1).C. Callo endstico. Rigidez relativa/mm2 (1/4).

Cuadro 4.Tipos de callos y sus caractersticas, segn McKibbin [17].

Tipo deconsolidacin

Velocidad Relleno de unespacio

Tolerancia a laestabilidad

Tolerancia a laestabilidadabsoluta

Importancia delos tejidosblandos

Callo peristicoCallo corticalCallo medular

++++++

+++++++ (lento)

+++++

+++++++

+++



Figura 9. Cerclaje en obenque del olcranon.

Tratamiento ortopdicoEs el tratamiento ms antiguo y an hoy el ms difun-

dido. Es el tratamiento de eleccin para las fracturas pocoo nada desplazadas de los huesos largos. La consolida-cin autnoma del hueso est favorecida por la alineacinde los segmentos seos. El objetivo es conservar todoslos elementos biolgicos necesarios para la consolidacin,aunque todava no han sido identicados por completo.Sarmiento et al [23] senalan la presencia de un callo msactivo cuando el hematoma fracturario y la vasculariza-cin se mantienen intactos.

Tratamiento quirrgicoTodas las tcnicas y tipos de osteosntesis tienen el

mismo objetivo: la consolidacin sea [24]. Cada fracturatiene, en diverso grado y en funcin de la energa traum-tica, lesiones tisulares, musculares y vasculares que debentenerse en cuenta antes de escoger el tipo de osteosntesis.La rehabilitacin y, sobre todo, el apoyo postoperatoriodeben reanudarse lo antes posible para optimizar el trata-miento y su resultado funcional. Durante mucho tiempo,el tratamiento quirrgico supuso la abertura del foco defractura y, por consiguiente, una agresin a las vasbiolgicas del proceso de consolidacin. Los adelantosrespecto a los conocimientos del callo biolgico, por unlado, y a las tcnicas y materiales quirrgicos, por otro,han dado paso a los principios de las tcnicas de invasinmnima o de jacin externa de las fracturas. Sin embargo,el primum movens sigue siendo la reduccin anatmicade la fractura. La reduccin por maniobras externas esun requisito previo indispensable para evitar la aberturadel foco. Esto puede lograrse, por ejemplo, con mesas detraccin ortopdica.

Mtodos de osteosntesisOsteosntesis con cerclaje en obenque

Este principio se basa en las posibles cargas diferencialessobre un foco de fractura. Como se ver luego respecto a lalocalizacin preferente de las placas, debido al juego de lascurvaturas seas y de las tensiones musculares existe unazona en la concavidad que recibe cargas en compresiny una zona en la convexidad que ms bien recibe car-gas en traccin tras la reanudacin del apoyo o durantela contraccin muscular. Esta tcnica est especialmenteindicada para el tratamiento de la fracturas no conminu-tas, episarias e inestables por la traccin muscular, comolas del olcranon o la rtula. Es una jacin dinmica. Elprincipio es convertir las fuerzas de traccin del trcepsbraquial o del cudriceps en fuerzas de compresin sobreel foco de fractura. Para el tratamiento de una fracturatransversal simple del olcranon se introducen dos agujasde Kirschner en sentido perpendicular al foco de fracturahasta la cortical anterior del cbito (Fig. 9). La necesidadde penetrar la cortical o de dejar la punta en la cavidades motivo de controversia. Con un alambre se efecta unmontaje en ocho a travs de una perforacin distal en

1

3 45

2

Figura 10. Partes de un tornillo. 1. Cabeza; 2. roscado; 3. pasode tornillo; 4. dimetro externo; 5. dimetro interno.

la cortical posterior del cbito, lo que permite trasladarlas fuerzas de traccin en compresin hacia el eje de lasagujas. El tratamiento de una fractura transversal de lartula es similar. El alambre pasa por delante de la rtulay alrededor de los extremos proximales y distales de lasagujas. Se ordena una movilizacin precoz para favorecerla consolidacin.

Osteosntesis con tornilloUn tornillo est formado por una cabeza provista de una

ranura para insertar el destornillador, un vstago roscadocon un dimetro interno y externo y una punta (Fig. 10).Existen numerosas formas y tamanos. Los de acero sonlos ms comunes, pero tambin hay tornillos de titanio.Pueden ser canulados, de autorroscado, presentar un ros-cado incompleto o incluso dos roscados distintos para unacompresin intrasea (principio del tornillo de Herbert).Hay tornillos especcos para hueso cortical y otros parahueso esponjoso. El dimetro interno (d) o alma del tor-nillo corresponde al dimetro de perforacin previo a laintroduccin del tornillo y determina su resistencia. Laresistencia en torsin es proporcional a d3, por lo que unaumento de este dimetro en un factor II permite soportarun par de apriete ocho veces superior. El dimetro externoest denido por el dimetro del roscado, el cual deter-mina la resistencia del tornillo en traccin, ya que, cuantoms alto es el dimetro, mayor es la cantidad de huesoretenido por el roscado. Tambin depende de la calidaddel hueso (esponjoso o cortical, escleroso u osteoportico)y de la longitud de la parte roscada.

La osteosntesis de una fractura con un solo tornillo espoco frecuente porque se necesita una buena estabilidadmecnica. En un contexto de fractura puede ser muy dif-cil evaluar la calidad mecnica del hueso. Sin embargo, esla osteosntesis de eleccin para los huesos de las extremi-dades en traumatologa (fracturas de falanges, escafoides)y ortopedia, sobre todo en la ciruga del pie (hallux val-gus). Tambin est muy difundida para la osteosntesis delas fracturas unicondleas de los platillos tibiales, de lasespinas tibiales en el nino o incluso de la fractura cervicalverdadera y estable del cuello femoral [25] o de una frac-tura sacra [26]. Estas indicaciones se han ampliado con lostornillos canulados. La introduccin de un tornillo inter-fragmentario puede servir para colocar el foco de fracturaen compresin antes de completar el montaje con unaplaca. La estabilidad del montaje mejora y las cargas querecibe la placa disminuyen, lo que reduce el riesgo defatiga del material. Para que la colocacin de este tornillosea ptima hay que ajustarse a reglas estrictas con rela-cin a la perforacin y la direccin del tornillo (Fig. 11).La perforacin se realiza en dos etapas. Primero se reducela fractura y se inmoviliza con pinzas para reduccin. Deuna cortical a la otra se perfora un conducto cuyo dime-tro es igual al dimetro interno del tornillo (por ejemplo,perforacin de 2,7 mm de dimetro para un tornillo de3,5 mm). A continuacin, el oricio de la cortical proxi-mal se agranda con una broca cuyo dimetro es igual aldimetro externo de la parte roscada del tornillo (en esteejemplo, perforacin de 3,5 mm). El tornillo no se ja alprimer fragmento, y por esta razn ejerce una compresinsobre el segundo fragmento. La orientacin del torni-llo es fundamental en trminos de ecacia. Los estudios



Figura 11. Colocacin de un tornillo de compresin inter-fragmentario. El eje de perforacin debe situare entre el ejeperpendicular al hueso y el eje perpendicular al trazo de fractura.

Figura 12. En un hueso, la convexidad recibe cargas en trac-cin y la concavidad, cargas en compresin. En la convexidaddel hueso fracturado debe colocarse una placa para favorecer lacompresin del foco.

mecnicos demuestran que la mejor compresin seobtiene cuando el tornillo sigue un eje perpendicular altrazo de fractura. En la prctica, el tornillo se sita entreeste eje y el eje perpendicular a la cortical sea [27].

Osteosntesis con placaLa placa sigue siendo el patrn oro para la osteosnte-

sis de las fracturas articulares, episometasarias y paraalgunas fracturas diasarias.

Una placa de osteosntesis es, ante todo, una frulainterna que hace posible la alineacin de los segmentosseos. Su participacin en la biomecnica de la consoli-dacin reside en la estabilizacin del foco de fractura y sucompresin.

Aunque varios principios se oponen, hay factores bio-mecnicos comunes.

Optimizacin de la localizacin de la placa. Cadahueso tiene una curvatura que le es propia. La curvaturaprincipal de los huesos largos permite absorber una partede las fuerzas de traccin/compresin. Esto produce unaasimetra biomecnica con una cortical que recibe las car-gas en compresin (concavidad de la curva) y una corticalen espejo que soporta las cargas en traccin (convexi-dad de la curva) durante el apoyo (Fig. 12). Para colocarla placa hay que tener en cuenta esta asimetra. Si se lacoloca del lado de las fuerzas de compresin, el apoyofavorecer la abertura del foco de fractura y, por tanto,disminuir la capacidad de consolidacin (como se haexplicado antes). La placa tambin sufre picos de cargas ala altura del foco, lo cual puede provocar una fractura porfatiga del implante. Por lo tanto, es capital tratar de opti-mizar la posicin de la placa; por desgracia, la posicinpuede depender de factores anatmicos (trayectos vascu-lonerviosos, acceso difcil, etc.) contrarios a los grandesprincipios biomecnicos.

1

2

Figura 13. Principio de fijacin de una placa clsica. Los torni-llos aproximan la placa al hueso gracias a una fijacin bicortical.El objetivo es crear una friccin (1) entre la placa y el hueso. Elmontaje es estable si las fuerzas de friccin son superiores a lascargas recibidas tras la reanudacin del apoyo (2).

Figura 14. Compresin del foco de fractura por deslizamientode la placa al ajustar el tornillo en el orificio oval.

Placas clsicas. La eleccin del tipo de placa respondeal principio de estabilidad absoluta o relativa y, por tanto,al tipo de fractura. En 1962, Gurlt estableci las bases dela osteosntesis moderna y Danis, en 1949, el conceptode consolidacin per primam [28]. La asociacin suiza parael estudio de la osteosntesis AO (Arbeitsgemeinschaft furOsteosynthesefragen) (por el impulso de un grupo de ciru-janos, entre ellos y en primer lugar Maurice Mller), fue laque desarroll y difundi los principios de Danis: reduc-cin, jacin y estabilidad absoluta [29].

En la jacin con placa clsica, los tornillos se ajustana la placa despus de la confeccin de un preoricio. Lostornillos apoyan la placa contra el hueso y de este modose genera una fuerza de friccin entre la placa y el hueso.La fuerza debe bastar para mantener la estabilidad de lafractura. Mientras la carga resultante del peso del cuerpoy del complejo msculo-tendn-ligamento no supere loque la fuerza de friccin puede soportar, la construccinse mantiene estable y evita que la osteosntesis se des-monte (Fig. 13). Cualquier espacio que quede a la alturadel foco induce una transmisin de las fuerzas en com-presin por la placa y ya no por el hueso, lo cual provocainestabilidad y un incremento de las cargas en el implante.Por lo tanto, es fundamental reducir de la mejor maneraposible la fractura y crear una compresin entre los frag-mentos seos a efectos de aumentar la rigidez del montaje.El principio de crear la compresin gracias al material deosteosntesis se remonta a 1957 y fue posible con el tor-nillo de cabeza cnica descrito por Bagby y Janes [30]. Lacompresin puede obtenerse tambin con una pinza dereduccin especca, que permite arrastrar la placa y gene-rar la compresin, derivada de la placa de compresinde Danis. Despus vinieron las placas con oricios ovales(placas de compresin dinmica [DCP], placa de compre-sin universal [UCP] y placa de autocompresin [SCP])que sirven para generar la compresin por deslizamientode la placa sobre el hueso al colocar un tornillo excn-trico en el oricio oval (Fig. 14). Si las fuerzas de friccinno bastan, los tornillos pueden ser mviles y conducir alfracaso mecnico de la jacin (Fig. 15).

El diseno ha avanzado hacia la creacin de placas ana-tmicas y adaptadas a cada localizacin de las fracturas.



1

2

3

Figura 15. El tornillo crea una zona de carga en la corticalsea al reanudarse el apoyo. La placa no est perfectamenteaplicada contra el hueso y la friccin no basta para asegurar unaestabilidad absoluta. Esta zona de hiperpresin genera una osteo-necrosis localizada que compromete la estabilidad del tornillo.1. Centro de rotacin; 2. carga axial; 3. zona de carga cortical.

Cuadro 5.Nmero de tornillos y de corticales recomendado para algunasfracturas.

Nmero detornillos

Nmero decorticales

AntebrazoHmeroTibiaFmur

33-444-5

5-66-87-88

Tambin hay placas de contacto limitado (LC-DCP) quedisminuyen la supercie de contacto pero conservan lafriccin. La nalidad de una menor supercie de con-tacto es respetar la vascularizacin peristica, ya que staes favorable a la consolidacin sea.

El montaje y la osteosntesis se adaptan a cada locali-zacin y tipo de fractura, pues reciben cargas distintas.Tambin son especcos el tamano de la placa y de lostornillos, as como el nmero de stos (Cuadro 5).

De forma experimental, Perren ha determinado que unaosteosntesis femoral con tornillos clsicos de 3,5 mm dedimetro genera un par de friccin de 3-5 Nm entre laplaca y el hueso [31]. Un hueso osteoportico genera, enel mejor de los casos, 3 Nm gracias a un montaje similar,lo que segn Borgeaud et al [32] no autorizara un apoyocorrespondiente a 500 N. Adems, en las fracturas de lospacientes osteoporticos, las osteosntesis clsicas noson apropiadas si se busca una recuperacin rpida deautonoma, ya que la reanudacin del apoyo no es posi-ble sin correr el riesgo de una claudicacin mecnica porprdida de jacin.

Las fracturas conminutas tambin causan dicultadescon este modelo de osteosntesis. La reduccin anatmicade la fractura puede ser muy difcil o exponer al riesgo dedesvascularizacin de los fragmentos, con la formacin desecuestros y un aumento del riesgo de seudoartrosis.

Placas con tornillos bloqueados. Creadas en raznde los lmites de las placas estndar para las fracturasconminutas, de la mecnica del esqueleto osteoporticoy de la interpretacin de los procesos de consolidacinbiolgica, las placas con tornillos bloqueados ocupan unlugar principal entre los materiales para la osteosntesis. Acomienzos de la dcada de 1980 se desarrollaron la placaondulada (Brunner, 1980) y la placa puente o de apriete [33]

para preservar el hematoma y la vascularizacin peris-tica. Stoffel et al [34], en un estudio mecnico e histolgico,presentan diversos montajes de placas con tornillos de

A

BFigura 16. Estabilidad del complejo tornillo-placa-corticalesen un montaje con tornillos clsicos (A) y con tornillos bloquea-dos (B).

compresin. Las lesiones por legrado del periostio pro-ducen una osteoporosis relativa debajo de la placa porafectacin de la microvascularizacin. As demuestranque el montaje con estabilidad absoluta (placa anatmicay tornillo de compresin) permite una consolidacin msrpida que un montaje ms inestable. Al respecto, la con-solidacin cortical se efecta por contacto seo directo,sin la cascada biolgica de la organizacin del hematomay del callo perifracturario.

En el plano biomecnico, se trata de aumentar la rigi-dez del complejo placa/tornillo para que las cargas yano se transmitan por el hueso sino por los implantes.Es, por tanto, un principio fundamentalmente opuestoque da origen al concepto de placa con tornillos bloquea-dos. Las fracturas conminutas no permiten el montaje encompresin. Las fuerzas pasan totalmente por el materialde osteosntesis, el cual pasa por encima de la fracturaa modo de puente, y entonces la consolidacin ya noes per primam sino secundaria, ya que se organiza apartir del hematoma fracturario con el desarrollo de uncallo, primero blando y despus duro, que es en s mismola expresin de una estabilidad relativa. A efectos de noaumentar la friccin entre el hueso y la placa y, en con-secuencia, favorecer la isquemia local por la lesin delperiostio, la placa con tornillos bloqueados crea una uni-dad mecnica entre la placa y la cortical al solidarizarel tornillo a la placa mediante un roscado en la cabezadel tornillo (Fig. 16); es el concepto del jador externointerno.

Para la osteosntesis de una fractura, primero se reco-mienda reducir la fractura y luego colocar, antes que laplaca, uno o varios tornillos de compresin en el sitio ositios de fractura. A continuacin, la colocacin de torni-llos bicorticales induce una precarga para aplicar la placacontra el hueso y as producir la friccin. Con el apoyo (ola contraccin muscular), el hueso soporta una fuerza decizalladura que se anade a la carga generada por el peso delpaciente (Fig. 17). Esta carga no se verica con un tornillobloqueado, caso en el que la placa y los tornillos actancomo una unidad mecnica y permiten la osteosntesisen un esqueleto osteoportico. Cuando la carga aumenta(bsicamente por el peso del paciente), en el caso de laplaca con tornillos bloqueados, el vector resultante quedaen compresin axial. Al contrario, en el caso de las pla-cas con tornillos no bloqueados, por denicin el tornillo



1

1

Figura 17. Movilizacin de los tornillos clsicos por balanceodurante la carga axial (1). Los tornillos bloqueados forman unaunidad con la placa.

1

Figura 18. Prdida de estabilidad secuencial de los tornillos.La movilidad del foco en flexin (1) induce una movilizacin deltornillo proximal ms cercano al foco, cuya impresin sea seagranda y crea una cmara de movilidad. Este efecto se extiendeal tornillo siguiente de manera secuencial.

est libre en la placa y el peso del cuerpo acta sobre eltornillo con un brazo de palanca que produce una fuerzaangular, que ser ms intensa cuanto mayor sea la distan-cia entre las dos corticales. Los movimientos inducidospor esta fuerza pueden agrandar el oricio en el hueso y,por tanto, hacer perder la estabilidad del tornillo en lacortical distal. Cuando estn comprometidas tanto la ja-cin del tornillo como la estabilidad angular del montaje,el mecanismo se propaga al tornillo adyacente y poco apoco induce la claudicacin mecnica de la osteosntesis,con desmontaje y desplazamiento secundario (Fig. 18).

En teora, la forma de las placas con tornillos bloquea-dos no es tan esencial como en las placas estndar, yaque la placa no se apoya contra el hueso. La rigidez de lainterfase hueso-implante se obtiene sin comprometer lavascularizacin local y la placa acta como un verdaderojador externo interno. Para limitar el traumatismode los tejidos blandos y, sobre todo, para conservar elhematoma fracturario, se han desarrollado instrumentosde ayuda a la implantacin por vas mnimamente inva-sivas. Estos dispositivos provistos de sistemas de visinpermiten la reduccin y la colocacin de los tornillos [35].Es el principio de la tcnica de osteosntesis percutneamnimamente invasiva con placas (MIPO). El sistema deestabilizacin de invasin mnima (LISS) fue desarrolladoinicialmente para las osteosntesis de las fracturas distalesdel fmur. Despus se crearon sistemas hbridos a modode placas de compresin bloqueable (LCP) que permi-ten asociar tornillos bloqueados y no bloqueados paraaprovechar mejor las posibilidades de cada sistema enfuncin del contexto [36]. Con este enfoque, la morbili-dad es menor y la reanudacin del apoyo, inmediata [37].Es tambin el caso de las fracturas que afectan desde laepsis hasta la disis, pasando por la metsis, para lasque se han creado varios modelos de placas anatmicasque pueden usarse con tornillos episarios bloqueados.La resistencia que conere la unidad tornillo-placa pro-porciona una buena estabilidad del montaje en el huesoesponjoso episario (Fig. 19). En las fracturas articulares,una osteosntesis mixta puede asociar tornillos de com-presin por atornillado directo o a travs de la placa contornillos bloqueados para la estabilidad angular [38].

Figura 19. Con tornillos bloqueados epifisarios no es necesa-rio que la placa se adose al hueso de forma estricta, ni tampocoque la osteosntesis sea slida en la zona trabecular.

Materiales: una cuestin biolgica y mecnica.Desde los comienzos de la osteosntesis se han usadonumerosos metales (aluminio, plata, latn, cobre, acero,etc.), pero presentaban una resistencia mecnica dema-siado baja y estaban expuestos tanto a la corrosincomo a una biocompatibilidad mediocre, lo que generabaostelisis considerables debido a reacciones inamatoriasque conducan al fracaso del montaje. A principios delsiglo XX se realizaron diversos estudios sobre las aleacio-nes y los materiales de las osteosntesis con el propsitode encontrar el material ptimo. En la dcada de 1950,los conceptos de la escuela suiza consagraron los implan-tes de acero inoxidable y despus se desarrollaron losimplantes de titanio. El mdulo de elasticidad del titanio(100 gigapascales [GPa]) equivale a la mitad del mdulodel acero inoxidable (200 GPa) y tiene propiedades mec-nicas ms parecidas a las del hueso. Gautier et al [39], en unmodelo ovino, han demostrado que una placa modica deforma considerable las cargas siolgicas sobre el huesoal redistribuir las fuerzas a nivel del hueso cortical. Lainuencia del material de osteosntesis es relativamentemenor en esta cuestin y, por tanto, tambin lo sera laventaja del titanio sobre el acero inoxidable en el aspectobiomecnico. En cambio, en el hueso que ya no recibe lascargas se producen grandes cambios, segn lo demostradopor Uhthoff et al [40] en un modelo canino de osteotomafemoral tratada con jacin rgida. Por eso, algunos auto-res han recomendado el uso de material con un mdulode elasticidad ms dbil y la ablacin precoz del mate-rial. Woo et al recomiendan un material de resistenciamoderada a la exin y la torsin y de resistencia baja a lacompresin, para permitir que el hueso reciba lo esencialde las cargas siolgicas [41].

Adems, con el titanio se ha presentado el problemade la ablacin del material debido a una consolidacinpor contacto entre la placa y los tornillos [42]. Las diculta-des quirrgicas potenciales con relacin a estas ablacionesaumentan la duracin de la intervencin y la morbili-dad, y para retirar el material de forma segura y ecaz senecesita una instrumentacin especial [43].

Recientemente se han creado nuevos materiales con elobjetivo principal de asemejarse al mdulo de elasticidaddel hueso. Los implantes de poliariletercetonas (PAEK),muy desarrollados en implantologa dental, se usantambin en traumatologa [44]. Son polmeros termoplsti-cos de excelente biocompatibilidad. Su comportamientomecnico permite usarlos como interfase entre tornilloy placa para disminuir la rigidez de los montajes, comoimplantes segmentarios por defectos seos o, desde hacemuchos anos, en ciruga raqudea [45]. Akhavan et al [46]



Figura 20. Osteosntesis de una fractura diafisaria con clavointramedular.

han obtenido excelentes resultados clnicos y radiolgicosdespus de 6 anos de seguimiento en prtesis de caderas(tallo y cpula). Esta va de investigacin es interesante,pero necesita una evaluacin a largo plazo.

En ortopedia, la jacin y la reconstruccin se hanorientado sobre todo con base en las propiedades mec-nicas y la funcin de los implantes. Como se expusoantes, la biomecnica de la osteosntesis no es el nicofactor de consolidacin. La biocompatibilidad del titanioes mejor que la del acero inoxidable; adems, disminuyeel riesgo de infeccin y el depsito de biopelcula [47]. Esuna consecuencia de la organizacin anatmica descritapor Gristina [48] en 1987. La adherencia de las bacteriasal material es producto de las propiedades sicoqumi-cas del implante y cada aleacin tiene una interaccinespecca. Fue necesario mejorar la calidad de los materia-les debido a las infecciones, una complicacin principaly frecuente en traumatologa. Las aleaciones que con-tienen cobre o la produccin de titanio nanotexturadodisminuyen la adherencia bacteriana [49]. Nuevas vas deinvestigacin ofrecen la posibilidad de producir implantescon revestimientos biolgicos. Adems, se est estudiandola difusin desde el implante de agentes orgnicos, demolculas bioactivas como citocinas [50], quimiocinas [51]

o antibiticos. Estas opciones podran aportar solucionespara combatir la infeccin [52] y las seudoartrosis crnicas.Por ltimo, estn en estudio los implantes reabsorbibles,aunque todava no se dispone de datos biomecnicos nide resultados clnicos.

Clavo intramedularLa osteosntesis con clavo intramedular se ha revelado

til para conservar el hematoma fracturario y la posicinideal de este montaje, que es el ms parecido al del huesolargo en los aspectos anatmico y biomecnico. El con-cepto actual de esta tcnica fue desarrollado por Kuntscheren la dcada de 1940 [53], quien se bas en el bloqueo delclavo a partir de la deformacin elstica del hueso. Laidea inicial de ranurar el clavo tena por objetivo mejo-rar las propiedades biomecnicas para acercarse lo msposible a la estructura sea. El clavo era un poco ms e-xible y reaccionaba mejor en torsin. La iniciativa debidejarse de lado por la dicultad para extraer este tipo declavo. El desarrollo posterior del bloqueo permiti tratarlas fracturas ms complejas mediante el control de la rota-cin y de la estabilidad de la osteosntesis en las fracturasconminutas.

El clavo hace las veces de un tutor que refuerza el focode las fracturas diasarias (Fig. 20). En la actualidad, elclavo intramedular se coloca a foco cerrado en casi todoslos casos. Para esto se necesita un control con amplicador

Figura 21. Radiografa de la tibia. Osteosntesis con clavo ytornillo de bloqueo.

de imagen, sobre todo para vericar los defectos de rota-cin y el punto de insercin del clavo [54]. Las indicacionesen las fracturas diasarias de los huesos largos son muyamplias. Los nuevos disenos de clavos, con un bloqueoproximal y distal bien cerca de las epsis, hacen posibleel tratamiento de las fracturas metasoepisarias, inclusoarticulares, y de las fracturas inestables o con gran prdidade sustancia sea. La reduccin de las fracturas meta-sarias y la estabilidad del sistema pueden mejorarse contornillos de bloqueo insertados en el plano frontal o ante-roposterior [55] (Fig. 21).

Este mtodo de osteosntesis es considerado como deestabilidad relativa y la consolidacin se produce gra-cias a la formacin de un callo. El momento de inerciade un clavo aumenta con su dimetro. Segn Tenceret al, un clavo de 16 mm es 2,5 veces ms rgido queuno de 12 mm [56]. En realidad, el dimetro del clavoest limitado sobre todo por el dimetro de la cavidadmedular del hueso y por el dimetro del fresado, cuyoobjetivo es calibrar la cavidad medular del hueso frac-turado (pasar de la forma de un reloj de arena a la deun cilindro) para aumentar la supercie de contacto y,por tanto, la friccin entre el clavo y el hueso cortical. Elefecto del fresado es ms controvertido en el plano bio-lgico: favorable para algunos debido a la movilizacinde los inductores de la consolidacin [57] y desfavorablepara otros porque destruye la vascularizacin endstica deforma mecnica e induce un calentamiento. Este riesgo denecrosis trmica sea tambin est favorecido por el usode un manguito neumtico [58, 59]. Los modelos animalessugieren una disminucin de la vascularizacin medulardespus del fresado, aunque es reversible [60]. Se ha pro-puesto entonces introducir clavos macizos, rgidos y sinfresado previo. Sin embargo, sus propiedades mecnicasgeneran ndices de seudoartrosis mayores y, por tanto,se han dejado de lado [61, 62]. Finkemeier et al demostra-ron que el fresado induca un reduccin signicativa deltiempo de consolidacin [63]. As, se puede aumentar larigidez por bloqueo, ms an teniendo en cuenta que si eldimetro del clavo es elevado, en principio acepta mejorlos tornillos de bloqueo de mayor dimetro y mejora larigidez y la estabilidad del montaje.

Fijador externoEl principio del jador externo se basa en la reduccin

y la jacin del foco de fractura sin necesidad de actuarsobre los tejidos circundantes ni modicarlos. Es el trata-miento de eleccin de las fracturas abiertas, al menos de



Flexin Compresin Torsin

Hoffmann-Vidal

Bilateral, 2 planos

1 plano

1 plano

1 plano

Unilateral, 2 planos

20

10

300

500

4

2

Nm/grado N/mm Nm/deg

Figura 22. Rigidez en funcin del fijadorexterno y de la deformacin en flexin,compresin y traccin, segn Behrens [64].

manera temporal, ya que permite evitar la colocacin dematerial de osteosntesis en contacto con un foco poten-cialmente sptico.

Lambotte, en 1902, describi el primer jador mono-planar. Hoffman, en 1938, introdujo el mecanismo dertula, lo que posibilit la reduccin de la fractura y lacompresin en los tres planos del espacio. Despus apare-cieron otros modelos, pero la innovacin principal fue lade Ilizarov, en 1950, con los marcos circulares que permi-tan poner en tensin clavijas de bajo calibre. Los jadoresexternos actuales hacen posible las jaciones hbridas yla aplicacin de los principios iniciales de las jacionesmonoplanar, multiplanar y circular.

Cada uno de estos modelos tiene sus propias caracte-rsticas mecnicas, como lo ilustra el estudio de Behrenset al [64]. La rigidez en exin y en torsin de los jadoresbilaterales multiplanares es superior a la de la mayora delos dems montajes (Fig. 22).

Sin embargo, otros factores inuyen en esta estabilidad,que se basa en las caractersticas de las clavijas (dime-tro, nmero, localizacin), as como en el marco (tipo demontaje, tipo y nmero de conexiones) y su posicin.

La clavija es un principio fundamental de la estabili-dad. La rigidez de un elemento cilndrico depende de sudimetro a la potencia 4. Por lo tanto, el dimetro de lasclavijas es esencial. Esto crea una mayor interfase entre elhueso y la clavija y disminuye el riesgo de movilizacin.El aumento del dimetro en un factor 2 conere una rigi-dez 16 veces superior, pero aumenta el riesgo de fracturapor fragilizacin de la cortical. Si el dimetro del eje de laclavija es superior al 30% del dimetro del hueso, el riesgode fractura aumenta de forma signicativa [65]. Para mejo-rar la estabilidad de las clavijas se han anadido numerosasmodicaciones (parte roscada cnica, clavijas autoperfo-rantes, de autorroscado, revestimiento de hidroxiapatita).Otro factor principal es el nmero de clavijas. Para impe-dir la rotacin del fragmento suelen ser necesarias dosclavijas, por lo general en el mismo plano. Aunque una

tercera clavija modica poco las propiedades mecnicasdel montaje, es til contar con una clavija suplementa-ria en caso de movilizacin o de infeccin. Aumentar elnmero de clavijas puede ser benecioso para la rigidez sise aumenta el espacio entre ellas. Las clavijas se colocanpor fuera del foco de fractura y en piel sana para limitarlos riesgos de infeccin. El montaje es ms rgido cuantoms cerca del foco de fractura se encuentran las clavijas.ste es otro elemento fundamental de la estabilidad, puesdisminuye en igual medida el brazo de palanca de des-plazamiento de la fractura soportado por el montaje. Sinembargo, la localizacin de las clavijas debe permitir unaposible intervencin futura como, por ejemplo, la confec-cin de un colgajo de revestimiento o un procedimientovascular (aponeurotoma de descarga, revascularizacinpor derivacin, etc.). Es necesario entonces encontrar untrmino medio. Adems, la resistencia de las clavijas en suplano es limitada; as pues, la rigidez en el plano antero-posterior es ptima si las clavijas se disponen en el planofrontal. Se entiende entonces por qu los montajes mul-tiplanares o hbridos aumentan la rigidez. Por ltimo, ladisminucin de la distancia entre el marco o el cuerpo deljador y el hueso aumenta la estabilidad del sistema. Lamovilidad de la fractura guarda relacin con esta distan-cia a la potencia 4. El lmite de este principio es el espacionecesario en caso de edema postoperatorio o para la cura-cin de las heridas. La unin entre las clavijas y el cuerpodel jador debe ser lo ms directo posible para disminuir elpar de deformacin y evitar poner en riesgo la estabilidad.

Hay que contemplar entonces numerosos parmetrospara favorecer la rigidez del montaje que, en el mejor delos casos, debe conducir a la consolidacin y la reanuda-cin del apoyo (Cuadro 6).

La posibilidad de dinamizar el marco con facilidad, des-plazando el cuerpo del jador ms lejos del hueso, permitecorregir ms adelante las imperfecciones de reduccino facilitar la consolidacin, aunque hay divergencias encuanto al perodo adecuado [6668]. En este sentido, para



Cuadro 6.Factores de rigidez de una osteosntesis con fijador externo.Pueden estar vinculados al paciente, al tipo de fractura o a loselementos del fijador (clavijas, barras, tipo de montaje).

Factores Rigidez

Clavijas NmeroDimetroMaterialDistancia entre dosclavijas en unfragmentoDistancia del foco

Marco o barras NmeroDistancia del huesoLongitud (barras)DimetroMaterial

Planos de jaciones (mono/multiplanares) Multiplanares

Compresin del foco Densidad sea Conminucin

la consolidacin sea, la jacin externa se vale delprincipio de estabilidad relativa. No hay consenso en loque se reere a la utilidad de una dinamizacin del sistemao del lapso necesario antes de efectuarla, pero se aceptaque para favorecer la consolidacin sea el foco debemovilizarse en compresin. Las publicaciones al respectoabundan y las opiniones son contradictorias. Mientrasque Claes et al senalan la inecacia de la dinamizacinprecoz (1 semana) en un modelo ovino [69], Arazi et al ar-man lo contrario en un modelo canino [70]. Aunque losestudios in vivo en el ser humano presentan diculta-des metodolgicas, para Foxworthy la dinamizacin antesde la cuarta semana sera beneciosa, segn un estudioretrospectivo realizado despus de un apareamiento portipo de fractura y de abertura cutnea [71].

Respecto a los jadores de tipo Ilizarov, el paso de lasagujas debe ser total para responder a las cargas anat-micas y mecnicas. La mejor estabilidad se obtiene conagujas perpendiculares al eje del segmento seo. Estemontaje es menos rgido que los jadores monoplana-res, sobre todo en compresin axial [72], lo que en teoraes favorable a la consolidacin sea. Las cargas en trac-cin pueden inducir una consolidacin, aunque de formams limitada. Las correcciones de las deformaciones y elalargamiento seo se basan en este principio. Segn losprincipios de Ilizarov [73], una osteotoma seguida de latraccin progresiva del foco permite retardar la consoli-dacin sea al posibilitar un alargamiento progresivo. Porlo tanto, las cargas deben ser sucientes para la distraccinsea, aunque un alargamiento demasiado rpido conduci-ra a la organizacin de una seudoartrosis. Estos trabajos sebasan en las fases sucesivas de la consolidacin. La forma-cin del callo blando inicial supone una mineralizacinprogresiva. Mientras este foco recibe cargas, la consolida-cin se retrasa. El control de la rapidez y de la fuerza detraccin es fundamental para no superar las capacidadesde consolidacin del hueso.

Eleccin del tipo de osteosntesisEstabilidad absoluta/relativa de la osteosntesis

El principio de estabilidad absoluta se remonta a ladcada de 1950. Perren describi la estabilidad en rela-cin con la separacin del trazo de fractura. Es la cantidadde cargas en el foco lo que va a determinar la movilidad(L/l0) de ste. La consolidacin cortical se produce sila movilidad se mantiene por debajo del 2% del espaciointerfragmentario; entre el 2-10%, la estabilidad rela-tiva permite una consolidacin secundaria; por encimadel 10%, el hueso no puede consolidarse y la fractura

I

I0

Figura 23. Estabilidad del foco de fractura y consolidacin.Segn Perren [74]; l/l0 describe la estabilidad del montaje.Menos del 2%: estabilidad absoluta; entre el 2-10%: estabilidadrelativa; ms del 10%: riesgo de seudoartrosis.

evoluciona hacia la seudoartrosis [74] (Fig. 23). La estabi-lidad absoluta conduce a una consolidacin excelente enlas fracturas simples con un espacio interfragmentario demenos de 2 mm. En una situacin de intensa carga peri-fracturaria como, por ejemplo, una fractura diasaria deun hueso largo, la estabilidad es fundamental y se pree-ren los tornillos de compresin y una placa. El callo esbsicamente cortical.

Un montaje estable debe permitir la transferencia de lascargas mecnicas al hueso. El material debe soportar slouna pequena parte de las cargas, de modo que la osteosn-tesis est protegida por el propio hueso. sta es la base dela ensenanza de la AO. La consolidacin sea se produceper primam al favorecer la formacin del callo cortical. Elmontaje induce la estabilidad gracias a las fuerzas de fric-cin entre el hueso y la placa. La jacin correcta de lostornillos es fundamental para aumentar dicha friccin yfavorecer las fuerzas de compresin. Adems, la estabili-dad del foco puede depender de la colocacin inicial deun tornillo de compresin. Sea cual sea el tipo de la placa,su longitud y su grosor, as como la distancia entre los tor-nillos ms cercanos a la fractura, mejoran la estabilidad.En lo que se reere a la posicin de los tornillos, Ellis etal [75] han demostrado que los tornillos ms cercanos alfoco reciben ms cargas (Fig. 24). Las cargas disminuyenluego de forma progresiva para alcanzar un piso despusdel sptimo oricio, sea cual sea el nmero de tornillos ysu distribucin; se distribuye preferentemente a lo largode la placa y de forma no agrupada [76]. No es necesariocolocar un tornillo en todos los oricios. Segn Field etal [77], la rigidez del montaje disminuye poco si se suprimehasta el 40% de su nmero.

En las fracturas conminutas es preferible una estabilidadrelativa porque permite micromovimientos que favorecenla formacin de un callo peristico (clavo intramedularbloqueado, placa puente, jador externo). En cambio, unsistema demasiado rgido con grandes espacios interfrag-mentarios puede inducir un retraso de consolidacin si lareduccin es incompleta [78].

La estabilidad del montaje depende entonces del tipode osteosntesis, pero tambin puede mejorarse con unafrula o un yeso con el n de inmovilizar las articulacionesadyacentes. En todos los casos, la eleccin nal dependede la necesidad de obtener estabilidad o de que preva-lezca la conservacin de la vascularizacin por los tejidosblandos y del hematoma para la consolidacin biolgica.

Osteosntesis esttica/dinmicaLa jacin esttica puede denirse como la conserva-

cin de la rigidez del montaje desde el principio hasta elnal del tratamiento. Las placas hacen posible un mon-taje esttico, ya sea de estabilidad absoluta o relativa. Elclavo permite un montaje esttico o dinmico segn lasituacin. Segn los autores, el bloqueo no es necesarioen todos los montajes. Permite controlar las cargas en tor-sin y en compresin. Adems de la posibilidad de noefectuar un bloqueo distal en algunas fracturas simples,los oricios oblongos facilitan un bloqueo dinmico alpermitir la impactacin del foco de la fractura (Fig. 25).Una reduccin imperfecta durante la intervencin, conla persistencia de un espacio interfragmentario, ms anen la medida en que el uso de mesas ortopdicas faci-lita la traccin, puede mejorarse con la reanudacin delapoyo. Sin embargo, se dispone de articios y dispositivos



Orificio de tornillo/foco8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Mic

roca

rga

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

2, 3, 4, 5 7, 8, 9, 10 2, 6, 9Figura 24. Cargas recibidas por los tor-nillos en funcin de su alejamiento delfoco de fractura y de la distribucin sobrela placa con un espacio interfragmenta-rio en distintos tipos de montajes (segnEllis [75]).

A B

1

CFigura 25. Fijacin distal de un clavo intramedular.A. Esttica.B. Dinmica. Colocacin peroperatoria del tornillo de bloqueobicortical.C. Tras reanudacin del apoyo y compresin del foco (1).

especcos para la compresin durante la ciruga. SegnHahn et al [79], la ausencia de bloqueo puede representaruna zona de debilidad del clavo. Bucholz et al recomenda-ban una distancia de 5 cm entre la fractura y el bloqueo [80].Este riesgo ha disminuido con los nuevos disenos de losclavos y, en realidad, hay pocas referencias a esta compli-cacin en las series recientes, en las que las rupturas de unclavo suelen ser consecutivas a la falta de consolidacin.

Esta posibilidad de impactacin del foco despus dela ciruga debe distinguirse de la dinamizacin por abla-cin de uno o ms tornillos de bloqueo. Esta tcnica seha propuesto sobre todo en caso de retraso de consolida-cin despus de 3 meses. Los resultados son variables [81].Tigani et al senalan un aumento del ndice de seudoartro-sis cuando se retira el bloqueo tras la aparicin de un calloen la radiografa [82], pero no hay consenso sobre el tiemponecesario antes de la dinamizacin y sus indicaciones.

Otros tratamientosadyuvantes y vas deinvestigacin [83]: implicacionesmecnicas y biolgicas

La jacin mecnica de las fracturas puede con-ducir a fracasos, sobre todo en trminos de retraso

de consolidacin sea. Existen mtodos alternativoso complementarios. Adems de los tratamientos quemodican la biologa de la consolidacin (protena mor-fogentica sea, plasma rico en plaquetas, etc.), slo setratarn las tcnicas recientes invasivas, cuyos mecanis-mos de accin todava no estn bien denidos.

Ondas de choqueEl tratamiento de las fracturas por ondas de choque

no se usa en la prctica corriente. Difundido para el tra-tamiento de las litiasis, en estudios recientes se senalanbuenos resultados. Aunque los mecanismos de accin nose conocen bien, Hsu et al comunican un ndice de conso-lidacin superior al de un grupo de control de conejos enel tratamiento de fracturas recientes [84]. En el ser humano,el mtodo se evalu para el tratamiento del retraso de con-solidacin. Wang et al han aplicado un protocolo denidoen funcin de la localizacin (6.000 impulsos de 28 kVpara el fmur y la tibia, 3.000 impulsos de 28 kV parael hmero y 2.000 impulsos de 24 kV para el radio y elcbito) [85].

Encontraron un ndice del 80% de consolidacin a12 meses y compararon estos resultados con los resulta-dos quirrgicos sin sus riesgos, a pesar de la ausencia degrupo de control.

El uso de ondas de choque como adyuvante tambinproduce resultados alentadores, con ndices de con-solidacin signicativamente superiores en un estudioaleatorizado de pacientes con un solo traumatismo delmiembro inferior tratados con placa, asociada o no aondas de choque [86].

Ondas electromagnticas o camposelectromagnticos pulsados

El estudio de la electricidad sea se remonta a Paracelsoen el siglo XV, pero el estudio cientco actual fue reali-zado en la dcada de 1950 por Fukada, quien precis lainuencia sobre el crecimiento seo. En esta tcnica seusa una corriente elctrica con la nalidad de generar uncampo magntico. En un metaanlisis de estudios alea-torizados, Mollon et al revelan la ausencia de pruebas afavor de un efecto signicativo sobre el tratamiento de lasseudoartrosis y retraso de consolidacin [87]. La tcnica fueampliamente difundida con una publicidad agresiva,pero carece de estudios con un nivel de prueba elevadoy de bastante potencia como para sostener su utilidad entrminos funcionales o de reduccin del dolor, segn loprecisado por Grifn [88].

Ultrasonidos pulsadosLos ultrasonidos pulsados (ultrasonografa pulsada de

baja intensidad [LIPUS]) se aplican segn un protocolo



denido, aunque variable en funcin del laboratorio.Puede consistir en un tratamiento diario de 20 minutosal da con impulsos de una frecuencia de 1,5 MHz, cadauno de 200 s y una intensidad de 30 mW/cm2. En unmetaanlisis, que agrupa sobre todo ensayos en dobleciego, Busse et al senalan un acortamiento en alrede-dor de un tercio de la duracin de consolidacin, encomparacin con los grupos control [89]. Esta tcnica seacepta como un recurso ms del arsenal teraputico paralos retrasos de consolidacin y las seudoartrosis, aun-que faltan por determinar las modalidades de un usoptimo (inicio del tratamiento, intensidad y frecuenciasptimas).

ConclusinEl tejido seo, estructura anatmica, est sometido

a grandes cargas mecnicas en condiciones siolgicas.Tiene cualidades de adaptacin y remodelacin pero, porencima de algunas cargas, las deformaciones producenfracturas o microsuras por fatiga.

El tratamiento de las fracturas necesita un enfoque delhueso en sus diversas dimensiones. Es necesario cono-cer el proceso de consolidacin en el aspecto biolgico ycomo complemento de los conceptos de biomecnica. Laindicacin de un tratamiento quirrgico y la eleccin delmaterial para la jacin es una decisin basada en estosconocimientos, en el paciente y en la relacin entre losbenecios esperados y los riesgos.

El dominio de este proceso de decisin es una de lasclaves de la recuperacin, lo ms precozmente posible, dela autonoma despus de un traumatismo.

Puntos esenciales El mdulo de elasticidad longitudinal o deYoung de un material es la constante que repre-senta la relacin entre deformacin y carga entraccin. Se considera que un material es rgidosi su mdulo es elevado. El hueso es anistropo y viscoelstico. Sucomportamiento depende de la velocidad de apli-cacin de la carga. El tipo y la direccin de lascargas aplicadas al hueso influyen en la magni-tud necesaria del traumatismo para producir unafractura. Cada fractura es analizable como asociacin decargas simples. Estas deformaciones provocan tra-zos fracturarios notables y reproducibles. La consolidacin sea se produce por un juegode callo medular, cortical y peristico. Cada tipoest influido por la estabilidad absoluta o relativade la osteosntesis. La estabilidad de una placa de osteosntesis cl-sica se obtiene por friccin de la placa sobre lacortical sea cuando la placa bloqueada crea uncomplejo tornillo-placa rgido. El clavo intramedular permite conservar elhematoma fracturario. Es una osteosntesis deestabilidad relativa cuya rigidez depende del di-metro del clavo. La estabilidad de una osteosntesis mediante fija-dor externo depende de las clavijas, del tipo demarco o barras de unin y de la configuracintridimensional del montaje.

Bibliografa[1] Wolff J. The law of bone remodelling. Berlin: Springer-

Verlag; 1986, 126 p.[2] Sylvester AD, Christensen AM, Kramer PA. Factors influen-

cing osteological changes in the hands and fingers of rockclimbers. J Anat 2006;209:597609.

[3] Schneider P, Reiners C. Bone density in cosmonauts. Lancet2000;356:18512.

[4] Frost HM. From Wolffs law to the Utah paradigm: insightsabout bone physiology and its clinical applications. Anat Rec2001;262:398419.

[5] Ruffoni D, Fratzl P, Roschger P, Klaushofer K, Weinkamer R.The bone mineralization density distribution as a fingerprintof the mineralization process. Bone 2007;40:130819.

[6] Huiskes R, Ruimerman R, van Lenthe GH, Janssen JD.Effects of mechanical forces on maintenance and adaptationof form in trabecular bone. Nature 2000;405:7046.

[7] Burstein AH, Zika JM, Heiple KG, Klein L. Contribution ofcollagen and mineral to the elastic-plastic properties of bone.J Bone Joint Surg Am 1975;57:95661.

[8] Seeman E, Delmas PD. Bone qualitythe material and struc-tural basis of bone strength and fragility. N Engl J Med2006;354:225061.

[9] Currey JD. The relationship between the stiffness and themineral content of bone. J Biomech 1969;2:47780.

[10] Nyman JS, Reyes M, Wang X. Effect of ultrastructural chan-ges on the toughness of bone. Micron 2005;36:56682.

[11] Roschger P, Paschalis EP, Fratzl P, Klaushofer K. Bone mine-ralization density distribution in health and disease. Bone2008;42:45666.

[12] Rockwood CA, Green DP, Bucholz RW. Rockwood andGreens fractures in adults. Philadelphia, PA: Wolters KluwerHealth/Lippincott Williams and Wilkins; 2010.

[13] Nordsletten L, Ekeland A. Muscle contraction increases thestructural capacity of the lower leg: an in vivo study in therat. J Orthop Res 1993;11:299304.

[14] Pool-Goudzwaard A, van Dijke GH, van Gurp M, Mulder P,Snijders C, Stoeckart R. Contribution of pelvic floor musclesto stiffness of the pelvic ring. Clin Biomech 2004;19:56471.

[15] Burstein AH, Currey J, Frankel VH, Heiple KG, Lunseth P,Vessely JC. Bone strength. The effect of screw holes. J BoneJoint Surg Am 1972;54:114356.

[16] Aro HT, Wippermann BW, Hodgson SF, Wahner HW, Lewa-llen DG, Chao EY. Prediction of properties of fracture callusby measurement of mineral density using micro-bone densi-tometry. J Bone Joint Surg Am 1989;71:102030.

[17] McKibbin B. The biology of fracture healing in long bones.J Bone Joint Surg Br 1978;60:15062.

[18] Mller ME. Manual of internal xation: techniques recom-mended by the AO Group. Berl

2014 biomecánica del hueso, aplicación al tratamiento y a la consolidación de las fracturas

Documents