PRINCIPIOS BIOMECÁNICOS PARA OSTEOSÍNTESIS

Definición: Principio significa base u origen y Biomecánica es la aplicación de las leyes de la

mecánica en los seres vivos, por lo que en osteosíntesis, los principios biomecánicos son las bases

mecánicas del funcionamiento y comportamiento de los implantes y el hueso en el tratamiento de

las fracturas.

Osteosíntesis: No hemos encontrado una definición de la palabra, sin embargo, creemos

necesario el conceptualizarla para lograr así un mejor entendimiento. Es la fijación de fragmentos

óseos mediante uno o varios implantes, generalmente metálicos, para el tratamiento de las

fracturas, artrodesis y osteotomías.

Es muy importante considerar que una fractura puede ser tratada mediante diferentes principios

biomecánicos, cada uno de los cuales puede ser cumplido con distintos implantes, por lo que en

osteosíntesis primero debe ser elegido el principio biomecánico y después el implante apropiado

que cumpla con éste; por lo que ningún principio biomecánico deberá llevar implícito un implante

específico en su nombre, en su definición o en su objetivo, ya que son principios genéricos

aplicables a cualquier fractura.

Por lo tanto, cualquier implante, de cualquier marca o diseño, mal o bien aplicados, cumple con un

Principio Biomecánico.

Se hace hincapié en que la biomecánica es muy extensa y abarca una gran cantidad de variables,

por lo que al hablar de Principios Biomecánicos pàra Osteosíntesis, nos referiremos

exclusivamente a los efectos aplicados directamente por el cirujano y al funcionamiento de los

implantes para el tratamiento de las diferentes fracturas.

LO QUE SE PRETENDE AL DETERMINAR LOS PRINCIPIOS BIOMECANICOS PARA LA

OSTEOSINTESIS ES EL CREAR LA GUIA TANTO PARA EL CIRUJANO EN APRENDIZAJE,

COMO RECORDATORIO Y PUNTOS DE ANALISIS PARA LA TOMA DE DECISIONES,

RESULTADOS QUIRURGICOS Y DE FALLAS EN OSTEOSINTESIS PARA TODOS LOS

CIRUJANOS QUE REALICEN ESTA.

Tomando en cuenta las consideraciones anteriores, a continuación se enumeran los principios

biomecánicos:

1.- Compresión

2.- Protección

3.- Tirante

4.- Sostén

5.- Tutor Intraóseo

DEFINICIÓN Y OBJETIVOS DE LOS PRINCIPIOS BIOMECANICOS

I – COMPRESIÓN

Definición: Es la fricción realizada por el cirujano entre fragmentos mediante la utilización de uno o

más implantes.

Objetivo: Dar estabilidad entre los fragmentos de una fractura mediante el incremento de la fricción

en sus superficies de contacto.

La Compresión puede realizarse mediante diferentes implantes y, de acuerdo a la dirección del

trazo y la aplicación del o los implantes, se divide en dos tipos:

1. Compresión Transversal, es la que se refiere a la fricción ejercida perpendicular al eje longitudinal del

hueso. Se define como transversal ya que el implante se observa atravesando el eje del hueso si

realizamos un corte transversal

2. Compresión Axial, que es la que se ejerce en el sentido longitudinal del segmento del hueso

afectado.

II – PROTECCIÓN (NEUTRALIZACIÓN)

Definición: Es un implante agregado a una osteosíntesis insuficiente.

Objetivo: Complementar una osteosíntesis insuficiente para evitar su falla.

Cabe mencionar que el término de Osteosíntesis Insuficiente se refiere a la que puede ser estable,

como la compresión con tornillos que produce una estabilidad absoluta, pero es insuficiente debido

a la dinámica estructural y elasticidad del hueso y a la magnitud de las fuerzas que soporta con la

acción muscular por lo que requiere ser complementada con otro implante para evitar su falla.

III – TIRANTE

Definición: Es un implante tensado en la superficie convexa de un hueso con trazo simple.

Objetivo: Convertir los esfuerzos de flexión sobre el hueso, en esfuerzos de compresión en

dirección axial en la fractura.

La compresión de dirección axial condicionada por un tirante presenta dos modalidades, la

compresión estática axial en la cortical adyacente al implante, provocada directamente por el

cirujano al tensar el implante y la compresión dinámica axial en la cortical opuesta.

La Compresión Dinámica Axial, aunque es un comportamiento biomecánico, no se considera

Principio Biomecánico debido a que no es aplicada directamente por el cirujano; es mas bien

ocasionada por la fricción que se condiciona con el funcionamiento normal del segmento afectado

al ejercerse cargas por el peso corporal, por la función muscular o por la combinación de ambos,

como se demostrará en el capítulo correspondiente.

IV – SOSTÉN

Definición: Implante que funciona como sustituto temporal de soporte óseo.

Objetivo: Mantener una distancia cuando no existe soporte óseo.

Soporte Óseo es cuando existe hueso capaz de llevar sobre sí la carga sin sufrir un

acortamiento.

La falta de soporte óseo puede ser condicionada tanto por la conformación de una fractura, por

ejemplo un trazo complejo o un hundimiento, como por la situación anatómica. De acuerdo a la

técnica utilizada por el cirujano, como sería en la Osteosíntesis de Mínima Invasión con Placa

(MIPO por las siglas en inglés de Minimally Invasive Percutaneous Osteosynthesis), la fractura

puede ser estabilizada, sin embargo no se produce fricción entre los fragmentos actuando el

implante como sustituto de soporte óseo.

V – TUTOR INTRAOSEO

Definición: Efecto de alineación y estabilización de fragmentos de fracturas mediante implantes

dentro del hueso

Objetivo: Conducir o dirigir a los fragmentos óseos para la consolidación.

Generalmente se realiza con clavos intramedulares. La indicación precisa para la aplicación de

este principio de forma aislada es la presencia de una fractura de trazo transverso dentro del istmo

de la diáfisis ósea.

El hecho de estar contenido el implante dentro del hueso, explica el alineamiento al no permitir

desalojamientos de los fragmentos al chocar contra las corticales o el hueso esponjoso en los

extremos, lo que también ofrece cierto y variado grado de estabilidad contra desalojamiento y

angulación, permitiendo compresión y algo de rotación.

El Tutor Intraóseo se utiliza de manera aislada o en combinación con otros principios de la

siguiente manera:

1. Tutor Intraóseo más Protección: Es cuando un Tutor Intraóseo se fija de manera dinámica en el

hueso (un perno proximal en orificio oval y dos distales). Su objetivo es alinear y estabilizar una

fractura tanto en sentido rotacional, angular y transversal, permitiendo compresión dinámica axial

limitada y dirigida, que también sucede con el DHS y placas anguladas.

2. Tutor Intraóseo más Sostén: Es cuando un Tutor Intraóseo se fija de manera estática en el hueso

(dos pernos proximales y dos distales). Su objetivo es alinear y estabilizar una fractura en todos los

planos, manteniendo una distancia entre los extremos óseos, al no existir soporte óseo. En el DHS

sólo se logra cuando se coloca el tornillo de compresión de bloqueo (indicado en gente joven para

prevenir colapso) y mantener reducciones anatómicas

3. Tutor Intraóseo más Compresión: Es la aplicación de un Tutor Intraóseo, mediante la cual puede

ejercerse compresión estática axial para el tratamiento de fracturas diafisarias transversales,

predominantemente en húmero, aunque factible en fémur y tibia. Aunque es factible lograrla con el

DHS, la colocación del tornillo de compresión ya no es vigente y, en caso de aplicarse, pierde de

inmediato su función al retirar a la extremidad afectada de la tracción y permitir que actúen las cargas

musculares y ponderales.

Elegimos el término de Tutor después de la revisión del Diccionario de la Real Academia de la

Lengua Española, ya que se define como la persona que es la encargada de guiar a un niño hacia

su “consolidación” como adulto, al igual que para el hueso, lo guía o dirige hacia el contacto de un

segmento con otro para lograr soporte óseo y consolidar consecuentemente.

Los principios biomecánicos en osteosíntesis están determinados por los siguientes elementos

básicos:

o El hueso involucrado

o El segmento afectado

o La conformación de la fractura

o La calidad del hueso

o Personalidad de la fractura

o La técnica utilizada

o El implante aplicado

Hueso Involucrado

El comportamiento biomecánico dependerá del hueso que está siendo tratado debido a que

tenemos Huesos Rectos, en los que el eje anatómico coincide con el mecánico (tibia y fíbula) y

Huesos Curvos, es decir, los que su eje mecánico no coincide con el anatómico (el resto). En un

hueso recto no se puede utilizar el principio biomecánico del tirante en un trazo transversal, sólo la

compresión estática de dirección axial. En un hueso curvo, en cambio, puede utilizarse sólo el

tirante o el tutor intraóseo solo o combinado.

Segmento Afectado

Aunque se comentó que en un trazo transversal de la tibia no puede ser utilizado el principio del

tirante, si se trata de una fractura transversal en el maléolo medial (distinto segmento del mismo

hueso), puede ser tratado con dos clavillos y un alambre bajo ese principio, ya que en este

segmento óseo la convexidad con la que cuenta, como en las metáfisis de otros huesos, indica

según la ley de Wolf que existen solicitaciones en flexión. También de acuerdo al segmento, las

fracturas en el cuello femoral pueden ser tratadas sólo mediante el sostén o la compresión axial,

mas no mediante el tirante, pero sí mediante el tutor intraóseo, pero no con la doble compresión.

Conformación de la Fractura

De acuerdo a los diferentes trazos de fractura, se podrán emplear los principios biomecánicos, así

tenemos que en un trazo transversal se puede tratar mediante un tirante o compresión estática

axial, pero no mediante un sostén, que se utiliza en trazos múltiples o complejos y en trazos

articulares por hundimiento o en escoplo. La protección se utiliza en trazos oblicuos y helicoidales,

así como la compresión transversal. El tutor intraóseo aislado o combinado con protección y

compresión es indicado para los trazos transversales, pero la combinada con sostén, para trazos

complejos.

Calidad del hueso

No es lo mismo elegir un principio biomecánico para un hueso poroso que para uno en buen

estado de mineralización, por ejemplo, si una fractura pertrocantérica compleja nos indica la

utilización de un sostén, se lo llegamos a utilizar, esto puede condicionar la protrusión del implante

hacia el acetábulo, por lo que un tutor intraóseo sigue el colapso óseo y lo guía hacia su

consolidación, con menor probabilidad de protrusión.

Personalidad de la Fractura

Todos los puntos anteriores, en conjunto con el “dueño” o portador de la fractura, conforman su

personalidad, hablando de coomorbilidad, exposición, lesiones múltiples, ocupación, sexo, edad,

etc. Podemos tomar diferentes decisiones en cuanto a principios de acuerdo a lo anterior, como un

sostén que respeta más la biología que la protección con técnica estándar, desechar un tutor en

caso de politraumatizados por la posibilidad de microembolismo graso.

Técnica Utilizada

Excepto en trazos transversales, donde no es recomendable, la Técnica de Mínima Invasión con

Placa Percutánea se utiliza bajo el principio del sostén. En cualquier otro tipo de trazo, ya sea

simple o complejo, en una fractura oblicua de maléolo lateral, al utilizar la técnica de la placa dorsal

o antideslizante, se condiciona compresión estática radial con dicha placa, como se analizará

adelante.

Implante Aplicado

El implante es el que debe cumplir con el principio biomecánico de acuerdo a los lineamientos y

requerimientos mencionados y de acuerdo a sus características propias; por lo tanto, las placas

rectas o especiales pueden funcionar bajo cualquier principio, el fijador externo igual, excepto bajo

el de tutor intraóseo ni la compresión estática transversal pura, los tornillos como sostén o

compresión estática axial y transversal, no como tirante ni como tutor intraóseo. Los clavos son

más limitados en su uso y actúan como tutor intraóseo aislado o combinado. Los clavillos y

alambres como tirante, protección y compresión radial.

Con todo esto, se amplía el horizonte en el conocimiento y aplicación de los implantes para el

tratamiento de las fracturas y se aclaran las dudas que pueden existir en los Principios

Biomecánicos para Osteosíntesis.

En el caso de una fractura transversal de tercio medio del fémur tratado con una placa, el principio

biomecánico es el del tirante, mientras que si lo tratamos con un clavo intramedular fijado de

manera dinámica, entonces el principio biomecánico aplicado es el de tutor intraóseo con

protección.

Indicaciones e Implantes

Principio Compresión Protección Tirante Sostén Tutor Intraóseo

Indicaciones

Transversal: trazos

largos y verticales en

metáfisis y sólo en

diáfisis de peroné,

huesos pequeños

Axial: Trazos

transversos, con

respecto al eje

longitudinal del

hueso y segmento

afectados

Cualquier hueso y

trazo susceptibles

de compresión la

cual resulta

insuficiente

Trazos

transversos en

huesos curvos,

rótula,

olécranon,

algunas

avulsiones,

apófisis y

maléolos

Cualquier hueso,

segmento y trazos

sin soporte óseo

Istmo de diáfisis

húmero, fémur y tibia

transversales

+ Protección:

trazos con soporte

óseo en 3/5 de diáfisis

mismos huesos.

+ Sostén:

Igual sin soporte

óseo+húmero

+ Compresión:trazos

transversales

Implantes Transversal:

Tornillos, fijador

híbrido*,placa

antideslizante

Cualquier

implante más otro

que lo

complemente,

generalmente

tornillos + otro

Placas,

alambres +

clavillos y

fijador

Cualquier implante o

implantes

Puro

Clavos sin orificios

Axial: Tornillos,

placas

+ Protección:clavos

c/orificios, DHS, placas

anguladas, placas en

ostoporosis, clavos

más fijador

+ Sostén: clavos

c/orificios, DHS, placas

anguladas, gammas,

placas en osteoporosis

+ Compresión:clavos

c/orificios y dispositivo

especial

* El fijador híbrido puede realizar compresión estática radial en trazos oblicuos gracias a la oliva de

los clavillos, sin embargo, se ejerce bajo el principio de la protección que ofrece el fijador tubular

fijo al resto del hueso o bajo el de sostén cuando el trazo es fragmentado.