LesiónVolumen 44, Número 6 , junio de 2013, páginas 808-812

El potencial de aumento de implante en el tratamiento de las fracturas de fémur distal osteoporóticas: Un estudio biomecánico

Abstracto

PropósitoLas fracturas osteoporóticas de fémur distal son un problema subestimadoy creciendo en cirugía ortopédica y traumatología. Por lo tanto, esteestudio investiga el potencial de aumento de biomecánica del implante enel tratamiento de estas fracturas.

MétodosDoce osteoporóticas fémures distales sustitutas fueron asignadosaleatoriamente al grupo aumentada o no aumentada. Todas las muestrasfueron fijadas mediante el LCP DF. En el grupo aumentada adicionalmente 1ml Vertecem V + se inyectó en cada tornillo agujero antes de lacolocación del tornillo. El constructo representa una fractura AO 33A3. Las pruebas biomecánicas se realizó como carga axial sinusoidal entre50 y 500 N con 2 Hz durante 45.000 ciclos, seguido por la carga entre 50y 750 N hasta el fallo.

ResultadosEl grupo aumentada mostró rigidez axial significativamente mayor(36%). Además, el desplazamiento después de 45.000 ciclos fue 3,4 vecesmenor para el grupo aumentada (0,68 ± 0,2 mm vs. 2,28 ± 0,2 mm). Elfracaso se produjo después de 45.130 ciclos (SD 99) en todas las muestrasno aumentada y en dos ejemplares del grupo aumentada después de 69.675

ciclos (SD 1729). Cuatro de las muestras aumentadas mostraron ningúnfallo. El modo de fallo de todos los especímenes en ambos grupos era uncorte medial-out.

ConclusionesEste estudio muestra un prometedor potencial de aumento de implante en eltratamiento de las fracturas de fémur distales osteoporóticas.

Palabras clave Las fracturas de fémur distal ; Aumento ; Fijación de la fractura osteoporótica ; Biomecánica ; Chapado Locked

IntroducciónLas fracturas osteoporóticas son uno de los principales problemas entrauma de hoy y cirugía ortopédica e inevitablemente se incrementarádebido a la creciente esperanza de vida. 1 Una investigación de Melton etal. mostró condiciones mineral ósea por osteoporosis en el 58% de lasmujeres entre 70 a 79 años y hasta 84% en mujeres mayores de 80años. 2 Estas circunstancias conducen a una gestión mejorada de lafractura y la atención al paciente: bloqueo estable angular para placascon posibilidad de bloqueo poliaxial y estables angular bloqueados clavosintramedulares 3 , 4 , 5  y  6 , así como aumentos técnicas 7  y  8 se introdujeron.La fractura de fémur distal es, en comparación con la cadera, la columnavertebral, húmero y la muñeca, una rara pero subestimado fracturaosteoporótica que puede conducir a complicaciones graves. 9 En nuestrarutina clínica ya es número tres después de fémur proximal porosteoporosis y las fracturas vertebrales. Las fracturas de fémur distalpuede provocar a largo tiempo de carga de peso limitado o inmovilidad yaumentar así las complicaciones secundarias de riesgo. Fig. 1 muestra dosejemplos clínicos de recorte de recubrimiento después de cerrada defracturas de fémur distal osteoporóticas.

Fig. 1. Radiografías del fallido (recorte) fracturas de fémur distal osteoporóticas.

Opciones FiguraVallier et al. encontrado una mayor tasa de complicaciones en lasfracturas de fémur distal tratadas mediante chapado bloqueado con laplaca de compresión de bloqueo (31%) en comparación con la estabilizaciónde la placa angulado 95 ° (10%). Todos los pacientes, que sufren deuniones defectuosas, eran mayores de 55 años. 10 Hou et al. chapado encomparación bloqueado (34 pacientes) y enclavado intramedular retrógrado(18 pacientes) en el tratamiento de las fracturas periprotésicas porencima de una artroplastia total de rodilla. No encontraron diferenciasestadísticamente significativas con una curación de la fractura con éxitoen el 75% de todos los pacientes. Las principales complicaciones fueronla fractura no y consolidación viciosa que se produjo en el 18% de lospacientes tratados mediante chapado bloqueado en el 17% de los pacientestratados con clavos. 11

Para el conocimiento de los autores se han realizado hasta ahora ningunainvestigación para examinar el aumento del implante en el tratamiento delas fracturas de fémur distal osteoporóticas. Procedimientos de aumentohan demostrado el potencial de aumentar la estabilidad primaria y laresistencia de falla. 7 , 8 , 12  y 13 Este puede resultar en tasas decomplicaciones disminuyeron (luxación secundaria, cut-out, la cirugía derevisión) y anterior movilización del paciente con carga de peso. Por lotanto, las complicaciones secundarias pueden reducirse también.En consecuencia, el objetivo de este estudio fue identificar el potencialde aumento de implante en el tratamiento de las fracturas de fémurdistales osteoporóticas. Por lo tanto, se utilizaron un modelo de hueso

osteoporótico y una placa de fijación angular estable. En el grupoaumentada adicionalmente los siete tornillos de bloqueo distales sereforzaron adicionalmente usando 1 ml de cemento óseo a base de PMMA. Enuna configuración biomecánico el grupo aumentada se comparó con un grupono aumentada.

Materiales y métodos

EspécimenEn este estudio se utilizó un modelo sustituto del hueso del fémur distal(6,5 cm distales) simulando la osteoporosis grave. Introdujimos ycaracterizado a este modelo antes. 14  y  15 Además, se utiliza para realizarcomparaciones de implantes biomecánicos en el tratamiento de lasfracturas de fémur distales osteoporóticas. 16  y  17 El modelo de huesoosteoporótico se compone de espuma de poliuretano de celda cerrada conuna densidad de 150 kg / m 3 (SD 5 kg / m 3 ). Se diferencia por su formaanatómica y una homogeneidad distinta. El fémur proximal fue reemplazadopor un fémur compuesto tercera generación izquierda (sierrahuesos,Malmoe, Suecia) que fue acortado 8 cm proximal y paralelo a la línea dearticulación de la rodilla. Esta composición simula una fractura de fémurdistal extraarticular con un hueco de 1,5 cm (AO 33 A3; ver Fig. 4 ).

ImplantesLa placa utilizada en este estudio fue la placa de bloqueo de compresiónpara el fémur distal (LCP DF, Synthes GmbH, Solothurn, Suiza) hecha dealeación de titanio (TAN). Utilizamos la placa izquierda con 15 hoyos. Elbloqueo distal se realizó para ambos grupos de forma idéntica con lostornillos autorroscantes de bloqueo 5 mm correspondientes utilizando lalongitud se muestra en la Fig. 2 a.

Fig. 2. (A) Imagen de la parte distal de una izquierda LCP DF con los orificios de lostornillos (A-G) y la longitud del tornillo que se utilizó en este estudio acontinuación; (B) Los rayos X de un ejemplo de un no-aumentada (derecha) y un(izquierda) muestra aumentada en vista lateral y ap.

Opciones FiguraEl bloqueo proximal se realizó de una manera rígida para evitar que seafloje proximal o el fracaso utilizando 4 tornillos con tuercas en losorificios 2, 8, 12 y 15.

Instrumentación y aumentoDoce modelos de huesos han sido asignados al azar al grupo I (noaumentada) o grupo II (aumentada).Para ambos grupos se siguió lainstrumentación de la LCP la técnica quirúrgica del fabricante. En primerlugar, la guía de inserción se fija rígidamente a la placa, acontinuación, las muestras de hueso compuesto (tercera generación ymodelo osteoporótica) fueron alineadas utilizando dos tornillos debanco. Por último, la placa se colocó estandarizado para los especímenesosteoporóticas (1,5 cm proximal al extremo del cóndilo lateral) y losorificios de los tornillos distales se perforaron utilizando el 4.3 mmbroca a la profundidad mención anteriormente usando el anillo de tope(primer agujero E, B, A, C, D, F, G). Después de la perforación, lostornillos en el grupo I se han colocado directamente en los agujerosutilizando el 4 N par m limitador. Antes de colocar los tornillos en elgrupo II se realizó el aumento. Para este propósito, 20 ml kits de mezcla

Vertecem V + y los kits de jeringa correspondientes (Synthes, Solothurn,Suiza) fueron utilizados. Para la inyección de cemento se utilizó unaaguja de calibre 8 vertebroplastia con la cánula abertura lateral. Elcemento se mezcló siguiendo las instrucciones del fabricante; lasjeringas se llenaron para inflar la cánula, que a continuación se insertaen el orificio del tornillo (aproximadamente dos tercios de laprofundidad del agujero) y se inyectó 1 ml de cemento. Durante lainyección de la cánula se hizo girar lentamente de 45 ° dorso-causal a 45° antero-caudal y se retira lentamente ( Fig. 3 ). Después de lacolocación del implante instrumentación y distribución de cemento secontroló utilizando un intensificador de imagen ( Fig. 2 b).

Fig. 3. Material de aumento con el kit Vertecem V + cemento (A), compuesto por el recipientede mezcla con el polvo y el líquido monómero. (B) que muestra una parte del kit dejeringa con 1 ml (azul) y 2 ml (blanco) jeringas. La inyección se realizó utilizandoel kit de aguja de calibre vertebroplastia 8 (C) con la abertura lateral de lacánula (C parte inferior), la dirección de la abertura está marcado en el mango. (D)muestra la dirección de la inyección (derecha) y las herramientas de inyecciónmontadas completas (izquierda). (Para la interpretación de las referencias a coloren esta leyenda de la figura, se remite al lector a la versión web de esteartículo.)

Opciones FiguraAntes de la prueba biomecánica, las muestras se han almacenado atemperatura ambiente durante 24 h para permitir el curado del cemento.

Configuración de prueba / ensayo biomecánicoLa configuración de la prueba utilizada en este estudio se basó en losestudios anteriores de nuestro grupo. 16  y  17 Los especímenes fueronanatómicamente cargado con la fuerza de inducción sobre la cabezafemoral. El fémur distal se colocó en un molde pre-forma en una placacapaz de inclinarse medial y lateral ( Fig. 4 ).

Fig. 4. Configuración de la prueba con la fuerza inducida por encima de la cabezafemoral. El cojinete distal permite la inclinación a medial / lateral. Configuracióndel modelo de hueso utilizado en este estudio con el fémur tercera generacióncompuesto (parte proximal) y la parte distal osteoporótica. Modelo de fractura AO 33A3 con un espacio de la fractura de 1,5 cm.

Opciones FiguraLas pruebas biomecánicas se realizó en una máquina de prueba hidráulicaservo (Instron 8874, Instron, High Wycombe, Bucks, Reino Unido) en lacarga axial sinusoidal. Las muestras se cargaron entre 50 N y 500 N con 2

Hz durante 45.000 ciclos. Posteriormente las muestras se cargaron entre50 N y 750 N hasta el fallo.

Adquisición y evaluación de datosTiempo, ciclo, la carga axial y el desplazamiento axial se registraron apartir de transductores del sistema de prueba a una frecuencia de 50Hz. Rigidez axial para los ciclos de 100-109 se calcula a partir de lascurvas de desplazamiento de carga y la media de estos diez valores seutilizó para otros análisis estadísticos. Además, el desplazamiento parael ciclo 1000, 5000, 10000, 20000, se evaluó 30.000, 40.000 y 45.000.

Los análisis estadísticos se realizaron con SPSS para Windows (versión16, SPSS Inc., Chicago).Después de evaluar la distribución de datosmediante la prueba de Shapiro-Wilk, se identificaron diferenciassignificativas entre los grupos y se analizaron mediante ANOVA de medidasrepetidas estadísticas. El nivel de significación se fijó en α  = 0,05.

ResultadosLa media axial rigidez del grupo no fue aumentada con 102,5 N / mm 36%menor que para el grupo aumentada (139,7 N / mm). Esta diferencia fueestadísticamente significativa con p  = 0,04 ( Fig. 5 a).

Fig. 5. (A) diagrama de caja (mediana, 25% y 75% cuartil, mínimo y máximo) de la rigidezaxial comparando el grupo aumentada y no aumentada; (B) gráfica del desplazamiento[mm] del grupo-aumentada no aumentada y con p -valores.

Opciones FiguraEl desplazamiento durante los primeros 45.000 ciclos fuesignificativamente menor para el grupo aumentada en cada ciclo evaluado( p  ≤ 0,016, Fig. 5 b). Después de 45.000 ciclos del grupo no mostróaumentada a 3.4 veces más grande que significan desplazamiento (0,68 ±0,2 mm aumentaron vs. 2,28 ± 0,2 mm aumentadas no).El fallo se definió como un desplazamiento de 2,5 mm y se produjo despuésde 45.130 ciclos (SD 99) en todas las muestras no aumentada y en dosespecímenes del grupo aumentada después de 69.675 ciclos (SD1729). Cuatro de las muestras aumentadas resistieron 90.000 ciclos

(45.000 con 500 N y 45 000 con 750 N) sin fallo. El modo de fallo detodos los especímenes en ambos grupos fue un corte medial con elaflojamiento del implante y el varo colapso ( Fig. 6 ). Algunosejemplares, además, mostró una fractura intercondílea.

Fig. 6. Fotos de la falta cortar en la (derecha) muestra no aumentada (izquierda) yaumentada. En los rayos X la línea de unión está marcado por la línea de negro. Lasimágenes inferiores muestran una falla catastrófica.

Opciones Figura

DiscusiónEl presente estudio investiga el potencial de aumento de implante en eltratamiento de fracturas femorales distales. El aumento de cemento de laconstrucción de la placa de bloqueo resultó en un aumento significativode la rigidez axial y el desplazamiento significativamente menor durantela carga cíclica. El error se produjo debido a medial recorte y colapsoen varo.

Hay algunos estudios que investigan el potencial de aumento de losimplantes en los huesos largos. Klos et al. podría mostrar un aumentosignificativo en la rigidez y la disminución significativa de la zonaneutral y mayor número importante de ciclos hasta el fallo cuando

aumentar el clavo de artrodesis hindfood. 7Stoffel et al. investigadoaumento de cemento del tornillo dinámico de cadera y se encontró unamejoría significativa de la concentración, en la muestraaumentada. 8 Sermón et al. determinado el potencial de aumento en eltratamiento de fracturas femorales proximales usando el antirrotacionalproximal del clavo femoral (PFNA) con la cuchilla helicoidal. En unmodelo de hueso artificial que encontraron un aumento significativonúmero de ciclos para el fracaso en el grupo aumentada. Además,diferentes lugares de cuchilla han sido investigados y los grupos conposición de la hoja centrado y el aumento de cemento mostró el mayornúmero de ciclos de carga. Aunque en el grupo con paletas colocadas-offcentrado en la diferencia entre aumentada y el grupo no-aumentada fue aúnmayor, 12 este grupo fue capaz de mostrar un mayor número significativo deciclos al fallo utilizando la configuración anterior se menciona en lamuestra de cadáveres humanos. 13

Toy et al. realizado una comparación biomecánica de tres métodosdiferentes de reconstrucción (tornillos cruzados y cemento, clavijas deSteinmann y cemento, cemento solo) de grandes defectos no contenida en elcóndilo femoral medial. Ellos encontraron los tornillos cruzados ycemento para ser superior a otros métodos de reconstrucción con respectoa la rigidez y el fallo de la carga. 18 Esta comparación biomecánicomuestra la gran influencia de los dispositivos de fijaciónutilizados. Los siguientes pasos deben incluir también la optimización delos implantes para el aumento.Otra gran preocupación sobre el aumento es el uso de polimetilmetacrilato(PMMA) del hueso basado cementos es el aumento local de la temperaturadurante el curado del cemento y por lo tanto necrosis térmica. Boner etal. investigado el aumento local de temperatura durante el aumento de lostornillos de cadera utilizando 3 y 6 ml de cemento. Llegaron a laconclusión de que el aumento de los tornillos de la cadera con un máximode 6 ml de cemento PMMA no causa necrosis térmica. 19

Extracción de los implantes es otro hecho que debe ser considerado. Waitset al. encontrado el mismo par máximo durante la extracción de tornillospediculares estándar cementadas no cementado y. En contraste, el parmáximo para la eliminación de tornillos canulados y perforados aumentadaera 12 veces mayor. 20

Otra cuestión abierta para el cirujano es: cuando para aumentar unpaciente. Todos los estudios biomecánicos utilizando muestras humanasencontraron la densidad mineral ósea a ser un importante significado co-variable: cuanto menor es la densidad mineral ósea, mayor será la ventajade aumento. 7  y 13 Klos et al. también encontró una correlación con lafuerza del hueso local (en el calcáneo) medido con DensiProbe ™ (parmáximo) y el número de ciclos hasta la rotura y la densidad mineral ósea

medida por tomografía computarizada cuantitativa periférica. 21 ElDensiProbe ™ puede convertirse en un caso clínico herramienta para ayudaral cirujano identificar a los pacientes que se benefician más de losprocedimientos de aumentos.Las limitaciones de nuestro estudio son el pequeño número de muestras,pero por un lado, esto fue un estudio de viabilidad para demostrar laviabilidad de aumento en el fémur distal con el material existente.Unopor otro lado los modelos óseos utilizados se caracterizan por una muypequeña variabilidad.Además, este es un in vitro estudio biomecánico conlimitaciones en las condiciones de carga. Sin embargo, nuestro estudiomostró el potencial de aumento de implante en el fémur distal. Nuevosestudios deberían seguir investigando los posibles beneficios en loshuesos humanos.

ConclusiónEste estudio muestra un prometedor potencial de aumento de implante en eltratamiento de las fracturas de fémur distales osteoporóticas. Losespecímenes aumentada mostraron resultados significativamente mejores conrespecto a la rigidez axial, el desplazamiento durante la carga cíclica yciclos al fracaso. Otros estudios tienen afirmar estos resultados ypueden conducir a un procedimiento de rescate para el tratamiento defracturas femorales distales osteoporóticas graves.

Declaración de conflicto de interésTodos los autores describen las relaciones financieras y personales conotras personas u organizaciones que puedan influir indebidamente (sesgo)su trabajo.