BIOMECNICA APLICADA A LOS IMPLANTES Y LAS FRACTURAS

AUTOR: DR. FERNANDO PREZ E.

TUTOR: DR. DINO AGUILARORTOPEDIA Y TRAUMATOLOGA

JUNIO 2010

GENERALIDADESBiomecnica:

Es la aplicacin de las leyes de la mecnica en los seres vivos, abarca todas las acciones que se ejercen sobre la estructura de sostn del cuerpo, las cargas, las fuerzas y respuesta a las mismas

Los principios biomecnicos en osteosntesis estn determinados por los siguientes elementos bsicos:

El hueso involucradoEl segmento afectadoLa conformacin de la fracturaLa tcnica utilizadaEl implante aplicado

Caractersticas del ImplanteDurezaDilatacinDuctilidadResistencia a corrosinTipo de superficieBiocompatibilidad Toxicidad (bajo titanio) Rxs. alrgicas (2% Ni, Co, Cr) Rxs. oncognicas ( sarcoma)

Fuerza:

Se define como la energa capaz de cambiar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo y cuando ste es bloqueado, produce una deformidad.

Esfuerzo:

Es la combinacin de fuerzas aplicadas en una unidad de rea, capaces de producir una deformacin, por lo que una sola fuerza aplicada a un cuerpo no ser capaz de deformarlo.

Tipos de Esfuerzo:a.centrpeta.b.centrfuga.c.fuerza cortante:

a)b)c)

PRINCIPIOS BIOMECNICOS PARA OSTEOSNTESIS

Osteosntesis: Es la fijacin de fragmentos seos mediante uno o varios implantes, generalmente metlicos, para el tratamiento de las fracturas, artrodesis y osteotomas.

CompresinProteccinTiranteSostnTutor Intraseo

Solicitacin es la deformidad sufrida por el hueso de acuerdo a los esfuerzos a que se encuentra sometido; pueden ser:

Solicitacin en Compresin: cuando se ejercen esfuerzos de compresin en el centro de una columna recta o entre fragmentos.

Solicitacin en Flexin: cuando se ejercen esfuerzos de compresin de manera excntrica en una columna curva.

Solicitacin en Cizallamiento: la oblicuidad en la aplicacin de los esfuerzos con respecto a los ejes longitudinal y transversal, condicionan corte en la estructura molecular (cizallamiento)

Solicitacin en Tensin: los esfuerzos en sentido opuesto en el plano longitudinal provocan solicitaciones en tensin.

Solicitacion en Torsin: los esfuerzos de tensin en sentido opuesto en el plano transversal y tangenciales al hueso provocan solicitaciones en torsin.

PRINCIPIO DE BIOMECNICA DE COMPRESINEs la friccin realizada por el cirujano entre dos fragmentos mediante la utilizacin de uno o ms implantes.

Se divide en dos tipos:Compresin Transversal (Radial): es la que se refiere a la friccin ejercida en el eje transversal del hueso. La fuerza resultante ser la suma vectorial entre la accin del tornillo y las fuerzas propias a la inclinacin del trazo de fractura.

PRINCIPIO DE BIOMECNICA DE COMPRESINCabeza del tornillo debe arrestarse firmemente en la corteza proximal.

Rosca debe pasar en toda su longitud el plano de la fractura .

En la difisis debe colocarse perpendicular al eje de la fractura.

Los hilos del tornillo en la corteza distal deben progresar a travs del hueso .

Fuerza de traccin ejercida por el tornilloFuerza de desplazamientoSumando los vectoresResultanteCompresin Transversal

Compresin Axial: es la que se ejerce en el sentido longitudinal del segmento del hueso afectado.

La compresin esttica en el sentido axial se obtiene mediante las placas o los fijadores externos.

TIRANTE

Es un implante tensado en la superficie convexa de un hueso con fractura transversal.

La compresin de direccin axial condicionada por un tirante presenta dos modalidades, la compresin esttica axial en la cortical adyacente al implante y la compresin dinmica axial en la cortical opuesta.

TIRANTE O TENSINHuesos tubulares un lado de tensin y un lado de compresin.Es una estructura que convierte fuerzas de tensin en fuerzas compresivas .

Fijacin con banda de tensin reduce la carga aplicada al implante Tensin esttica crea compresin al momento de aplicarse.Dinmica: compresin bajo cargas fisiolgicas

SOSTNCuando el implante funciona como sustituto temporal de soporte seo.

Objetivo: Mantener una distancia cuando no existe soporte seo.

Evita acortamientos, cizallamientos y hundimientos, al igual que desplazamientos, angulaciones, rotaciones o hasta distasis

PRINCIPIO DE SOSTNEl implante permite transmisin de cargas entre fragmentos seos

Trazo inestable sin soporte seo

TUTOR INTRASEO

Implantes dentro del hueso, alineacin y estabilizacin de los fragmentos de fracturas.

Tutor Intraseo ms Proteccin: es cuando un Tutor Intraseo se fija de manera dinmica en el hueso (un perno proximal en orificio oval y dos distales)

Tutor Intraseo ms Sostn: es cuando un Tutor Intraseo se fija de manera esttica en el hueso (dos pernos proximales y dos distales)

TUTOR INTRASEOTutor Intraseo ms Compresin: es la aplicacin de un Tutor Intraseo mediante la cual puede ejercerse compresin esttica axial para el tratamiento de fracturas diafisarias transversales

GENERALIDADES DE LOS TORNILLOS

ES EL ELEMENTO MAS EFICAZ PARA LA FIJACIN DE UNA FRACTURA MEDIANTE COMPRESIN INTERFRAGMENTARIA O PARA FIJAR AL HUESO IMPLANTES EN FORMA DE FRULA.

LA FUERZA AXIAL PRODUCIDA POR UN TORNILLO ES LA RESULTANTE DE LA ROTACIN DEL TORNILLO EN EL SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ.

HAY DOS COMPONENTE DE FUERZA: A LO LARGO DE LA CIRCUNFERENCIA DE LA ROSCA Y OTRA A LO LARGO DEL EJE DEL TORNILLO.

LA RELACION ENTRE LA TORSIN APLICADA Y LA FUERZA AXIAL ES 6.7 Kg /cm PARA UN TORNILLO DE CORTICAL DE 4.5 mm.

TIPOS DE TORNILLOS:T. DE ESPONJOSAT. DE CORTICAL

TORNILLO DE CORTICALEsta diseado para las difisis.

Su funcin ms importante es el de ejercer compresin esttica. Existen dos diseos bsicos. El de rosca continua y el tornillo de vstago

DIMENSIONES TRADICIONAL DE VSTAGODimetro de la rosca4.54.5Dimetro del ncleo3.03.1Broca para canal liso4.54.5Broca para canal de rosca 3.23.2Dimetro del machuelo4.54.5

TORNILLO DE ESPONJOSATiene un dimetro exterior mayor, mayor profundidad de las espiras y mayor agarre que el tornillo cortical. Se aplica en metfisis y epfisis

DIMENSIONES ACERO INOXIDABLE TITANIODimetro de la rosca 6.56.5Dimetro del vstago4.54.5Dimetro central3.03.2Broca para canal de rosca3.23.2Dimetro del machuelo6.56.5

GENERALIDADES DE LAS PLACASLas placas tienen diferentes formas y tamaos.

Tienen una forma determinada para poderlas adaptar a ciertas reas anatmicas.

De acuerdo con los principios biomecnicos de osteosntesis se emplean de tres formas:

- Placa de proteccin - Placa de sostn- Placa tirante

GENERALIDADES DE LAS PLACASA cualquier placa se le puede hacer tres procedimientos:

AmoldarlaPretensarlaTensarla

Compresin mediante flexin previa de la placaEl objetivo es lograr la compresin de la cortical opuesta a la placa de la fractura.

Se dobla la placa de tal manera que la parte central quede elevada con respecto a la superficie del hueso.

Al fijar la placa al hueso por la propiedad de retroceso elstico la placa tiende a recuperar la curvatura producida por deformacin plstica.

Se ejerce un momento de flexin que tiende a cerrar y comprimir el foco de la fractura.

Placas DCPPermiten la introduccin del tornillos hasta en 25 grados.

Producen hasta 1 mm de compresin . La Placa DCP tiene agujeros diseados para producir efecto de deslizamiento esfrico.

Placas DCPSe encuentra en tres tamaos:

DCP ancha 4.5 para fractura de fmur y excepcionalmente del hmero.

DCP estrecha de 4.5 para fractura de tibia y hmero.

DCP de 3.5 para fractura de antebrazo, peron, pelvis, y clavcula.

Placas DCPTCNICA DE APLICACIN

Hay dos gua para la perforacin de las DCP una con un agujero excntrico (compresin) y otra con agujero concntrico (neutro)En la prctica cuando se inserta el tornillo y se aprieta, el fragmento seo se desplaza ligeramente en lnea con la placa y en consecuencia produce compresin de la fractura.El diseo de las placas permite un desplazamiento de hasta 1.0 mm.

Placas DCP

PLACAS LC-DCP

Muescas en la superficie de contacto de la placa. Agujeros biselados 40 grado de inclinacin.

PLACAS LC-DCPLA ZONA DE CONTACTO PLACA - HUESO SE REDUCE ENORMEMENTE POR ELLO LA RED CAPILAR SE ENCUENTRA MENOS COMPROMETIDA, POR LO QUE SE DISMINUYE LAS ALTERACIONES PORSTICA BAJO LAS PLACAS.

PLACA DE RECONSTRUCCINTiene escotadura profundas entre los agujeros lo que permite incurvacin estndar y doblarla en el sentido de sus caras planas.

No tienen mucha resistencia.

Los agujeros son ovales para permitir la compresin dinmica.

Placa de Neutralizacin Fractura conminuta, la osteosntesis sirve para proteger la reduccin realizada con tornillo de traccin.

Neutraliza las fuerzas de flexin, torsin y cizallamiento

Transmite fuerzas del fragmento proximal al distal impidiendo que las fuerzas acten sobre el fragmento conminuto

Placa de sostn Evita desviaciones axiales como resultados de las fuerzaz de flexin y cizallamiento.

Se usan en torno de las articulaciones.

La fijacin debe complementarse con injertos.

Refuerzan y mantienen la longitud de una cortical fina.

GENERALIDADES DE LA FERULIZACINDependiendo del tipo de fijacin que utilicemos, estaremos produciendo una fijacin rgida (con compresin) o una fijacin flexible (ferulizacin) en el foco de fractura lo cul nos llevar a brindar una estabilidad absoluta o relativa segn sea el caso y con ello, podremos llevar la fractura hasta una consolidacin primaria o secundaria respectivamente.

GENERALIDADES DE LA FERULIZACION

Fijacin

RIGIDAFLEXIBLE

COMPRESIONFERULIZACION

ESTABILIDAD

ABSOLUTA CONSOLIDACION RELATIVA

PRIMARIA SECUNDARIA

GENERALIDADES DE LA FERULIZACION

COMPRESIONFERULIZACION

ESTATICASOSTEN TIRANTETUTOR INTRAOSEO

PROTECCION

FERULIZACION EXTERNA EXTRACORPOREAFERULIZACION EXTERNA INTRACORPOREA

Fijacin endomedular El clavo endomedular es un dispositivo de conduccin de la carga permitiendo la trasmisin de esta a travs del foco de fractura.

Materiales flexibles que permiten micro movimientos en el foco de fractura sin compresin interfragmentaria.

Son considerados como transmisores de carga, fomenta la formacin de callo periostio

Pueden ser con mtodos de bloqueo o no segn el tipo de fractura y la funcin deseada

Fijacin endomedularDeslizamiento:

Si la fractura tiene estabilidad rotacional y de flexin se usa un clavo endomedular sin bloqueo, permite la trasmisin de fuerzas axial, provoca la unin de los fragmentos seos.

Fijacin endomedularReconstruccin:

Si la fractura del fmur involucra el segmento proximal o distal del hueso con fractura de un tercer fragmento se utiliza el clavo endomedular en funcin de reconstruccin.

Kunstcher

La forma del clavo le permite redistribuir las cargas de manera equitativa.

Diseadas para una exposicin submuscular mnina.

Mayor calibre, mayor resistencia a momentos angulares

Orientacin mayor masa del clavo hacia la cortical de compresin.

Alas se fijan a la cortical de tensin por expansin

Se comprime durante su insercin y luego se expande adaptndose firmemente a la paredes

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