Capıtulo 2

Descripcion y funcionamiento

En la actualidad existe gran variedad de distractores para diferentes tipos dehuesos y de tratamientos. Todos tienen en comun la funcion de fijar los huesos enuna posicion determinada y permitir su desplazamiento de forma controlada.

Los dos grandes ambitos de aplicacion de los distraccion son el maxilofacial yla distraccion de huesos largos. En este trabajo nos centraremos en los distractoresde huesos largos.

Dentro de los distractores de huesos largos, se puede diferenciar entre los dis-tractores para elongacion de huesos, y los distractores para transporte oseo. Ladiferencia entre ambos es que en el primero el objetivo es incrementar la longituddel hueso, mientras que en el segundo el objetivo es reparar un defecto oseo.

2.1. DescripcionEl distractor que se disena en este trabajo consta de dos aros (piezas 1 y 2

de la figura 2.1) unidos por cuatro varillas (piezas 8 y 15), dos de ellas fijas (nopermiten desplazamiento relativo de los aros) y dos de ellas telescopicas (permitenun determinado desplazamiento relativo). Las varillas telescopicas a su vez estanroscadas, para guiar unas correderas (pieza 10) que mantienen la posicion delhueso intermedio mediante dos pines. Los aros estan unidos al hueso medianteunos pines transfixiantes. Los pines son unas varillas cuyo diametro varıa entre1,5 y 5 mm. Por regla general deben instalarse en cada porcion osea al menosdos pines situados en posicion transversal al eje longitudinal del hueso y lo masperpendicular posible unas de otras (ver figura 2.3).

A continuacion se muestran las distintas piezas que conforman el distractor(figura 2.1), haciendo una detallada descripcion de la disposicion de las partes dela varilla telescopica (figura 2.2).

Los materiales utilizados para la fabricacion del distractor seran el aluminio yel acero inoxidable. La mayor parte de las piezas se fabricaran en aluminio paraminimizar el peso. Las piezas con uniones roscadas, en las que no se pueden dis-poner de sistemas de union que eviten el desgaste del aluminio, se materializaran

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en acero inoxidable. Tambien la rosca de la corredera y el cilindro exterior roscadode la varilla telescopica se realizaran en acero inoxidable para evitar el desgasteen el proceso de distraccion.

El material que conforma cada pieza esta indicado a la derecha de su designa-cion en los casos en los que el material no sea aluminio.

Los pines seran de acero quirurgico para lograr una buena biocompatibilidad.En la figura 2.1 se observa la geometrıa del distractor en perspectiva con cada

pieza diferente numerada del 1 al 15.Con la perspectiva desde la que se observa hay piezas que se encuentran ocul-

tas, pero esto no es problema para la descripcion de todas las piezas pues existealguna pieza o mas del mismo tipo que se encuentra numerada y se puede verclaramente desde esta perspectiva isometrica. Como ejemplo, cabe citar la piezanumero 13 (abrazadera de los pines moviles) que se encuentra visible en la varillatelescopica izquierda (parte izquierda de la figura) pero no se encuentra visible enla varilla telescopica derecha (parte derecha de la figura) pues se encuentra pordetras de la varilla y por lo tanto oculta por la misma.

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Fig. 2.1: Piezas numeradas del distractor.

1. Aro Inferior [1](1x)2. Aro Superior [2](1x)3. Abrazadera de las varillas fijas [3](4x)4. Abrazadera inferior de las varillas telescopicas [4](2x)5. Abrazadera superior de las varillas telescopicas [5](2x)6. Apoyo del pin roscado [6](2x)-Acero inoxidable-7. Abrazadera pin cruzado [7](8x)-Acero inoxidable-8. Varilla fija [8](2x)9. Rosca Corredera [9](2x)-Acero inoxidable-

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10. Corredera [10](2x)11. Bloqueo Rosca Corredera Tipo A [11](2x)12. Bloqueo Rosca Corredera Tipo B [12](2x)13. Abrazadera pin movil [13](2x)14. Abrazadera pin roscado [14](2x)-Acero inoxidable-15. Varilla Telescopica [15](2x)

Debido a la complejidad de la varilla telescopica, vamos a describir sus piezasde forma separada.

En la figura 2.2 (izquierda) se aprecia la varilla telescopica modelada en CatiaV5 R©. Se ha configurado la transparencia del cilindro exterior de forma que sepueda observar el interior de la varilla.

Fig. 2.2: Modelo de la varilla telescopica en Catia V5 R©a la izquierda y plano conlas piezas numeradas a la derecha.

La figura 2.2 (derecha) muestra las piezas numeradas de la varilla telescopicaen un corte de la misma por un plano que contiene al eje de la varilla. Las areascon diferente tipo de rallado significa que son diferentes piezas.

Al igual que en la enumeracion de las piezas del distractor, aquı se encuentraindicado a continuacion de cada designacion el material del que esta fabricadacada pieza en los casos en los que este no sea el aluminio.

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1. Anclaje inferior [1]2. Anclaje superior [2]3. Casquillo de bronce superior [3]-Bronce-4. Casquillo de bronce inferior [4]-Bronce-5. Tapon roscado [5]-Acero inoxidable-6. Semivastago inferior [6]-Acero inoxidable-7. Semivastago superior [7]-Acero inoxidable-8. Rosca de celula inferior [8]-Acero inoxidable-9. Rosca de celula superior [9]-Acero inoxidable-

10. Celula de carga inferior [10]11. Celula de carga superior [11]12. Cilindro exterior [12]-Acero inoxidable-

En la varilla telescopica tambien habra un muelle que trabajara a compresion,dispuesto entre ambos casquillos de bronce. Este muelle trabajara en el procesode consolidacion permitiendo ligeros desplazamientos. Sera de una longitud de28mm y de un diametro interior de espira de 8mm. El diametro del hilo sera de1,25mm. No esta incluido en el plano y, por lo tanto, no esta numerado pero serıala pieza numero 13 de la varilla.

A parte de las piezas aquı descritas, los pines que se instalaran en el momentode la operacion quirurgica componen la totalidad del distractor.

Se precisan tres tipos diferentes de pines para lograr la correcta fijacion detodo el sistema oseo:

Pines transfixiantes (ver figura 2.3). El distractor requiere de 4 unidades. Seles ha llamado pines cruzados en la descripcion ya que su disposicion enel distractor suscita esta denominacion. Cada par de pines fija una parte dela extremidad y tienen una disposicion cruzada entre ambos, con un anguloque es variable, comprendido entre 45 grados y 90 grados (Instituto Vete-rinario de Ortopedia y Traumatologıa de Barcelona). Se intentaran instalarde forma que formen un angulo lo mas proximo a 90 grados. Se llamantransfixiantes porque atraviesan el hueso, es decir, el cortical en disposiciondiametral. Tienen un diametro de 4,5mm.

Pines moviles (ver figura 7.1 paso 2 y 3). El distractor necesita de 2 unida-des. Estos pines sostienen el disco oseo que se transporta en el proceso dedistraccion. Tienen una disposicion paralela, separados unos 10mm. Son deun diametro de 3mm. Son de menor diametro que los demas ya que sola-mente sostienen al disco transportado, y estaran solicitados por las fuerzasde traccion el proceso de transporte.

Pines roscados (ver figura 2.3). Se requieren 2 unidades. Estos pines son losmas extremos en la direccion axial del distractor. Van roscados en la parteque se fija en el hueso. Pueden ser unicorticales o bicorticales, en funcionde si atraviesan el hueso (el cortical en dos zonas) o si solo atraviesan unavez el cortical. Son de un diametro de 5mm.

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Para permitir el registro de las fuerzas ejercidas por el hueso sobre el mismo,se incluye en el diseno unos sistemas de medida de fuerzas (celulas de carga), paraque en la fase experimental puedan conectarse a equipos de adquisicion de datos.

Fig. 2.3: Pines transfixiantes y unicortical.

2.2. Funcionamiento

Fig. 2.4: Diagrama del procedimiento operativo (Claes et al., 2000).

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En la figura 2.4 se ilustra el procedimiento operativo del proceso de transporteoseo. En la parte izquierda de la figura se observa el proceso de creacion de undefecto oseo y de la osteotomıa superior para poder desplazar la zona intermediadel hueso. El esquema central muestra el resultado de la creacion de ese defectoy la separacion entre ambos extremos oseos para permitir una correcta operacionde transporte. A la derecha de la imagen se puede ver el distractor montado y elproceso de osteosıntesis completado pues el callo oseo ya se ha formado. En lafigura se indican las medidas de cada parte del hueso que intervienen en el procesode osteotomıa ası como en el de distraccion.

El distractor debe mantener una posicion relativa determinada de las partes delhueso independientemente de las diferentes condiciones de carga que pueda sufrir.Naturalmente, el distractor se deformara, pero siempre sin superar los estadoslımites de servicio para los que ha sido disenado.

En las diferentes fases de la distraccion el distractor se configurara de unaforma u otra como se expone a continuacion.

En la fase de distraccion la posicion relativa de los fragmentos oseos se mo-difica diariamente durante un proceso de distraccion para conseguir el desplaza-miento del hueso siguiendo el eje longitudinal del mismo. Durante este proceso,se mantienen las varillas fijas unidas rıgidamente a los aros mediante las abrazade-ras de las mismas, manteniendo ası la distancia relativa entre los aros y, por ende,la posicion relativa de los extremos del hueso.

En la fase de consolidacion, una vez conseguida la distancia entre los extremosdeseada, ya no se requiere mas desplazamiento relativo de los mismos. Como seha comprobado que el proceso de consolidacion del hueso se ve favorecido porla existencia de micromovimientos (Sociedad Espanola de Fijacion Externa) seliberara en esta fase las varillas fijas, dejando en su lugar a las varillas telescopicastrabajar, lo que permitira un pequeno movimiento entre ambos aros. Las varillastelescopicas permiten mediante un muelle el desplazamiento en la direccion axialde las mismas.