Estudio experimental sobre diferentes métodos de osteosíntesis del raquis dorsolumbar

Abstract

1) INTRODUCCIÓN

Hemos estudiado los traumatismos de la columna dorsolumbar basándonos en los estudios biomecánicos de Junghans 1931, Rolander 1966, Farfan 1970 y White y Panjabi 1978, entre otros. Definimos la inestabilidad ajustándonos a los criterios de White y Panjabi 1978, y las clasificamos según Denis 1984. Estadísticas diversas concuerdan con el estudio de Laborde y cols. 1980, aceptando que la inmensa mayoría de las fracturas son por flexión y no se acompañan de déficits neurológicos, aunque algunas son inestables mecánicamente y requieren tratamiento quirúrgico. Precisarían una osteosíntesis anterior que ejerciera la función que llevaban a cabo los elementos destruidos, pero la mayor morbimortalidad de las terapéuticas anteriores nos derivan a la búsqueda de técnicas quirúrgicas de implantación posterior que, desde una vía de abordaje menos problemática, sean igualmente eficaces en la resolución de estos casos.

2) HIPÓTESIS DE TRABAJO

Las fracturas de la columna dorsolumbar por mecanismo de flexión-compresión, que afectan a la columna anterior y media, son inestables y precisan, como método de osteosíntesis idóneo, una técnica anterior que remedie la función de las estructuras afectas. En estas fracturas, los métodos de implantación posterior no trabajan en las condiciones biomecánicas adecuadas para soportar esfuerzos de flexión-compresión, y por tanto, aportarán más estabilidad aquellos sistemas que combinen compresión interfragmentaria y distracción. Idearemos el método experimental necesario para ensayar una técnica original de compresión interfragmentaria más distracción, comparándola con las osteosíntesis más preconizadas,

3) MATERIAL Y MÉTODOS

Se han utilizado especímenes frescos de columna de cerdo conteniendo las vértebras D9 a L5, ambas inclusive. Se ha diseñado un utillaje original para fijar el espécimen a la bancada de pruebas, obteniéndose cinco vértebras libres donde se implantarán las osteosíntesis a estudio. Se efectúa una fractura experimental que afecta al cuerpo vertebral de Ll, claramente inestable. Al especímen preparado se le implantan sucesivamente, y siempre por el mismo orden, los métodos de Kostiuk-Harrington, Roy-Camille, doble Harrington a distracción (HDR), Harrington- Luque, Luque y la técnica de doble HDR modificada por Villanueva. Este autor ha utilizado la barra de Harrington diseñada para efectuar compresión intertransversaria en las escoliosis y la ha aplicado en compresión sobre la línea media posterior. Inmediatamente efectúa distracción con barra a ambos lados.

Se han efectuado 36 ensayos sobre 8 especímenes, aplicándose esfuerzos de flexión-compresión descentrada. Se han medido la fuerza aplicada, la distancia de aplicación de la fuerza, el desplazamiento sufrido por el segmento lesionado y la tensión soportada por los implantes. A tal fin, se han dispuesto galgas extensométricas en los materiales de osteosíntesis y se han tomado instantáneas fotográficas en cada variación del esfuerzo aplicado. A partir de estos parámetros se han calculado cinco variables: ángulo girado por el segmento lesionado, momento soportado por la fijación, momento soportado por la columna, fuerza soportada por la fijación y fuerza soportada por la columna. Se han construido gráficos calculando la pendiente para estas variables y para el nivel de tensión soportado por los implantes.

4) RESULTADOS

La comparación de los seis sistemas estudiados en base a las variables escogidas indica que el sistema de Kostuik-Harrington implantado por vía anterior es el que aporta más rigidez a la columna y mejora la descarga, trabajando con bajas tensiones. Entre las técnicas posteriores, las placas de Roy-Camille estabilizan mucho la muestra y soportan bajos niveles de tensión, mientras que el HDR-Villanueva es la técnica que más descarga la columna, con bajos guarismos de tensión, aunque rigidifique poco el espécimen. Los sistemas que utilizan lazadas de Luque descargan poco la columna y soportan altas tensiones con valores de rigidez intermedios. El HDR tradicional padece altas tensiones de material, no rigidifica apenas y descarga poco al espécimen.

5) DISCUSIÓN

Owen y cols. 1984, no encuentran diferencias significativas entre el cerdo, Sus scrofa domesticus, y el Homo sapiens, en la anatomía comparada. Los estudios se han hecho "in vitro" dado que no se comparan aspectos clínicos sino las prestaciones de diversas técnicas ante solicitaciones iguales. La fractura experimental es inestable siguiendo cualquier criterio de clasificación (Holdsworth 1963, Louis 1977, Denis 1984). Los mejores resultados del sistema de Kostuik-Harrington se deben a su localización anterior que le permite trabajar como un puntal, mientras que los implantes posteriores lo hacen como tirantes externos.

Los métodos que utilizan distracción obtienen peores resultados que los implantados en neutralización, puesto que al aplicar los esfuerzos la columna se comprime anteriormente y se tracciona posteriormente, lo que descarga el método estabilizador. Con el sistema HDR-Villanueva este efecto desaparece por la presencia de fuerzas compresoras que se contraponen a las fuerzas distractoras y permiten descargar mucho la muestra con niveles de tensión muy bajos. Al efectuar esfuerzos de flexión y compresión las fuerzas compresoras excedentes se desplazan a la porción anterior del cuerpo sin que aparezcan pérdidas de reducción posteriores, en un mecanismo intermitente de compresión dinámica.

6) CONCLUSIONES

Para el modelo experimental propuesto, el mejor método de osteosíntesis es aquel que sustituye la función de las estructuras lesionadas. De entre las técnicas posteriores los mejores resultados los ofrecen las placas de Roy-Camille. Los métodos que se colocan en compresión ven reforzada su misión, mientras que los que se colocan en distracción pierden su acción estabilizadora. La estabilidad de un sistema no depende tanto del número de puntos de apoyo que tome en la región instrumental izada sino en las fuerzas que genere para rigidificar el segmento.

La combinación de compresión y distracción establece un equilibrio de fuerzas que disminuye los niveles de tensión en el implante. La compresión interfragmentaria complementando un sistema distractor genera una dinámica de fuerzas que proporciona altos niveles de descarga de la columna lesionada. Los métodos que utilizan lazadas de Luque rigidifican mucho a expensas de altas fatigas del material y mínimo reposo por lesión. Por otro lado no existen diferencias significativas entre el Harrington- Luque que utiliza distracción, y el Luque en neutralización, lo que refuerza la poca relevancia de las fuerzas a distracción para la estabilización del modelo ensayado.

We compared the biochemical behaviour of different methods of osteosynthysis of dorsolumbar rachis under flexion and compression stress testing, while stabilizing an expenmentally produced unstable lesion. The method of choice was the "in vitro" experimental study on specimens of the pig spinal column, including vertebra IX (a)D to V(a)L. An unstable fracture was produced in the anterior and mid-segment of the vertebra I(a)L also involving the intervertebral disc XII(o) D-I(o) L, and was osteosynthesized with the following methods: Kostuik-Harrington, Roy-Camille, Harrington's Distraction, Harrington-Luque, Luque and Harrington modified by Villanueva as an original technique not experimentally verified. Thirty-six trials were carried out on eight specimens and the following parameters were measured for each stepped-up load applied: the force supported by the specimen, the distance from the axial axis of load to the posterior wall of the lesioned vertebra, the angle turned by the involved segment and tensions supported by the implantations.

The measurement of displacement undergone by the specimen and the tensions supported by the various methods of osteosynthesis were carried out by instantaneous photograph taken with each new load introduced and by the extensometric gauge implanted in the trial methods. Deformation variables, force borne by the column and tensions suffered due to the implantation were calculated and compared. The best method for the experimental model chosen was seen to be that of Kostuik-Harrington as it made the lesion very rigid, relieved the load from the column and functioned under low tensions. This was followed by the Roy-Camille plates which brougth about great rigidity of the instrumented segment with low tensions of the material. Harrington's method, modified by Villanueva, which combines interfragmentary compression and distraction, provided the greatest unloading of the lesioned column and shown little wear of material, although rigidity was low. Sublaminar segmentation techniques caused great rigidity of the column but brought about very high tensions of material and unloading was minimal. Harrington's Distraction method unloaded the column only very slightly, did not bring about rigidity and supported high tensions of materials.