Osteotomía tibial valguizante. Osteosíntesis con tornillos canulados. estudio biomecánico experimental

Abstract

La osteosíntesis aplicada a las osteotomías tibiales valguizantes aporta estabilidad primaria y disminuye la pérdida de corrección el primer año postoperatorio. Por otra parte, hace posible la movilización precoz de la rodilla después de la cirugía. <br/>No hemos hallado referencias en la literatura de tornillos canulados para la estabilización primaria de la osteotomía tibial valguizante (OTV). <br/>OBJETIVO <br/>Desarrollamos un estudio expeprimental en rodillas de cadáver. El objetivo es la evaluación y comparación del comportamineto mecánico de la OTV estabilizada mediante dos tornillos canulados en diferentes posiciones respecto a sistemas de elevada rigidez ( lámina-placa de 90º y fijador externo).<br/>MATERIAL Y MÉTODOS <br/>Realizamos una OTV tipo Coventry en 13 rodillas humanas congeladas. Se emplean tamaños variables de cuña de sustracción para obtener un moderado valgo final alrededor de los 7º en todas las rodillas. <br/>El Grupo A ( 4 rodillas ) se sintetiza con 2 tornillos canulados aplicados en la cara laterla de la tibia con dirección medial y caudal; en el Grupo B ( 3 especimenes ), dos tornillos canulados se aplican medialmente con dirección inversa ( látero-craneal ); en el Gupo C ( 3 rodillas ) se coloca una lámina-placa a 90º y 4 agujeros; y en el Grupo D ( 3 casos ) se utiliza un fijador externo tipo Charnley. <br/>Estudios radiológicos y densitométricos se realizan en cada especimen antes de la prueba mecánica. El estudio radiológico incluye la medición del ángulo fémoro-tibial, ángulo distal femoral y ángulos tibiales alfa y beta tazados utilizando el eje anatómico. Los ángulos tibiales realizados incluyen las mediciones alfa y beta. La posición de la osteosíntesis y las características de cierre de la osteoetomía también se registran antes y después del test mecánico como las fracturas secundarias al test de compresión.<br/>Una máquina de ensayos universal aplica sobre los especímenes una fuerza axial compresiva hasta la fracura ósea ( pruebas destructivas) y se registran las curvas de fuerza-desplazamiento. <br/>RESULTADOS<br/>Se obtienen excelentes registros mecánicso en los 4 grupos en las mediciones de pico de fuerza y rigidez siempre asociados a un correcto cierre de la osteoetomía. <br/>En los grupos con tornillos canulados ( A y B ), el elevado número de cierres correctos se justifica por su ajustabilidad que es superior a los grupos C ( lámina-placa) y D ( fijador externo ). <br/>El ángulo tibial alfa es la mejor medición después del test de compresión ya que evalúa los cambios del los ejes diafisarios y articulares mientras que los ángulos fémoro-tibial y ángulo tibial beta tienen una menor sensibilidad para detectarlos y una menor especificidad de grupo. <br/>Por otra parte se obtiene un acaracter´sitico patrón de fractura con cada osteosíntesis. Las fracturas por compresión a nivel del foco más importantes aparecen en los grupos de tornillos canulados que presentan extrusión a lo largo de su trayecto sin fracturas adicionales. La lámina-placa muestra pocas fracturas por compresión a nivel de la osteotomía y produce fracturas metafisarias entre la lámina y la osteotomía. Finalmente, se observan fracturas compresivas moderadas en el fijador externo asociadas a un deslizamiento entre los extremos de la osteotomía en el plano de perfil. <br/>CONCLUSIONES<br/>Los tornillos canulados en OTV ofrecen un comportamiento mecánico similar que otros sistemas de elevada rigidez ( lámina-placa y fijador externo ). Las fracturas asociadas del test mecánico de compresión muestran una mayor transmisión de fuerzas a nivel del foco de osteotomía en los grupos con tornillos canulados. <br/>PALABRAS CLAVE <br/>Osteotomía tibial valguizante. Tornillos canulados. Biomecánica.

Osteosynthesis in high tibial osteotomy give primary stability and reduces the loss of correction in the first postoperative year. In other hand, it makes possible early knee movilization before surgery.<br/>There are no reports about the use of cannulated screws in primary stabilization of high tibial osteotomy (HTO). <br/>OBJECTIVE <br/>We develops an in vitro study in cadaverous knee specimens. The main objective was the evaluation and comparison of mechanical comportment in HTO when is stabilized with two canulated screws in differents positions in contrast to high rigidity systems ( 90º blade-plate and external fixator ).<br/>MATERIAL AND METHODS <br/>We performed a Coventry HTO in 13 frozen cadaverous knees. Variable wedge was employed for obtain a moderate final valgus around 7 degrees in all the cases.<br/>In Group A, 4 Knees were osteosynthetized with two cannulated screws placed in the lateral aspect of the proximal tibia with medial and caudal direction; in Group B ( 3 specimens ), two medial cannulated screws were placed in reverse direction ( latero-craneal ); in Group C ( 3 knees ) we applied a blade-plate with 90 degrees and four holes; and in Group D ( 3 cases ) Charnley external fixator was used. <br/>Radiological and densitometrical evaluation were performed in every specimen after mechanical test. Radiological studies includes a femoro-tibial, distal femoral and proximal angles drawed using the anatomical axis. Tibial angles were performed in alfa and beta measurements. Furthermore, the osteosynthesis position and caractheristics of closure osteotomy were registred after and before mechanical test, also we evaluated the secondary fractures of mechanical testing. <br/>An universal test machine applies over specimens a system of axial compresive strengths until bone fracture is obtained ( destructive test ) and then, we registred the curves of force-displacement (N/mm). <br/>RESULTS<br/>We have obtained excellent mechanical results in four groups in measurements of peak of load and rigidity always associed with a correct osteotomy closure. In cannulated screws groups (A and B), the high number of correct closures were justified by their superior adjustability in contrast to groups C ( blade-plate ) and D ( external fixator).<br/>Alfa tibial proximal angle is the best measurement after compresive test because it evalues changes in diaphiseal and articular axis whereas femoro-tibial angle and beta tibial proximal angle have a minor sensibility for this changes and lacks a specificity of group. <br/>On the other hand, we obtained a charactheristic pattern of fracture in every osteosynthesis. Maximal compresive fractures in focus of osteotomy appears in cannulated screw groups which presents an extrusion in their trajectory without addicional fractures. Blade-plate show minimal compresive fractures at level of osteotomy and poduces a metaphiseal fractures between blade and osteotomy. And finally, we seen a moderate compresive fractures in external fixator associated with sliding between the two osteotomy segments in the perfil plane.<br/>CONCLUSIONS<br/>Cannulated screws offers a similar mechanical behavior than high rigidity systems ( blade-plate and external fixator ) in HTO. Associated fractures in compresive test showed a major loads transmision at the level of osteotomy in the groups of cannulated screws. <br/>KEY WORDS<br/>High tibial osteotomy. Cannulated screws. Biomechanics.