Transcript LCP – Biomecánica y Biología

LCP – Biomecánica y Biología
La placa LCP – Biomecánica y Biología
Erich Schneider, Davos, Suiza.
LCP – Biomecánica y Biología
Objetivos
- Comprender los conceptos y técnicas de los fijadores internos y la
aplicación práctica de estos implantes.
- Comprender la evolución en los diseños de las placas en relación
con la preservación de la vascularización.
- Comprender las bases de la investigación para la utilización de los
fijadores internos bloqueados en la osteoporosis.
- Comprender las bases de la investigación para la utilización de
tornillos unicorticales.
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Biomecánica de la fijación con placas
Objetivo:
- Evitar el movimiento en el foco de
fractura (curación primaria), o
- Reducir el movimiento en el foco
de fractura (curación secundaria)
Factores que influyen sobre la
movilidad del foco:
- Las características de la placa
- Las características de los tornillos
- Las características de la interfaz
- Las características del foco
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Biomecánica de la fijación con placas (par placa-hueso)
Placa convencional:
- Tornillos a tensión
- Fricción placa-hueso
- Compresión en el foco
- Aflojamiento de los tornillos
Fijador interno:
- Tornillos bloqueados
- Espacio entre hueso y placa
- No compresión
- No aflojamiento de tornillos
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Biomecánica de la fijación con placas
Motivo biológico= vascularización perióstica
DCP
(Dynamic Compression Plate)
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Biomecánica de la fijación con placas
Motivo biológico= vascularización perióstica
DCP
LC-DCP (DCP de contacto limitado)
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Biomecánica de la fijación con placas
Motivo biológico= vascularización perióstica
PC-Fix (fijador de contacto
puntual)
Punto de contacto
Evita la porosis precoz
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Biomecánica de la fijación con placas
Resistencia a la infección
PC-Fix
1:500
DCP
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Dispositivo: Schuhli
Implante convencional (LC-DCP):
- Elemento adicional
- Difícil de colocar
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Implantes: Fijador interno
Nuevo implante:
- Dirección de los tornillos ajustable
- Interfaz doble, arrancamiento
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PC-Fix: Fijador de contacto puntual
Nuevo implante
Tornillos unicorticales
Fusión del cono
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Implantes: Less Invasive Stabilization System (LISS)
Nuevo implante (LISS)
Tornillos para esponjosa y tornillos corticales
Resuelve el anclaje metafisario
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Implantes: Locking Compression Plate (LCP)
Nuevo implante (LCP) con agujero combinado
LISS
UDC
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LISS: Fijación de la tibia proximal
Objetivo: Influencia de la configuración de los tornillos
- TC (Tomografía Computarizada) de 80 tibias humanas
- Reconstrucciones individuales utilizando el método de
elementos finitos de una tibia osteoporótica
y de una normal
- Caso de carga fisiológica (marcha) incluido el
peroné y la membrana interosea
- Defecto proximal, LISS, configuraciones con
2 tornillos
Seebeck et al, 2001, Unfallchirurg 283:143–144
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LISS: Fijación de la tibia proximal
Tornillos
separados
2 tornillos en
el defecto óseo
Todos los
agujeros de la
tornillos en
placa2rellenos
conel
extremo del
tornillos
implante
Seebeck et al, 2001, Unfallchirurg 283:143–144
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LISS: Fijación de la tibia proximal
• Los Tornillos
proximales
actúan contra
la inclinación
ventral del
fragmento
proximal
• Menor
número de
tornillos
Mayores fuerzas
en el fragmento
proximal
• Los tornillos
actúan contra la
báscula interna
•
• Ventaja
El utilizar
del fragmento
osteoporótica
mecánica
todos los al
proximal
colocar
tornilloslos
NO
normal
tornillos
alivia a los
• Mayor
• Los tornillos en
separados
tornillos con
interacción de
el fragmento
altas cargas
los tornillos, con Peso del cuerpo
distal actúan a • Disminución
menores fuerzas
de la carga
lo largo del eje
en el caso con
sobre los
longitudinal
osteoporosis
del hueso
cizallamiento
fuerza axial tornillos cizallamiento fuerza axial
Todos los tornillos
Tornillos separados
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LISS: Fijación de la tibia proximal
- Las fuerzas de cizallamiento son mayores que las axiales sobre los
tornillos
- Las fuerzas sobre los tornillos en el fragmento proximal son mayores
que en el fragmento distal
- Las fuerzas más altas sobre los tornillos se producen cerca del foco
de fractura
Los tornillos en el fragmento proximal se sobrecargan más en el hueso
osteoporótico
- Utilizar todos los tornillos no conduce a un alivio sustancial de los
tornillos más sobrecargados
 No hay opción para mejorar la situación en osteoporosis
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Fijación del húmero distal
Objetivos
- Cuantificar la pérdida de
reducción debida a las cargas
cíclicas sobre las fracturas del
húmero distal con afectación
de la articulación
- Comparar las placas de
reconstrucción convencionales
con las placas con tornillos
bloqueados
Especímenes
- 16 húmeros distales humanos
- Densidad 0.09–0.37 g/cm3
Implantes
Placas de reconstrucción 3.5
(convencionales vs. bloqueadas)
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Fijación del húmero distal
Experimento
- Modelo de fractura AO
13-C2
- Distribución fisiológica
de la carga (60/40%)
- Estática:
Flexión/Extensión
- Dinámica:
Flexión (15–150N)
- Frecuencia: 1Hz
- 5000 ciclos o hasta la
rotura
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Fijación del húmero distal
]
m
m
[
h
c
s
i
t
s
a
l
p
Knoch endicht e
2.5
0. 330769
21a
2
0. 292308
n
o 1.5
i
t
a
k
1
o
l
s
i
D
0.5
49a
m9r
0. 253846
18
0. 215385
25a
47a
0. 176923
16a
0. 138462
48b
0 0
10
10
1
2
10
Zyklen
10
3
5000
10
4
¡ La mayor resistencia depende de
la densidad mineral ósea!
o
n
u
r
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Fijación del húmero distal
r
o
Ciclos hasta la rotura
e
r
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l
i
a
f
10
10
l
i
t
n
u
s
e
l
c
y
C
10
10
10
4
3
bloqueada
convencional
2
1
0
0
0.1
0.2
BMD [g/cm
3
0.3
]
0.4
La fijación de la
fractura se
mejora cuando
se utilizan placas
de
reconstrucción
bloqueadas en
huesos con
menor densidad.
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¿Que es una placa LCP?
A: ¿Un implante que se parece a una placa?
B: ¿Un implante que se comporta como una placa?
C: ¿Un implante que se comporta como un fijador externo?
D: ¿Un implante que se coloca dentro de la cavidad medular?
E: ¿Un implante en el que se insertan tornillos unicorticales?
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¿Que es una placa LCP?
A: ¿Un implante que necesita insertarse con la ayuda de
instrumentos especiales?
B: ¿Un implante que para quitarlo (desbloquearlo) necesita
instrumentos especiales?
C: ¿Un implante que no puede quitarse (bloqueado
permanentemente)?
D: ¿Un implante en el que la cabeza del tornillo está
fuertemente conectada (bloqueada) al implante?
E: ¿Un implante que puede solo quitarlo el cirujano que lo
colocó?
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¿Que es una placa LCP?
¡La placa bloqueada es, a la vez una placa convencional y un fijador
interno, y deben respetarse las normas de colocación en ambos casos!
Todo debe hacerse lo más fácil posible, pero no más fácil.
A. Einstein
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Los nuevos implantes (con estabilidad angular) necesitan nuevas normas
- Fijación elástica del foco de fractura
- No compresión
- Utilizar los tornillos bloqueados sólo con técnicas mínimamente invasivas
- No es necesario el moldeado intraoperatorio de la placa
- No se deben colocar tornillos de compresión a través del foco de fractura
Post-op, pequeña brecha
6s
6 meses
1 año
(C. Ryf)
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Análisis
LCP – inserción de tornillos unicortilcales vs. bicorticales
- Las placas con estabilidad angular se sobrecargan
más que las placas convencionales
- Si la fijación es lo suficientemente fuerte, los
tornillos unicorticales son preferibles
- Mejor interfaz tornillo–hueso
- Menor daño vascular
- Pero la diferencia entre los tornillos unicorticales o
bicorticales no está clara
- Objetivo:
Comparar el stress del conjunto implante-hueso
cuando se utilizan tornillos uni o bicorticales
6s
(C. Ryf)
LCP – Biomecánica y Biología
Análisis
LCP – inserción de tornillos unicortilcales vs. bicorticales
Cargas*:
- Axial: 150 N
- Flexión: 320 Nmm
- Torsión: 438 Nmm
proximal
distal
*Duda et al., 2002
- Brecha: 4 mm
- LC-LCP 4.5/5.0, interna
- Fricción en la interfaz tornillohueso
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Análisis
LCP – inserción de tornillos unicortilcales vs. bicorticales
Axial Load
von-Mises Stress [N/mm2]
- El mayor stress se
produce con la carga
axial
- El stress en flexión y
torsión es 5 veces menor
- La longitud de los
tornillos no cambia el
stress sobre la placa
- El mayor stress en el
hueso se produce en el
agujero más cercano al
foco
- El stress óseo es mayor
en el hueso distal
- El stress óseo es menor
con tornillos bicorticales
(carga axial, torsión)
500
400
axial,
bicortical
axial,
unicortical
axial,
extreme
300
200
100
0
Plate
Dist. Bone
Prox. Bone