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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE MEDICINA DIVISIÓN DE ESTUDIOS SUPERIORES DEPARTAMENTO DE TRAUMATOLOGÍA Y ORTOPEDIA SECRETARÍA DE SALUD PÚBLICA DEL ESTADO DE SONORA HOSPITAL GENERAL DEL ESTADO DE SONORA “DR ERNESTO RAMOS BOURS” “ANÁLISIS BIOMECÁNICO DE LA CONTENCIÓN DE LA ARTICULACIÓN GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN” TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE LA ESPECIALIDAD EN ORTOPEDIA PRESENTA DR JESÚS RAÚL ARJONA ALCOCER ASESOR TEMÁTICO: DR DAVID LOMELÍ ZAMORA HERMOSILLO SONORA FEBRERO 2011 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE MEDICINA DIVISIÓN DE ESTUDIOS SUPERIORES DEPARTAMENTO DE TRAUMATOLOGÍA Y ORTOPEDIA SECRETARÍA DE SALUD PÚBLICA DEL ESTADO DE SONORA HOSPITAL GENERAL DEL ESTADO DE SONORA “DR ERNESTO RAMOS BOURS” “ANÁLISIS BIOMECÁNICO DE LA CONTENCIÓN DE LA ARTICULACIÓN GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN” TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE LA ESPECIALIDAD EN ORTOPEDIA PRESENTA DR JESÚS RAÚL ARJONA ALCOCER ASESOR TEMÁTICO: DR DAVID LOMELI ZAMORA HERMOSILLO SONORA FEBRERO 2011 AGRADECIMIENTOS En primer lugar a Dios, por ayudarme a cumplir mis objetivos, y a levantarme en los malos momentos. A mis padres, Víctor Arjona Pérez y Dora Noemí Alcocer Vivas, por el inmenso apoyo que me han brindado durante todo el tiempo, Dios los bendiga siempre. A mis hermanos que me inspiran a tratar de ser un ejemplo para ellos y ser mejor día a día. De nueva cuenta a mi abuelo José Inés Arjona Q.E.P.D, por los consejos para estudiar la carrera de medicina, que aun continúo. A mis abuelos, tíos y primos que han estado pendientes de mí y me han apoyado cuando ha sido necesario. A mi asesor y maestro de la residencia, Dr. David Lomelí Zamora, por las enseñanzas a lo largo de estos cuatro años de residencia, y por la ayuda invaluable para la realización de esta tesis. A mis amigos y compañeros médicos y no médicos, que estuvieron presentes siempre en los buenos y malos momentos, salud por ellos. A las familias, Castro - Barrera – Pasos – Guevara, por permitirme entrar a sus hogares y familias, esperando conservar la amistad siempre. Al HGE, al departamento de enseñanza, por dejar que este hospital sea también de enseñanza, gracias por todo. ~ 1 ~ ÍNDICE Páginas Índice…………………………………………………………………………….1 Introducción……………………………………………………………….........3 Resumen y Abstract……………………………………………………………3 CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO 1.1 Antecedentes…………………………………………………………….....5 1.2 Anatomía………………………………………………………………….....7 1.2.1 Huesos…………………………………………………………………...7 1.2.2 Articulación glenohumeral………………………………………...…..9 1.3 Biomecánica………………………………………………………………..10 1.4 Luxación crónica glenohumeral………………………………………....14 1.5 El clavo de Steinman……………………………………………………...16 CAPÍTULO II. MATERIAL Y MÉTODOS 2.1 Planteamiento del problema…………………………………………...16 2.2 Hipótesis………………………………………………………………….17 2.3 Objetivo general…………………………………………………………17 2.4 Objetivos secundarios…………………………………………………..17 2.5 Justificación……………………………………………………………...18 2.6 Diseño…………………………………………………………………….18 2.6.1 Tipo de investigación…………………………………………………...18 2.6.2 Grupo de estudio………………………………………………………...18 2.6.2.1 Criterios de Inclusión………………………………………………..18 2.6.2.2 Criterios de Exclusión……………………………………………….18 2.7 Descripción general del estudio………………………………………...18 2.8 Análisis estadístico……………………………………………………….20 2.9 Recursos Humanos……………………………………………………....20 ~ 2 ~ 2.10 Recursos materiales……………………………………………………...20 2.11 Aspectos éticos…………………………………………………………....20 2.12 Resultados………………………………………………………………....20 CAPÍTULO III: DISCUSIÓN, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 3.1 Discusión……………………………………………………………………...24 3.2 Conclusiones………………………………………………………………….26 3.3 Recomendaciones…………………………………………………………….26 ..Bibliografía………………………………………………………………………...27 ..Anexos……………………………………………………………………………..28 ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 3 ~ INTRODUCCIÓN La luxación post-traumática inveterada anterior del hombro es una lesión relativamente común de la patología del hombro en nuestro medio y constituye un problema ortopédico quirúrgico que, a pesar de no ser común es una catástrofe de magnitud notable. El contener a la articulación en la cavidad glenoidea después de la luxación constituye un problema. En algunos casos se mantiene con la reducción, la inmovilización y la cicatrización de los tejidos blandos. Se ha tratado de mantener ésta relación perdida de la anatomía normal, por medio de un clavo Steinman que atraviesa la cabeza humeral y se sumerge en la glenoides. El propósito de éste trabajo es demostrar biomecánicamente en pacientes cadavéricos si esto es factible y además, se describe la lesión y la patología dominante hallada en la exploración operatoria, caracterizada por el desplazamiento de las estructuras blandas anteriores del hombro hacia adentro y la deformidad traumática constante de la cabeza humeral. RESUMEN Para la contención de la cabeza humeral en la cavidad glenoidea por una luxación inveterada o una inestabilidad de la articulación glenohumeral, se ha utilizado varios métodos, uno de los cuáles es la introducción de un clavo Steinman de 4.0 mm en la cabeza humeral penetrando a la glenoides. El propósito de este estudio fue para saber si esto es viable y satisfactorio. Para saber esto se hizo un estudio prospectivo, donde se utilizaron diez hombros obtenidos de cinco cadáveres frescos, y les puso cargas con diferentes solicitaciones, incluyendo rotaciones externa e interna. Luego de obtener si el constructo soportaba cargas fisiológicas y cuáles eran las cargas máximas, se retiró el clavo y se midió el área glenoidea y el porcentaje de daño hecho en la superficie articular. Dió como resultado, que con las solicitaciones de rotación interna y externa el constructo es insuficiente y falla, obteniendo un daño significativo con estas ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 4 ~ solicitaciones. Concluyendo que no es recomendable usar este método para la contención glenohumeral, por no soportar las cargas fisiológicas, y porque produce daño en la superficie articular. ABSTRACT For the containment of the humeral head in the glenoid by a chronic luxation or instability of the glenohumeral joint, has been used several methods, one of which is the introduction of a 4.0-mm Steinman pin into the humeral head penetrating to the glenoid. The purpose of this study was to see if this is feasible and satisfactory. To know this we did a prospective study, where we use ten shoulders obtained from five fresh cadavers, and we put loads of different requests, including external and internal rotations. Afterobtaining if the construct bear physiological loads and what were the maximum loads, the pin was removed and measured the glenoid area and the percentage of damage done in the articular surface. We were as a result, the solicitation of internal and external rotation the construct is inadequate and fails, obtaining significant damage to these solicitations. Concluding that it is not advisable to use this method for glenohumeral containment, not to withstand the physiological loads, and because it causes damage to the articular surface. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 5 ~ CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO 1.1 Antecedentes: El mantener la relación anatómica de la articulación glenohumeral posterior a la reducción de una luxación glenohumeral aguda habitualmente no tiene problema. La musculatura y la forma de los componentes articulares logran este propósito, sin embargo, si esto no sucede se requiere un dispositivo externo que permita la cicatrización de las partes blandas. Existen una amplia gama de opciones biomecánicas para este propósito; incluye la reparación quirúrgica de las partes blandas, si aún éste procedimiento no logra mantener la relación anatómica correcta, se han descrito diferentes construcciones (6). El tratamiento de luxación glenohumeral crónica, está basado en los siguientes factores: 1) limitaciones funcionales que resultaron de la luxación. 2) duración de la luxación. 3) tamaño de la fractura de la cabeza humeral. 4) presencia de erosión ósea glenoidea. 5) estado del cartílago articular. Para cada paciente, estos factores serán variantes importantes para construir el plan de tratamiento (6). La reducción cerrada en luxaciones crónicas puede ser considerada en casos selectos, el factor más importante es la duración de la luxación. Los intentos para una reducción cerrada en una luxación después de cuatro semanas deberán ser considerados de cuidado. Cuando la reducción cerrada es hecha, se debe inmovilizar de manera contínua por tres a cuatro semanas. Este sería el tratamiento definitivo si la reducción es estable siguiendo el periodo de inmovilización (6). Médicos españoles refieren que trasponer el subescapular o la tuberosidad menor al interior del defecto de una luxación inveterada posterior del hombro no es necesario, porque no tiene sentido realizar una transposición para evitar la rotación interna con un músculo retraído y fibroso. Consiguieron en el mejor de los casos estabilidad con una limitación grande de las rotaciones, la interna que es lo ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 6 ~ que se busca, y la externa porque el subescapular sigue adherido, a veces incluso rigidez de hombro. En otras ocasiones aún con la transferencia persiste la inestabilidad. Es evidente que la limitación de movilidad y/o la inestabilidad están en relación directa al tamaño del defecto (12). En una revisión se encuentra que diez casos de luxaciones inveteradas de hombro con una evolución de dos a 36 meses, nueve se redujeron de manera abierta y hubo una artrodesis. Las reducidas se inmovilizaron el brazo con cabestrillo, y con inicio de fisioterapia a las tres semanas. Como hallazgos intraoperatorios se encontraron: disminución de la masa muscular periarticular, aumento del tejido fibrograso en la cavidad glenoidea, adherencias, cuatro con lesión Hill y Sachs y tres daño del cartílago articular de la glenoides. Los pacientes tuvieron seguimiento durante uno-36 meses. Según la escala de Carter Rowe, los resultados fueron tres buenos, tres regulares y dos malos. El peor parámetro evaluado fue la movilidad (11). En una revisión realizada en Gijón España, se trataron luxaciones inveteradas, la mitad de las cuales abiertas, uno de los pacientes tuvo recidiva, realizándose fijación transacromial de la cabeza humeral con clavos percutáneos en la posición de reducción, debido a su gran inestabilidad y fácil pérdida de la reducción. La inmovilización se realizó con un vendaje tipo Velpeau en posición de rotación neutra. Los clavos se retiraron a las tres semanas. Encontraron buenos resultados en todos los casos excepto en un paciente de 58 años. Se refiere que en los pacientes de mayor edad, en los que no haya una inestabilidad muy marcada convendría evitar la fijación con clavos y retirar la inmovilización a las tres semanas para facilitar la recuperación de la movilidad (13). Tras una reducción cerrada, Neviaser recomiendo una fijación de la articulación del hombro de uno a otro lado con un tornillo suizo. Wilson y MaKeever recomiendan insertar agujas de Kirschner cruzadas a través del acromion en la cabeza humeral (2). No se encontró en la literatura otros sistemas para contener la cabeza humeral congruente con la glenoides en la luxación inveterada de hombro. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 7 ~ 1.2 Anatomía Para entender el cómo mantener con un dispositivo a la articulación glenohumeral que ha perdido la capacidad de ser estable es menester considerar en primer término la morfología. El hombro, formado por la articulación escapulohumeral, es una región topográfica que corresponde a la raíz del miembro superior, es decir, que une el brazo con el tórax por intermedio de la clavícula (14). 1.2.1 Huesos. El omóplato o escápula, es un hueso plano y delgado que constituye la parte posterolateral de la cintura escapular presenta: A) una cara anterior o torácica orientada hacia adelante y adentro, profundamente excavada y recorrida por tres o cuatro crestas óseas oblicuas en las que se fijan los haces tendinosos del músculo subescapular. Por dentro y cerca del borde interno, se encuentran las superficies de inserción del músculo serrato mayor o serrato anterior. B) una cara posterior, o dorsal, dividida por el relieve de la espina escapular en dos fosas, supra e infraespinosa. La espina se prolonga hacia afuera y por encima de la articulación del hombro mediante la sólida apófisis del acromion, punto de referencia óseo fácilmente palpable bajo la piel. C) un borde superior o cervical, que da inserción al músculo omohioideo y que se termina por fuera con la escotadura coracoidea. D) un borde interno, o espinal, que forma su cuarto superior un ángulo obtuso abierto hacia afuera, y que da inserción por detrás al músculo romboides. E) un borde externo o axila que forma el pilar externo de la escápula. F) un ángulo superior, que da inserción al músculo angular o elevador de la escápula. G) un ángulo inferior, o punta del omoplato, que hace relieve en la retropulsión del omoplato. H) un ángulo externo en el que se asientan: 1) La cavidad glenoidea, superficie articular ovalada de extremidad inferior ancha, orientada hacia arriba, adelante y afuera. Presenta en el centro un pequeño tubérculo glenoideo y está limitada por un reborde saliente interrumpido por delante por la escotadura glenoidea. Encima de la cavidad ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 8 ~ se encuentra el tubérculo supraglenoideo, que da inserción al tendón largo del bíceps, mientras que debajo de ella se localiza el tubérculo subglenoideo, que permite la inserción del tendón largo del tríceps. 2) El cuello del omoplato, corto, grueso y aplanado, que separa la cavidad glenoidea del cuerpo del omoplato, su cara posterior cóncava pone en comunicación a las fosas supra e infraespinosa. 3) La apófisis coracoides corona el cuello y la glena por arriba y adelante. Se dirige primero hacia arriba y adelante para acodarse después y volverse horizontal, recibe numerosas inserciones musculares: en el borde interno, el pectoral menor;en el vértice, el coracobraquial por dentro y la porción corta del bíceps por fuera. Por debajo de la apófisis transcurre el tendón del subescapular en dirección al húmero (14). El extremo superior del húmero, comprende de tres partes: A) la cabeza humeral, en la parte superointerna, orientada hacia arriba, atrás y adentro. Representa aproximadamente la tercera parte de una esfera, en el adulto, mide seis cm de altura por 5.5 cm de diámetro sagital, desbordando ampliamente la superficie de la cavidad glenoidea. El eje de la cabeza forma con el eje de la diáfisis humeral un ángulo de flexión o inclinación de 130°, de abertura inferointerna; pero el eje de la cabeza está orientada también hacia atrás y adentro, por lo que forma con un plano frontal un segundo ángulo, de torsión o declinación, de 15 a 20°. B) La tuberosidad mayor o troquíter se encentra por fuera de la cabeza, en la prolongación del borde externo de la diáfisis. C) La tuberosidad menor o troquín se encuentra por debajo y por delante de la cabeza, y en ella se inserta el tendón del músculo subescapular (14). ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 9 ~ 1.2.2 Articulación glenohumeral: La articulación escapulohumeral, pertenece al género de las enartrosis. La superficie articular constan de: A) La cavidad glenoidea, asienta en el cuello de la escápula. Recubierta de cartílago, esta apenas excavada y no representa ni la tercera parte de la cabeza humeral, motivo por el cual se ve completada por un fibrocartílago prismático triangular fijado en su contorno, el rodete glenoideo, o labrum, de los cuales el borde central se adhiere flojamente a la cavidad glenoidea. B) La cabeza humeral está recubierta por una capa uniforme de cartílago hialino que termina a nivel del labio interno del cuello anatómico (14). La cápsula, presenta la forma de un cono truncado de vaso mayor humeral. Los ligamentos, refuerzan la cápsula, demasiada delgada y demasiada laxa, incapaz por si sola de mantener las superficies articulares en contacto. Sólo hay ligamentos por arriba y por delante: A) El ligamento coracohumeral, situado por encima de la articulación, constituye un verdadero ligamento suspensor de la cabeza humeral. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 10 ~ B) Ligamentos glenohumerales, situados por delante de la articulación, que en muchas ocasiones no son más que un simple refuerzo de la cápsula; pueden describirse tres ligamentos: 1) Ligamento glenohumeral superior, que se extiende desde el polo superior de la glena hasta la muesca supratroquiniana del revestimiento cartilaginoso de la cabeza humeral. 2) Ligamento glenohumeral medio, que se extiende desde el polo superior de la glena, un poco más abajo que el anterior, hasta la tuberosidad menor del húmero. Se dirige hacia abajo y afuera, ensanchándose al llegar cerca del húmero y deslizándose por debajo del tendón del músculo subescapular. 3) Ligamento glenohumeral inferior, el más ancho y el más grueso, que se extiende desde el borde anteroinferior de la glena hasta el borde interno del cuello quirúrgico del húmero (14). 1.3 Biomecánica La articulación glenohumeral es la más móvil del cuerpo. La gran amplitud de sus movimientos se obtiene a expensas de su estabilidad, la cual se ha dividido en dos categorías: estática y dinámica. Los estabilizadores estáticos comprenden las superficies osteoarticulares y el rodete, la presión intraarticular, así como la cápsula articular y los ligamentos, mientras que los músculos que la cruzan actúan como estabilizadores dinámicos. El estabilizador primario es el complejo integrado por la cápsula y el rodete, y el secundario es el manguito de los rotadores; sin embargo, en cualquier posición del brazo la estabilidad es el resultado de una ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 11 ~ compleja interacción entre los múltiples componentes y no el fruto de la intervención de un elemento en solitario (15). En cuanto a los estabilizadores estáticos, la geometría osteoarticular , tiene algo llamado compresión por concavidad, que impide los movimientos excesivos de traslación de la cabeza humeral sobre la cavidad glenoidea cuando se realiza la elevación; esto es porque se ha observado que el cartílago del húmero es más grueso en el centro, mientras que la cavidad glenoidea lo es en su periferia lo que da como resultado una cabeza humeral convexa situada sobre una fosa glenoidea cóncava, cuya reciprocidad en su geometría y la compresión aportada por los músculos sirven como mecanismo estabilizador de la articulación (15). La importancia del rodete, el cual es un anillo fibroso que se inserta en el reborde de la cavidad glenoidea, es que proporciona 50% de la concavidad. También ayuda a contener la cabeza humeral en la cuenca de la cavidad glenoidea mediante la generación de fuerzas de anillo (15). La presión intraarticular tiene limitada función en la estabilización, sin embargo con el movimiento del brazo, esta presión se vuelve más negativa y actúa como vacio al tirar de la cápsula hacia adentro (15). La aportación a la estabilidad de la cápsula articular, varía mucho y depende de la dirección de la carga aplicada y de la posición del brazo en este ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 12 ~ momento. Con el brazo en reposo y la cabeza humeral centrada sobre la cavidad glenoidea, la cápsula no sostiene ninguna fuerza ni contribuye a la estabilidad. Sin embargo, a medida que aumenta la abducción y rotación del brazo, cada vez participa más en la estabilidad anterior, posterior e inferior de la articulación glenohumeral. La estabilidad hacia adelante depende de la parte posterior de la cápsula cuando el brazo tiene 50 a 90° de abducción, mientras que de 70° a 90°, depende de su parte anterior. La estabilidad hacia atrás procede de su parte posterior cuando el brazo se encuentra entre 60° y 90° de abducción. Finalmente, la estabilidad glenohumeral inferior corresponde a la parte anterior de la cápsula con el brazo en abducción de 45° y cuando está a 90° de la parte posterior. Los refuerzos de la cápsula articular son el ligamento coracohumeral y los ligamentos glenohumerales, cuya aportación a la estabilidad también varían de acuerdo al movimiento del brazo (15). El ligamento glenohumeral superior interviene en la estabilización anterior e inferior de la cápsula y también controla la rotación externa. Hacia adelante puede estabilizar la articulación cuando el brazo se encuentra en rotación externa y en abducción. Hacia abajo lo hace cuando está en rotación neutra o externa junto al cuerpo, o al realizar su aducción. La rotación externa el ligamento se pone de tirante y esta tensión le permite controlar también dicho movimiento (15). El ligamento glenohumeral medio puede efectuar también la estabilización anterior e inferior de la articulación, y también controlar la rotación externa del brazo. En esta última posición, puede participar en la estabilización anterior de la articulación a lo largo del recorrido inferior y medio de la abducción (15). El ligamento glenohumeral inferior, consta de tres partes: banda anterior, posterior y una bolsa axilar interpuesta; se le considera un estabilizador anterior e inferior de la articulación controlando también la rotación externa. Hacia adelante, el ligamento es un estabilizador más eficaz cuando el brazo está en abducción y rotación externa. En el recorrido de la abducción, la estabilización anterior depende de su banda anterior, mientras que en el intervalo superior se encarga labolsa axilar. Hacia abajo, es el estabilizador más importante de la articulación ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 13 ~ cuando el brazo está en posición de reposo junto al tronco y en rotación neutra o externa. Además, en el recorrido superior de la abducción su porción posterior aporta estabilidad inferior (15). Estabilizadores dinámicos, siendo como principal el manguito de los rotadores, que consta de cuatro músculos, supraespinos, infraespinosos, redondo menor y subescapular. Como tal grupo, estabilizan la articulación al ofrecer una acción de compresión y oponerse a la traslación excesiva de la cabeza humeral. El supraespinoso contribuye a la compresión articular. El subescapular se opone a la traslación anterior de la cabeza del húmero. El infraespinoso y redondo menor despliegan su resistencia contra las traslaciones posteriores. Finalmente, las traslaciones inferiores de la cabeza humeral chocan con la resistencia del subescapular (15). Los músculos del manguito contribuyen a la estabilidad tanto pasiva como dinámica. Pasivamente, aporta una estabilización glenohumeral anterior y posterior, pero no inferior. La estabilización anterior procede de la tensión muscular pasiva del subescapular al comienzo de la abducción. La estabilización posterior de la articulación glenohumeral depende en parte de la tensión muscular pasiva del supraespinoso, infraespinoso y redondo menor (15). Dinámicamente los músculos del manguito rotador actúan de la siguiente manera: el supraespinoso y el subescapular aportan una mayor estabilidad dinámica que los demás elementos del manguito en la zona media del intervalo de movimiento, mientras que en su parte externa, en la posición de inestabilidad anterior, el subescapular, el redondo menor y el infraespinoso ofrecen una estabilidad dinámica mayor (15). El deltoides impide la migración ascendente de la cabeza humeral y la comprime contra la cavidad glenoidea (15). El bíceps, la cabeza larga de este músculo tiene como función principal estabilizar la cabeza humeral dentro de la cavidad glenoidea durante la flexión del codo y la supinación del antebrazo, también cumple un cometido para la ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 14 ~ estabilidad anterior, superior y posterior del hombro. La estabilidad superior del hombro procede de la cabeza larga cuando el brazo está en abducción. Contribuye a la estabilidad anterior al incrementar la resistencia del hombro frente a las fuerzas de torsión. Por último, la estabilidad posterior deriva de la cabeza larga cuando el brazo se encuentra en una posición intermedia de elevación (15). 1.4 Luxación glenohumeral crónica. La luxación glenohumeral es la incongruencia articular entre la cabeza humeral y la cavidad glenoidea de la escápula, que se produce por un mecanismo traumático. La luxación crónica es aquella la cual no es reconocida a tiempo en la lesión aguda y consecuentemente en la cual el tratamiento es retardado (6). La articulación glenohumeral es la más móvil y por lo tanto una de las que más frecuentemente se luxa en el cuerpo humano (4). La recurrencia después de una luxación inicial está entre el 20% y el 48 %. Sin embargo, el rango de recurrencia en pacientes jóvenes es mucho más alto, aunque los rangos reportados varían. Estos rangos han sido reportados entre el 50% y 64% en pacientes menores de 30 años (3). El rango de incidencia estimada de luxaciones glenohumerales en los Estados Unidos de Norteamérica es de 23.9 por cada 100,000 personas por año, de los cuáles el sexo masculino y la gente joven son mayoritariamente afectados. Las luxaciones en este país, resultaron más frecuentemente después de una caída, 58.8%, y ocurrieron en el hogar, 47.7%, o en sitios de deportes o de recreación, 34.5% (4). Este proceso se observa más a menudo en las personas mayores y en aquellas cuya situación mental general puede impedir que busquen ayuda en el mismo momento de la lesión (5). Este tipo de luxaciones del hombro se han descrito como las más difíciles de todas. No es sencillo fijar unos criterios acerca de cuándo intentar la reducción cerrada, cuando intervenir y reducir el hombro y cuando simplemente no interferir en el proceso. (5) Normalmente a las dos o tres semanas desde la luxación, la cabeza del húmero se encuentra bloqueada con firmeza en la parte anterior de la cavidad ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 15 ~ glenoidea, y hay una contracción tan intensa y tal interposición de las partes blandas que es imposible realizar una reducción cerrada suave (5). Rowe y Zarins sugieren que una luxación crónica puede ser de al menos tres semanas de antigüedad. Otros han usado definiciones de 24 horas, dos semanas, un mes y hasta seis meses. (6). Pacientes con luxaciones crónicas a menudo presentan con relativa frecuencia molestias en el hombro y disminución de los rangos de movimiento del mismo. El tiempo específico en que el evento ocurre es importante porque la duración de la luxación tiene implicaciones en el tratamiento y pronóstico. (6) En el caso de luxaciones agudas hay factores predisponentes para la reluxación del hombro, siendo una edad de primera luxación de la cabeza humeral de menos de 22 años, sexo masculino y el tiempo de primera luxación y la realización de la cirugía artroscópica. (7) En un estudio con 14 pacientes con luxación traumática de hombro, con fractura de la glenoides anteroinferior, de más de cinco mm y desplazada más de dos mm, fueron tratados conservadoramente, y en las radiografías posreducción, mostraban centrada la articulación glenohumeral. (9). Después de una media de seguimiento de 5.6 años, no hubieron reluxaciones o subluxaciones, y el test de aprehensión fue negativo. Todos los fragmentos consolidaron con un promedio de escalón intraarticular de 3.0mm, ningún paciente tuvo síntomas de osteoartritis, el cual fue leve en dos hombros y moderado en uno. (9) La mayoría de las luxaciones crónicas requieren reducción abierta combinada con un procedimiento específico. Pequeños defectos de la cabeza humeral pueden ser compatibles con la estabilidad y recuperación de la movilidad. Sin embargo, cuando el defecto sobrepasa el 20% de la superficie articular, la estabilidad es menos probable y un procedimiento de estabilización es requerida (6). El tratamiento de luxación crónica del hombro asociado con una fractura de entre el 25% al 50% de la superficie articular deberá restablecer la estabilidad del ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 16 ~ hombro con todos los rangos funcionales de movimiento mientras se mantiene la anatomía normal de la articulación glenohumeral. La reconstrucción con un injerto osteocondral ha sido un seguro y eficaz tratamiento para los defectos de la superficie de las articulaciones. (8) Siguiendo la reducción abierta, los procedimientos usados incluyen diferentes técnicas diseñadas para rellenar el defecto: 1) transferencia tendinosa, 2) combinación en transferencia tendinosa y ósea, 3) injerto. Estos procedimientos pueden ser usados hasta con defectos del 40% de superficie articular. (6) 1.5 El clavo de Steinman Las agujas de osteosíntesis de diámetro mayor de 3mm, se las conoce con el nombre de Clavo Steinman (Fritz Steinman 1872-1932, cirujano suizo que en 1908 describió el uso clavos un poco más rígidos en el tratamiento de fracturas de tibia proximal y calcáneo). Son de acero o de titanio. Por lo tanto son más fuertes y rígidas que las agujas de Kirschner, se usan para fracturas de grandes fragmentos y para tracciones esqueléticas.Para su colocación se usa una llave en "T" o un motor de brocas, para cortar los clavos de Steinman se usa una cizalla. Se pueden usar en cirugía abierta o de forma percutánea. (10) ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 16 ~ CAPITULO II. MATERIAL Y MÉTODOS 2.1. Planteamiento del problema: Los pacientes con luxación inveterada de la articulación glenohumeral, cuyo tratamiento es la reducción de la misma y el mantenimiento de la congruencia articular de manera empírica con algún tipo de material de osteosíntesis; en éste hospital una forma de hacerlo es mediante la colocación de un clavo Steinman de cuatro mm de diámetro atravesando la cabeza humeral y fijándose en la escápula a través de la glenoides. Preguntas de investigación: ¿Pueden los clavos de Steinman después de reducir la luxación, contener la articulación glenohumeral sin desplazarse? ¿Qué solicitaciones soporta el constructo de un clavo que atraviese la cabeza humeral y penetre en la glenoides? ¿De qué tamaño es el área de las superficies articulares glenoideas estudiadas? ¿Qué tan grande es la lesión en la superficie articular de la glenoides al realizar este procedimiento? 2.2. Hipótesis La colocación de un clavo Steinman de cuatro mm de diámetro atravesando la cabeza humeral hacia la escápula penetrando la glenoides es mecánicamente suficiente para mantener la articulación del hombro congruente bajo solicitaciones fisiológicas en un modelo cadavérico. La colocación de un clavo Steinman de cuatro mm de diámetro atravesando la cabeza humeral hacia la escápula va a ocasionar un daño del 10% en la superficie de la glenoides. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 17 ~ 2.3. Objetivo General Probar por medio de un estudio biomecánico, la contención de la cabeza humeral a la glenoides por medio de un clavo de Steinman, y encontrar las cargas máximas que se pueden soportar. 2.4 Objetivos secundarios Determinar la carga máxima que soporta la colocación de un clavo Steinman de 4.0mm desde la cabeza humeral hacia la escápula. Calcular el área de la superficie articular de la cavidad glenoidea Determinar las solicitaciones por las cuales fallaría este constructo. Determinar el porcentaje de superficie articular dañada con el clavo. 2.5. Justificación Se han tenido casos de luxación inveterada los cuales son manejados con reducción y colocación de un clavo Steinman, el cual parece, no ha sido suficiente para mantener la reducción de la luxación por lo que se realiza este estudio para verificar las cargas biomecánicas que puede soportar el poner éste implante y la seguridad del mismo. No hay literatura mundial ni nacional suficiente que expliquen los criterios del tratamiento ni una técnica segura y clara para mantener una reducción en una luxación crónica de hombro. 2.6 DISEÑO: 2.6.1 Tipo de investigación: Prospectivo, abierto, transversal, cuasi- experimental. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 18 ~ 2.6.2 Grupo de Estudio 2.6.2.1 Criterios de Inclusión: - Modelos cadavéricos mexicanos - Modelos cadavéricos con madurez esquelética y menores de 70 años - Modelos cadavéricos sin historia de patología glenohumeral y sin antecedentes de enfermedades infectocontagiosas. 2.6.2.2 Criterios de Exclusión - Modelos cadavéricos mayores de 70 años o sin madurez esquelética - Modelos con historia de enfermedades infectocontagiosas o de patología glenohumeral. 2.7 Descripción del estudio Bajo estrictas normas de ética y trato digno de los cadáveres se escogieron cinco cadáveres, y se tomaron muestras de ambos hombros de cada uno que incluyeron escápula y húmero hasta porción diafisiaria proximal del mismo, respetando cápsula, tejidos blandos y ligamentos de la articulación. En todos los hombros se colocaron los clavos Steinman dos cm detrás del labio posterior del surco bicipital y 3.5cm por debajo de la punta del acromion, introduciendo el clavo en el troquíter y con una angulación en retroversión de 15 grados aproximadamente. Tracción longitudinal: Se fija la escápula a una prensa, previa introducción del clavo de Steinman de 4.0 mm desde la cabeza hasta la glenoides, se colocan pesos progresivos en la diáfisis humeral, empezando con cuatro kg, y con aumentos progresivos de 500 gramos, hasta pasar del 9% de peso corporal total aproximadamente, o hasta observar falla en el constructo. Se mide el máximo de cargas. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 19 ~ Rotación más tracción: Se realizan rotaciones de menos de 5°, con el fin de abocardar la glenoides. Luego se tracciona con peso empezando con cuatro kg, y aumentando paulatinamente en 500 gr hasta la falla del constructo. Rotaciones: Se fija la escápula a una prensa, previa introducción del clavo, se realizó rotación externa e interna máxima del húmero, hasta la falla del constructo. Lesión de la glenoides: Se introduce el clavo y sin rotaciones se retira y se revisa la glenoides y el orificio realizado por el clavo. Se realiza lo mismo posterior a realizar las rotaciones. Para medir el diámetro del orificio hecho por el clavo en la glenoides antes y después de las solicitaciones se utilizo un vernier. 2.8 Análisis estadístico: Se realizó mediante el uso de medias, desviaciones standard, gráficas de barras, para efecto de establecer las comparaciones entre los cadáveres que tuvieron rotación con los que no tuvieron y en consideración de lo pequeño de ambas muestras, a pesar de que las variables son numéricas se aplicó la “U de Mann- Whithney”, con una significancia de p = 0.01. 2.9 Recursos humanos: Un residente investigador, preparador de especímenes y disección a cargo de dos residentes y técnico de patología, un asesor médico y un asesor de metodología e investigación. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 20 ~ 2.10 Recursos materiales: Diez hombros disecados de cinco cadáveres, un equipo quirúrgico de disección ortopédica, perforador, vernier, prensa, clavos Steinman de 4.0mm (Fig. 1) 2.11 Aspectos éticos: Se solicitó la autorización a la División de Enseñanza e Investigación para la realización de este trabajo. 2.12 Resultados: Se estudiaron en total diez hombros, de cinco cadáveres con los criterios ya establecidos. Se determinó una carga máxima media en las solicitación en tracción caudal de 14.95 kg ya que con este peso aplicado se observo que el constructo presentó deformaciones visibles. Se observó que el húmero contenido en la glenoides con el clavo, máximo puede tener una rotación de 5°, tanto interna como externa (figs. 3 y 4), y con estas rotaciones, hubo dos fracturas espiroideas de cuello quirúrgico del húmero que se corrieron hacia diáfisis proximal, (figura 6). La media de peso soportado del constructo en la combinación de rotación más tracción longitudinal fue de 6.3 kg. En la tabla uno se encuentran los resultados de la cantidad de peso soportado tanto en los hombros a los que se les realizó rotación externa e interna y luego con tracción longitudinal, y los resultados cuando sólo se les realizó tracción longitudinal. Se encontró que al realizarle solicitaciones en rotación externa e interna, no soportaba el peso aproximado de una extremidad superior y el constructo fallaba, y se perdía la contención de la articulación glenohumeral. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 21 ~ Tabla I Número de hombro Máximo peso soportadotracción mas rotación Máximo peso soportado tracción longitudinal 1 6 14.5 2 6.5 15.5 3 7 15 4 7 15.5 5 6.5 16 6 5.5 14.5 7 6.5 15 8 6 14.5 9 6.5 15 10 5.5 14.5 Se aplicó la “U de Mann-Whithney” con una p < 0.01, esto es 99% de confianza encontrando que el peso soportado de los constructos sin realización de solicitaciones en rotación externa e interna es mayor que a los que se le realizó rotaciones. Mediante fórmulas matemáticas se sacó el área de la superficie articular glenoidea y el porcentaje de lesión del clavo en la misma. En la tabla II se encuentran los resultados del área de superficie articular de la glenoides, así como la longitud del cuello glenoideo. Se encontró que la media de la longitud del cuello glenoideo es de 3.45 cm con una desviación estándar de 2.1. En cuanto al área de superficie articular de la glenoides, arrojó una media de 5.41144 cm2, con una desviación estándar de 2.1213 (Fig. 5). ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 22 ~ En la gráfica uno observamos mediante barras los diferentes resultados tanto de la longitud del cuello de la glenoides, como el área de superficie articular glenoidea de todos los hombros estudiados. Tabla II Número de hombro Longitud de cuello glenoideo(cm) Área articular glenoides (cm2) 1 3.4 4.7124 2 3.4 4.6982 3 3 5.4192 4 3 5.4663 5 4 6.0860 6 3.9 5.9905 7 3.3 5.6548 8 3.2 5.6548 9 3.7 5.2386 10 3.6 5.1936 Media 3.45 5.41144 Desviación Standard 2.1 2.1213 ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 23 ~ Grafica I. Longitud del cuello glenoideo en cm, y área articular glenoidea en cm2 A los hombros que se le realizaron solicitaciones de rotación externa e interna, resultaron con mayores daños en la superficie articular glenoidea que a los que no se les realizaron. En la tabla III se observan los resultados. Tabla III Hombros Sin rotaciones Con rotaciones 1 4.16% 7.18% 2 3.47% 6.93% 3 3.99% 7.14% 4 1.73% 5.88% 5 1.54% 6.89% 6 2.35% 5.98% 7 3.52% 6.56% 8 2.14% 6.87% 9 2.10% 5.76% 10 3.58% 6.06% Porcentaje de superficie articular glenoidea dañada 0 2 4 6 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 area articular glena longitud cuello glenoideo ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 24 ~ Se aplicó la “U de Mann-Whithney” con una p < 0.01, esto es 99% de confianza encontrando que el daño producido a las piezas óseas a las que se le realizó rotaciones es significativamente más severo que a las piezas óseas que no se les realizó rotaciones. En la gráfica dos se expresa mediante barras las diferencias del daño articular entre los hombros a los que se les realizaron solicitaciones de rotación externa e interna y a los que no se les realizaron. Podemos observar claramente que es mayor el daño en la superficie articular glenoidea en aquellos en donde se les realizó las solicitaciones en rotación externa e interna. Gráfica II. Diferencias de afectación de superficie articular glenoides 0 2 4 6 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C/rotacion S/rotacion ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 24 ~ CAPITULO III. DISCUSIÓN, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 3.1 DISCUSIÓN Se realizó esta investigación con el afán de conocer las cargas que soportaba un clavo de Steinman para mantener la congruencia glenohumeral, y las fallas que pueda tener. El presente estudio realizado en hombros de cadáveres, muestra los problemas biomecánicos que este constructo puede ocasionar. Se le realizaron solicitaciones emulando los movimientos que hace el hombro de manera normal, tomando la escápula en una prensa y colocando peso al húmero, encontrando que posterior a realizar movimientos rotatorios la media del peso soportado es de 6.3 kg, por lo que no soportaría el peso aproximado de una extremidad superior. Al parecer el problema de el menor soporte de peso después de la realización de rotaciones se debe a que la superficie articular de la glenoides se abocarda con estos movimientos. Después de la rotación máxima que se le pudo dar al húmero lo cual fue de 5°, se abocardó la superficie articular de la glenoides, y el clavo termina por salirse de la misma, y produce falla del constructo. Al trasladar este estudio al campo de la aplicación terapéutica hacia pacientes, no habría forma de poder contener la cabeza humeral en la glenoides, ya que ante cualquier movimiento de rotación del brazo el constructo fallaría como pasó en las pruebas realizadas. No encontramos estudios biomecánicos previos donde se hubiera realizado este procedimiento, ni tampoco que evalúen la contención glenohumeral. Se encontraron procedimientos parecidos, pero no biomecánicos, como la colocación de clavos de Steinman para contener la cabeza humeral, pero introduciéndolos en el acromion en dirección hacia la cabeza humeral, colocados de manera cefalocaudal, y con indicación por parte de los autores de este tipo de constructo, de retirar el material de osteosíntesis a las tres semanas para poder comenzar con la rehabilitación del hombro afectado. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 25 ~ Se logró ver un daño en la superficie articular de la glenoideas al pasar el clavo a través de la misma, el cual sin rotaciones no era mayor a 5% del total de la superficie articular, pero al realizar las rotaciones externa e interna, el daño de la superficie articular aumentaba, significativamente comprobado mediante la “U de Mann-Whithney”, con un 99% de confiabilidad, aunque el máximo daño hecho a la superficie articular glenoidea no fue mayor de 8% del total del área. No se sabe si este porcentaje ocasiona una artrosis o un daño irreparable, sería motivo de estudios in vivo, donde se realice un seguimiento del paciente para encontrar posibles repercusiones y daños tanto en el cartílago articular, como en los efectos y secuelas que esto podría conllevar. Cuando el constructo se aplica a luxaciones glenohumerales inveteradas, se tendría que evitar completamente la realización de rotación externa y de rotación interna por parte del paciente, ésto es prácticamente imposible ya que en cualquier momento podría descuidarse y realizar estas solicitaciones, y de realizar estos movimientos, el sistema fallaría y conllevaría a la subluxación o a la luxación de la articulación. Por otra parte, se investigó en este estudio la longitud del cuello glenoideo con el fin de saber aproximadamente la profundidad en cm que el clavo deba penetrar para no salirse del mismo. 3.2 Conclusiones La colocación de un clavo de Steinman de cuatro mm de diámetro que atravesó la cabeza humeral hacia la escápula penetrando en la glenoides fue mecánicamente insuficiente para contener la articulación del hombro congruente bajo solicitaciones fisiológicas en un modelo cadavérico. El daño a la superficie articular de la glenoides es 45% mayor después de realizar solicitaciones en rotación externa y solicitaciones en rotación interna, que únicamente con tracción longitudinal, siendo significativa la diferencia. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 26 ~ Este constructo para mantener la cabeza humeral en relación con la glenoides con tal de contener la reducción de la luxación de hombro, no es útil y si causa daño 3.3 Recomendaciones Es preferible la utilización de otro sistema para la contención de la reducción glenohumeral, ya que el constructo formado por el clavo Steinman que atraviesa la cabeza humeral y penetra en la glenoides,no es suficiente y produce daño articular. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 27 ~ BIBLIOGRAFÍA 1.- Bucholz, Robert W. MD, et al. Rockwood y Green’s Fracturas en el adulto. . Editorial Elsevier. 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Área o tamaño del orificio en superficie articular glenoideo causada por el clavo, con rotaciones interna y externa______________________________________ 6. Longitud del cuello glenoideo: ___________________________________________________________ 1 Fig 1. Fig 2. ANALISIS BIOMECANICO DE LA CONTENCION DE LA ARTICULACION GLENOHUMERAL CON UN CLAVO STEINMAN ~ 29 ~ Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Portada Índice Texto
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