Comparación biomecánica de las técnicas de fijación para fracturas acetabulares transversales: postura de una sola pierna versus carga de asiento a pie

Comparación biomecánica de las técnicas de fijación para fracturas acetabulares transversales: postura de una sola pierna versus carga de asiento a pie

Huy Le Quang MD aWerner Schmoelz PhD aRichard A. Lindtner MD, PhD aPeter Schwendinger MD aMichael Blauth MD aDietmar Krappinger MD, PhD, MBA

Destacar

•Las pruebas biomecánicas tienen como objetivo imitar las cargas fisiológicas en un entorno de laboratorio utilizando protocolos de carga predefinidos.

•Aunque el movimiento de estar sentado (STS) produce presiones máximas más altas de la articulación de la cadera, la carga de la postura de una sola pierna (SLS) se usa comúnmente para evaluar las técnicas de fijación de fractura acetabular.

•Comparamos directamente el protocolo de carga SLS y STS para cinco técnicas de fijación de fractura acetabular transversal (AFFT).

•La carga SLS sobreestima la fuerza de AFFT. La carga de STS parecía ser más apropiada para proporcionar datos biomecánicos clínicamente relevantes.

•La fijación de placa de columna simple es inferior, mientras que la fijación de placa simple más tornillo de columna es comparable a la fijación de placa de columna.

Resumen

Objetivos

Para comparar biomecánicamente cinco técnicas de fijación diferentes para fracturas acetabulares transversales utilizando los protocolos de carga de posición de una sola pierna (SLS) y de posición sentada (STS) y comparar directamente el movimiento del espacio de fractura (FGM) y la rotación interfragmentaria relativa (RIFR) .

Métodos

Las fracturas acetabulares transversales transtectales se crearon en hemipelvas compuestas de cuarta generación de manera reproducible. Se evaluaron biomecánicamente cinco técnicas de fijación diferentes utilizando un protocolo de carga SLS y STS: placa anterior (AP) solamente, placa posterior (PP) solamente, placa anterior más tornillo de columna posterior (AP + PCS), placa posterior más tornillo de columna anterior (PP + ACS) y placa anterior más posterior (AP + PP). Después del preacondicionamiento, las muestras se cargaron de 50 a 750 N con una rampa de 100 N / s. FGM y RIFR bajo cargas de 750 N se midieron utilizando un sistema óptico de medición 3D.

Resultados

En los tres grupos de técnicas de fijación que abordan ambas columnas, la carga de STS resultó en una FGM media más alta y en RIFR que la carga de SLS. No se observó falla de construcción. En los grupos de placas individuales (solo AP y PP solamente), la carga de STS resultó en la falla de todas las muestras antes de alcanzar cargas de 750 N, mientras que no ocurrió ninguna falla después de la carga de SLS. No se encontraron diferencias significativas en FGM y RIFR entre las técnicas de placa doble (AP + PP) y placa única más tornillo de columna (AP + PCS y PP + ACS).

Conclusión

La carga de SLS pareció sobreestimar la fuerza de las construcciones de fijación de fractura acetabular y la carga de STS puede ser más apropiada para proporcionar datos biomecánicos clínicamente relevantes. La fijación interna de una sola columna podría no proporcionar la estabilidad adecuada para las fracturas transversales, mientras que la resistencia de la placa simple más la fijación del tornillo de columna y la fijación de la placa doble fue comparable.

Palabras clave

Acetábulo fractura acetabular fractura transversal fijación de fracturas tornillo de columna posterior tornillo de columna anteriorsentarse a pararsepostura de una sola piernabiomecánica

Resumen

Objetivos

Para comparar biomecánicamente cinco técnicas de fijación diferentes para fracturas acetabulares transversales utilizando los protocolos de carga de posición de una sola pierna (SLS) y de posición sentada (STS) y comparar directamente el movimiento del espacio de fractura (FGM) y la rotación interfragmentaria relativa (RIFR) .

Métodos

Las fracturas acetabulares transversales transtectales se crearon en hemipelvas compuestas de cuarta generación de manera reproducible. Se evaluaron biomecánicamente cinco técnicas de fijación diferentes utilizando un protocolo de carga SLS y STS: placa anterior (AP) solamente, placa posterior (PP) solamente, placa anterior más tornillo de columna posterior (AP + PCS), placa posterior más tornillo de columna anterior (PP + ACS) y placa anterior más posterior (AP + PP). Después del preacondicionamiento, las muestras se cargaron de 50 a 750 N con una rampa de 100 N / s. FGM y RIFR bajo cargas de 750 N se midieron utilizando un sistema óptico de medición 3D.

Resultados

En los tres grupos de técnicas de fijación que abordan ambas columnas, la carga de STS resultó en una FGM media más alta y en RIFR que la carga de SLS. No se observó falla de construcción. En los grupos de placas individuales (solo AP y PP solamente), la carga de STS resultó en la falla de todas las muestras antes de alcanzar cargas de 750 N, mientras que no ocurrió ninguna falla después de la carga de SLS. No se encontraron diferencias significativas en FGM y RIFR entre las técnicas de placa doble (AP + PP) y placa única más tornillo de columna (AP + PCS y PP + ACS).

Conclusión

La carga de SLS pareció sobreestimar la fuerza de las construcciones de fijación de fractura acetabular y la carga de STS puede ser más apropiada para proporcionar datos biomecánicos clínicamente relevantes. La fijación interna de una sola columna podría no proporcionar la estabilidad adecuada para las fracturas transversales, mientras que la resistencia de la placa simple más la fijación del tornillo de columna y la fijación de la placa doble fue comparable.

Palabras clave

Acetábulofractura acetabularfractura transversalfijación de fracturastornillo de columna posteriortornillo de columna anteriorsentarse a pararsepostura de una sola piernabiomecánica

Se utilizaron plantillas personalizadas para obtener posiciones de implante idénticas para todas las muestras. Las siguientes cinco técnicas de fijación para fracturas acetabulares transversales se compararon biomecánicamente

Placa posterior solamente (PP solamente, Fig. 2 b)

3)Placa anterior combinada con tornillo de columna posterior (AP + PCS, Fig. 2 c)

4)Placa posterior combinada con tornillo de columna anterior (PP + ACS, Fig. 2 d)

5)Placa anterior combinada con placa posterior (AP + PP, Fig. 2 e)

Las muestras se unieron al actuador de una máquina de prueba de material servohidráulico (MTS Mini-Bionix II 858; MTS, Eden Prairie, Minnesota, EE. UU.) Y se cargaron con una prótesis de hemiartroplastia de cabeza grande. El vástago de la prótesis se incrustó en anteversión de 15 ° y aducción de 9 ° en resina epoxi (RenCast, Huntsman Advanced Materials, Basilea, Suiza) en un cilindro de metal fijado en una mesa con soporte de plano xy. La anteversión a 15 ° representa la anteversión fisiológica media del cuello femoral [16] . La aducción de 9 ° representa el ángulo fisiológico medio entre el eje anatómico de la diáfisis femoral y un eje vertical en las radiografías AP con soporte de peso [17]. Este ángulo se compone de un ángulo de 6 ° entre el eje anatómico del eje femoral y el eje mecánico de la extremidad inferior, es decir, el eje desde el centro de la cabeza femoral hasta el centro de la articulación del tobillo, y un ángulo de 3 ° entre el eje mecánico de la diáfisis femoral y el eje vertical en las radiografías con soporte de peso. El área de la junta SI se sujetó entre dos placas de acero con moldes hechos a medida y se fijó mediante tres pernos de bloqueo. Las placas de acero permitieron una fijación de la hemipelvis a un soporte de acero del actuador de la máquina en dos orientaciones anatómicas diferentes. Al cambiar la orientación de la hemipelvis, esta configuración permitió la simulación de la carga de la articulación de la cadera durante la postura de una sola pierna (SLS, 10 ° de inclinación pélvica anterior y 0 ° de flexión de la cadera, Fig. 3a) y durante el movimiento de estar sentado (STS, 28 ° de inclinación pélvica posterior y 95 ° de flexión de cadera, Fig. 3 b) [ 18 , 19 ]. Las muestras se cargaron inicialmente con 5 ciclos entre 50 y 250 N, seguidos de 5 ciclos entre 50 y 500 N con una frecuencia de carga de 0,25 Hz para el preacondicionamiento. Posteriormente, las muestras se cargaron de 50 a 750 N (rampa de 100 N / s). Se utilizaron seis muestras para cada técnica de fijación y protocolo de carga.

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