LCP – Biomecánica y Biología
La placa LCP – Biomecánica y Biología
Erich Schneider, Davos, Suiza.
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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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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
Biomecánica de la fijación con placas
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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
Biomecánica de la fijación con placas (par placa-hueso)
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Motivo biológico= vascularización perióstica
DCP(Dynamic Compression Plate)
Biomecánica de la fijación con placas
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DCP
LC-DCP (DCP de contacto limitado)
Motivo biológico= vascularización perióstica
Biomecánica de la fijación con placas
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PC-Fix (fijador de contacto puntual)Evita la porosis precoz
Punto de contacto
Motivo biológico= vascularización perióstica
Biomecánica de la fijación con placas
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Resistencia a la infección
DCP
PC-Fix
1:500
Biomecánica de la fijación con placas
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Implante convencional (LC-DCP):
- Elemento adicional
- Difícil de colocar
Dispositivo: Schuhli
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Nuevo implante:
- Dirección de los tornillos ajustable
- Interfaz doble, arrancamiento
Implantes: Fijador interno
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Nuevo implante
Tornillos unicorticales
Fusión del cono
PC-Fix: Fijador de contacto puntual
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Nuevo implante (LISS)
Tornillos para esponjosa y tornillos corticales
Resuelve el anclaje metafisario
Implantes: Less Invasive Stabilization System (LISS)
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Nuevo implante (LCP) con agujero combinado
UDCLISS
Implantes: Locking Compression Plate (LCP)
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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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Tornillosseparados
2 tornillos en el defecto
óseo
2 tornillos en el
extremo del implante
LISS: Fijación de la tibia proximal
Todos los agujeros de la
placa rellenos con tornillos
Seebeck et al, 2001, Unfallchirurg 283:143–144
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osteoporóticaosteoporótica
normalnormal
Todos los tornillos Tornillos separados
Peso del cuerpo
fuerza axialcizallamiento fuerza axialcizallamiento
• Los Tornillos proximales actúan contra la inclinación ventral del fragmento proximal
• Los tornillos en el fragmento distal actúan a lo largo del eje longitudinal del hueso
• Los Tornillos proximales actúan contra la inclinación ventral del fragmento proximal
• Los tornillos en el fragmento distal actúan a lo largo del eje longitudinal del hueso
Mayores fuerzas en el fragmento proximal
• Los tornillos actúan contra la báscula interna del fragmento proximal
• Mayor interacción de los tornillos, con menores fuerzas en el caso con osteoporosis
Mayores fuerzas en el fragmento proximal
• Los tornillos actúan contra la báscula interna del fragmento proximal
• Mayor interacción de los tornillos, con menores fuerzas en el caso con osteoporosis
• Menor número de tornillos
• Ventaja mecánica al colocar los tornillos separados
• Disminución de la carga sobre los tornillos
• Menor número de tornillos
• Ventaja mecánica al colocar los tornillos separados
• Disminución de la carga sobre los tornillos
• El utilizar todos los tornillos NO alivia a los tornillos con altas cargas
• El utilizar todos los tornillos NO alivia a los tornillos con altas cargas
LISS: Fijación de la tibia proximal
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- 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
LISS: Fijación de la tibia proximal
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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
Fijación del húmero distal
ImplantesPlacas de reconstrucción 3.5(convencionales vs. bloqueadas)
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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
Fijación del húmero distal
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¡ La mayor resistencia depende de la densidad mineral ósea!
100
101
102
103
1040
0.5
1
1.5
2
2.5
49am9r
18
25a
21a
47a
16a
48b
Zyklen
Dislokation plastisch [mm]
0.138462
0.176923
0.215385
0.253846
0.292308
0.330769
Knochendichte
5000
Fijación del húmero distal
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Ciclos hasta la rotura
0 0.1 0.2 0.3 0.410
0
101
102
103
104
BMD [g/cm3]
Cycles until failiure or run-out
convencional
La fijación de la fractura se mejora cuando se utilizan placas de reconstrucción bloqueadas en huesos con menor densidad.
bloqueada
Fijación del húmero distal
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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?
LCP – Biomecánica y Biología
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?
¿Que es una placa LCP?
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¡La placa bloqueada es, a la vez una placa convencional y un fijador interno, y deben respetarse las normas de colocación en ambos casos!
¿Que es una placa LCP?
Todo debe hacerse lo más fácil posible, pero no más fácil.
A. Einstein
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- 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
Los nuevos implantes (con estabilidad angular) necesitan nuevas normas
Post-op, pequeña brecha 6 s 6 meses 1 año (C. Ryf)
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- 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
6 s (C. Ryf)
AnálisisLCP – inserción de tornillos unicortilcales vs. bicorticales
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distal
proximalCargas*:- Axial: 150 N- Flexión: 320 Nmm- Torsión: 438 Nmm
*Duda et al., 2002
- Brecha: 4 mm- LC-LCP 4.5/5.0, interna- Fricción en la interfaz tornillo-
hueso
AnálisisLCP – inserción de tornillos unicortilcales vs. bicorticales
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- 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)
Axial Load
0
100
200
300
400
500
Plate Dist. Bone Prox. Bone
von
-Mis
es S
tres
s [N
/mm
2]
axial,bicortical
axial,unicortical
axial,extreme
AnálisisLCP – inserción de tornillos unicortilcales vs. bicorticales