principios biomecánicos de las fracturas
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PRINCIPIOS
BIOMECÁNICOS DE LAS
FRACTURAS Y DE LA
CURACIÓN DEL TEJIDO
ÓSEO
Dr. José Israel Flores H.
R1 Ortopedia y traumatologia
Comportamiento biomecánico del hueso
El hueso esta constituido por:
1/3 por agua
2/3 restantes minerales, fosfato y carbonato cálcico,
así como proteínas de la colágena
Los minerales proporcionan resistencia ante las
fuerzas
Las proteínas proporcionan resistencia frente
ala tracción
Las deformaciones en cualquier punto del
hueso se le conoce como Strains y las
intensidades de la fuerza local como stress
Existen dos parámetros importantes para el
comportamiento mecánico de los tejidos óseo
son: su modulo y su resistencia.
Elasticidad: es una medida de la cantidad
de deformación experimentada por el
tejido cuando es sometido a una fuerza.
Resistencia: se refiere a la cantidad de
fuerza necesaria para provocar fallo del
material.
Stalin o deformación se define como el
cambio en las dimensiones lineales de un
cuerpo debido a la aplicación de una
fuerza o una carga.
Para que un hueso sometido a estrés se
fracture se precisa factores extrínsecos e
intrínsecos.
Los primeros son importantes para la
producción de la fractura y se refieren a la
magnitud, la duración, y dirección de la
fuerza necesaria para provocar fallo del
material.
Factores extrínsecos
Un estrés se puede definir como la
resistencia interna a la deformación o la
fuerza interna producida dentro de una
sustancia como resultado de la aplicación
de una carga externa.
Los factores intrínsecos
Son aquellas propiedades de hueso
importantes para determinar su
susceptibilidad a fracturarse, tales como
la capacidad amortiguadora, el modulo
de elasticidad, la resistencia a la fatiga y
la densidad.
Factores intrínsecos
Capacidad de absorber energía o de
amortiguación.
Es la capacidad del cuerpo de cambiar su
forma bajo la aplicación de una carga
externa.
Mecanismos de fractura
Mecanismos directos
Las fracturas producidas por aplicación
directa de una fuerza sobre el hueso se
pueden clasificar en tres grupos:
Fracturas por contusión
Fracturas por aplastamiento
Fracturas por penetración
Fracturas por contusión :
se producen cuando la fuerza es de poca
intensidad, y sea plica sobre una zona
pequeña, esta suele ser de un trazo
transversal.
Fracturas por aplastamiento.
El hueso se rompe transversalmente o en
múltiples fragmentos (fractura conminuta)
Fracturas penetrantes
Son aquellas causadas por proyectiles de arma de
fuegos.
Los proyectiles de baja velocidad habitualmente
producen fracturas longitudinales, con escasa lesión
de partes blandas.
Los proyectiles de alta velocidad producen
importante lesión a partes blandas y en el hueso
auténticos estallidos..
Mecanismos indirectos
Aquí la fractura se produce en un punto alejado
de la zona de actuación del traumatismo.
Tensión
Compresión
Cizallamiento
Flexión
Rotación
Combinadas
Tensión :
Cuando se aplican fuerzas tensiles iguales en
direcciones opuestas se produce deformación
de la estructura ósea en un plano
perpendicular a la fuerza aplicada
Compresión:
Cuando una fuerza compresiva actúa sobre el
hueso se produce una deformación en el
interior del mismo en un plano perpendicular
a la fuerza aplicada.
Cizallamiento :
Aquí una fuerza se aplica paralela al hueso y
la estructura se de manera angular
Angulación por flexión:
La flexión ocurre cuando una fuerza se aplica
de manera que cause angulación sobre su eje.
Rotación:
cuando una fuerza actúa sobre
el hueso de manera que le
obliga a torsionarse, se
produce una deformación sobre
toda la estructura.
CURACIÓN DEL TEJIDO
ÓSEO
Aspectos biomecánicos del proceso de
consolidación
La consolidación de una fractura incluye
una secuencia de eventos dinámicos que
conducen a la restauración del hueso y
sus propiedades mecánicas.
Se conocen dos tipos de consolidación
Consolidación directa, cortical o primaria:
Aparece cuando se consigue una reducción anatómica
de los fragmentos completamente estable.
Se produce por el paso de conos perforantes en las
zonas de contacto y la aposición osteoblástica de
hueso nuevo en las zonas de no contacto.
No hay participación de tejido cartilaginoso ni
formación de callo de factura.
Consolidación indirecta o secundaria:
En aquellas fracturas menos estables, con
movilidad interfragmentaria o no estabilizadas
quirúrgicamente.
Se han descrito cinco fases:
1. Formación de hematoma:
El hematoma del foco de fractura contiene
moléculas de señalización que desencadenan los
eventos iniciales de la consolidación.
2. Inflamación y angiogénesis:
En esta fase se produce el coágulo de fibrina, la
osteolisis de los extremos fractuarios y se liberan
mediadores de la inflamación.
Se crea además un ambiente ácido que impide la
mineralización precoz.
3. Formación del callo de fractura:
Depende de la tensión de oxígeno
En la zona central, con baja tensión de oxígeno,
se forma tejido cartilaginoso (callo blando) con
colágeno tipo II y osteoblastos en proliferación,
que posteriormente se osifica por osificación
endocondral.
4. Osificación del callo de fractura:
A las 2 semanas de la fractura, los condrocitos
dejan de proliferar y predominan los condrocitos
hipertróficos que liberan vesículas con proteasas
para degradar la matriz cartilaginosa y fosfatasas
para liberar iones fosfato que puedan precipitar
con el calcio de las mitocondrias de los
condrocitos hipertróficos.
5. Remodelación:
El callo inicialmente formado es hueso inmaduro
o fibrilar, que presenta una serie desorganizada
de fibras y progresivamente se reorganiza para
alcanzar su máxima rigidez a lo largo de las
principales direcciones de carga a las que el
hueso está expuesto, convirtiéndose en hueso
maduro o laminar.
Un requisito previo para la consolidación
es que el hueso presente una actividad
biológica apropiada, es decir, deben estar
disponibles células vivas pluripotenciales
a nivel del foco de fractura que además
precisan aporte sanguíneo para su
supervivencia y función
El ambiente mecánico en la consolidación
de una fractura tiene una importante
influencia en el ritmo y el éxito del
proceso de reparación.
Gracias