Rosell Pradas, Jorge
Albareda Albareda, Jorge Cruz (dir.) ; Gracia Villa, Luis (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2025
Resumen: Las fracturas de fémur suponen en torno al 13% de las que se producen en el ser humano, siendo unas de las más frecuentes. Son las más graves en huesos largos, con una elevada morbilidad y mortalidad, pudiendo cursar con importantes complicaciones y secuelas. Dos son los tipos de tratamiento utilizados para estas fracturas: osteosíntesis con placas laterales y osteosíntesis con clavos intramedulares. Se plantea en la actualidad cuál es el tratamiento más adecuado en las fracturas diafisarias y distales femorales. Ante la falta de evidencias y las limitaciones en el conocimiento existente, los estudios comparativos biomecánicos entre los clavos y placas laterales en el tratamiento de las fracturas femorales son de máximo interés y actualidad, con resultados que permitirían establecer los protocolos de tratamiento óptimos para cada tipo de fractura y paciente, con el consiguiente impacto socioeconómico.
En este contexto, el objetivo de la presente Tesis es realizar un estudio comparativo del comportamiento biomecánico de las osteosíntesis más frecuentes en fracturas femorales realizadas tanto con clavos intramedulares como con placas laterales. Para ello, se analizan los diferentes aspectos que condicionan dicho comportamiento: localización de la fractura, tipo de fractura, tamaño del gap de fractura, modelos de clavo y placa, disposición de los tornillos de bloqueo. Se valoran todas las magnitudes relevantes que definen el comportamiento biomecánico: desplazamiento global en la cabeza femoral respecto a los cóndilos, micromovimientos en el foco de fractura y tensiones en hueso e implante.
Se considera, en primer lugar, la situación correspondiente al postoperatorio inmediato, considerando una carga correspondiente al apoyo accidental, valorada en el 25% de la carga fisiológica máxima. Por otra parte, se analiza la evolución de la transmisión de cargas a medida que se produce la consolidación del callo de fractura, determinando las fracciones de carga que se transmiten por el implante y por el callo, respectivamente. Por último, se analiza el comportamiento en fatiga de los implantes en el caso de la no consolidación de la fractura, transmitiendo la carga fisiológica completa.
Los clavos intramedulares son implantes que ofrecen gran estabilidad en la etapa postoperatoria inmediata. Ambos abordajes quirúrgicos, anterógrado y retrógrado, han demostrado formar osteosíntesis con un comportamiento mecánico muy similar y ser aptos para el tratamiento de las fracturas analizadas. Tras la aparición del callo de fractura, se descargan progresivamente hasta alcanzar, aproximadamente, un reparto de carga fisiológica del 50% entre el clavo y el callo óseo. En el caso de que la fractura no consolide, la puesta en carga fisiológica total puede producir la rotura por fatiga del clavo, aunque para un número de ciclos de carga elevado.
Las placas laterales ofrecen menor estabilidad global en comparación con los clavos intramedulares, con valores superiores de tensiones y, sobre todo, de micromovimientos en el foco de fractura. Debida a la limitada estabilidad postoperatoria inmediata y a los elevados valores de micromovimientos medidos en el foco de fractura, parece más seguro retrasar la puesta en carga temprana o restringirla en gran medida, y esperar a tener certezas radiológicas de que ya existe callo de fractura para comenzar con la puesta en carga completa del paciente. A medida que aumenta la rigidez del callo de fractura, el porcentaje de carga fisiológica soportado por la placa reduce muy rápidamente, hasta un punto en el que la placa se descarga casi totalmente. Tras la aparición del callo de fractura las osteosíntesis formadas con placas laterales aumentan su rigidez global exponencialmente hasta alcanzar los niveles de los clavos intramedulares muy rápidamente. En caso de no consolidación de la fractura, las tensiones en la placa en la etapa bajo carga fisiológica completa alcanzan valores muy elevados respecto al límite elástico del material, independientemente de que se trate de acero inoxidable o titanio, por lo que el número de ciclos hasta la rotura es muy reducido.
Del análisis comparativo, se puede deducir que los clavos intramedulares dan lugar a osteosíntesis más estables que las placas laterales en el mismo tipo de fractura. Además, mientras que en los clavos la disposición de los tornillos de bloqueo tiene una influencia limitada en el comportamiento biomecánicos de las osteosíntesis, en las placas laterales dicha disposición resulta esencial: cuanto más alejados quedan los tornillos del foco de fractura, más inestable resulta al osteosíntesis; en este sentido, resulta aconsejable disponer dos tornillos en los agujeros más próximos al foco de fractura. En cualquier caso, tanto los movimientos globales como los micromovimientos en el foco de factura y las tensiones en el implante, resultan siempre superiores en las placas laterales respecto a los clavos intramedulares, independientemente del tipo de fractura. Por último, respecto a la fatiga, se produce mucho más rápidamente en las placas. No obstante, el tiempo estimado hasta la rotura dependerá de la actividad física habitual del paciente (mayor probabilidad de fractura en pacientes jóvenes).
Resumen (otro idioma):
En este contexto, el objetivo de la presente Tesis es realizar un estudio comparativo del comportamiento biomecánico de las osteosíntesis más frecuentes en fracturas femorales realizadas tanto con clavos intramedulares como con placas laterales. Para ello, se analizan los diferentes aspectos que condicionan dicho comportamiento: localización de la fractura, tipo de fractura, tamaño del gap de fractura, modelos de clavo y placa, disposición de los tornillos de bloqueo. Se valoran todas las magnitudes relevantes que definen el comportamiento biomecánico: desplazamiento global en la cabeza femoral respecto a los cóndilos, micromovimientos en el foco de fractura y tensiones en hueso e implante.
Se considera, en primer lugar, la situación correspondiente al postoperatorio inmediato, considerando una carga correspondiente al apoyo accidental, valorada en el 25% de la carga fisiológica máxima. Por otra parte, se analiza la evolución de la transmisión de cargas a medida que se produce la consolidación del callo de fractura, determinando las fracciones de carga que se transmiten por el implante y por el callo, respectivamente. Por último, se analiza el comportamiento en fatiga de los implantes en el caso de la no consolidación de la fractura, transmitiendo la carga fisiológica completa.
Los clavos intramedulares son implantes que ofrecen gran estabilidad en la etapa postoperatoria inmediata. Ambos abordajes quirúrgicos, anterógrado y retrógrado, han demostrado formar osteosíntesis con un comportamiento mecánico muy similar y ser aptos para el tratamiento de las fracturas analizadas. Tras la aparición del callo de fractura, se descargan progresivamente hasta alcanzar, aproximadamente, un reparto de carga fisiológica del 50% entre el clavo y el callo óseo. En el caso de que la fractura no consolide, la puesta en carga fisiológica total puede producir la rotura por fatiga del clavo, aunque para un número de ciclos de carga elevado.
Las placas laterales ofrecen menor estabilidad global en comparación con los clavos intramedulares, con valores superiores de tensiones y, sobre todo, de micromovimientos en el foco de fractura. Debida a la limitada estabilidad postoperatoria inmediata y a los elevados valores de micromovimientos medidos en el foco de fractura, parece más seguro retrasar la puesta en carga temprana o restringirla en gran medida, y esperar a tener certezas radiológicas de que ya existe callo de fractura para comenzar con la puesta en carga completa del paciente. A medida que aumenta la rigidez del callo de fractura, el porcentaje de carga fisiológica soportado por la placa reduce muy rápidamente, hasta un punto en el que la placa se descarga casi totalmente. Tras la aparición del callo de fractura las osteosíntesis formadas con placas laterales aumentan su rigidez global exponencialmente hasta alcanzar los niveles de los clavos intramedulares muy rápidamente. En caso de no consolidación de la fractura, las tensiones en la placa en la etapa bajo carga fisiológica completa alcanzan valores muy elevados respecto al límite elástico del material, independientemente de que se trate de acero inoxidable o titanio, por lo que el número de ciclos hasta la rotura es muy reducido.
Del análisis comparativo, se puede deducir que los clavos intramedulares dan lugar a osteosíntesis más estables que las placas laterales en el mismo tipo de fractura. Además, mientras que en los clavos la disposición de los tornillos de bloqueo tiene una influencia limitada en el comportamiento biomecánicos de las osteosíntesis, en las placas laterales dicha disposición resulta esencial: cuanto más alejados quedan los tornillos del foco de fractura, más inestable resulta al osteosíntesis; en este sentido, resulta aconsejable disponer dos tornillos en los agujeros más próximos al foco de fractura. En cualquier caso, tanto los movimientos globales como los micromovimientos en el foco de factura y las tensiones en el implante, resultan siempre superiores en las placas laterales respecto a los clavos intramedulares, independientemente del tipo de fractura. Por último, respecto a la fatiga, se produce mucho más rápidamente en las placas. No obstante, el tiempo estimado hasta la rotura dependerá de la actividad física habitual del paciente (mayor probabilidad de fractura en pacientes jóvenes).
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: biomecánica ; traumatología ; simulación ; diseño con ayuda de ordenador
Titulación: Programa de Doctorado en Ingeniería Mecánica
Plan(es): Plan 514
Área de conocimiento: Ingeniería y Arquitectura
Nota: Presentado: 04 03 2025
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2025
Aportación del TFG/M a la Sostenibilidad: Garantizar una vida saludable y promover el bienestar para todos y todas en todas las edades. Desarrollar infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible, y fomentar la innovación. Garantizar las pautas de consumo y de producción sostenibles.
Fecha de embargo : 2027-03-04
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Registro creado el 2025-06-23, última modificación el 2025-06-23
