Análisis de los elementos principales en el diseño de placas de bloqueo en una fractura de 2-partes del cuello quirúrgico del húmero utilizando MEF y análisis estadístico

Abstract

RESUMEN Un gran número de fracturas de húmero proximal están siendo tratadas con osteosíntesis. Sin embargo, la pérdida de reducción sigue siendo un problema grave, lo que lleva al recorte de tornillo en la articulación humeral y la reoperación. De acuerdo con la teoría del strain interfragmentario, se debe considerar el equilibrio entre una fijación flexible, que estimula la formación de callos, y una fijación inestable, que conduce al fallo del implante. Los principales elementos implicados en este caso son las condiciones fisiológicas de carga, la configuración de los tornillos de soporte, el material del implante y la calidad ósea. El objetivo de esta investigación es detectar la influencia de los elementos anteriores para formular una escena positiva que minimice el riesgo de fracaso. Se utilizó un diseño de experimentos de tipo factorial en combinación con el uso del método de elementos finitos para dar lugar a la recogida de datos. Las condiciones de carga asemejan a: “sostener un peso muerto” (tensión), “levantar frontalmente un peso muerto” (flexión) y torsión. Los resultados sugirieron que el material del implante es el elemento con mayor influencia y contribuye a estabilizar la fijación de la fractura, siguiendo la configuración de soporte. La práctica de incluir un soporte medial con tornillos calcar en diferentes calidades de tejido óseo ofrece una rigidez favorable que aquellos que no los utilizan. Esta afirmación es apoyada por resultados de informes publicados recientemente. Además, el soporte medial reduce el strain en la interfaz hueso-implante. Aunque estos resultados mostraron una evaluación demasiado moderada por el uso de un modelo isotrópico, son eficaces para conocer los elementos biomecánicos y su influencia para describir una tendencia de comportamiento y crear una base para futuros estudios. Además, el tiempo de cálculo disminuyó considerablemente.

Trends in the Characterization of the Proximal Humerus in Biomechanical Studies: A Review

“…However, in the literature we found everything from the simplest compression test, with just an axial load applied, to the most complex, considering all the muscles and tendons that affect the proximal humerus at different magnitudes for each simulated movement. The research run by Röderer et al [51] is generally used to validate compression studies, as well as the study by Unger et al [52], who physically tested a fractured proximal humerus with ORIF under a bending and axial rotation test setup. The review carried out by Mendoza-Muñoz et al [53] shows another perspective of FEA studies of the proximal humerus with locking plates.…”

“…Table 3 shows the elastic modulus given for cancellous bone by some researchers [5,20,33], ranging from 0.1 to 1.061 GPa. Table 4 exhibits the vBMD values for the cancellous bone in the humeral head, used or measured in some studies [4,30,31,42,51,63], with a range of 17.8-178.2 mgHA/cm 3 .…”

Trends in the Characterization of the Proximal Humerus in Biomechanical Studies: A Review

“…The 3-part fracture (AO/OTA 11B1.1) mostly involves the surgical neck and greater tuberosity. The 2-part fracture (AO/OTA 11A2.1) patterns involving the surgical neck are not as relevant as they once were, but can still be useful for some researchers, considering the simplicity of the fracture pattern; for example, the studies by Jabran et al [28], Zhang et al [5], Dahan et al [3], and Mendoza-Muñoz et al [49]. The 2-part fracture is considered a simple fracture because only one bone segment is displaced from the rest of the bone, and usually the fracture occurs in the surgical neck; on the other hand, even though 3-part fractures commonly involve the surgical neck as well, there are two displaced segments instead of one.…”

Optimization of Locking Plate Screw Angle Used to Treat 2-Part Proximal Humerus Fractures to Maintain Fracture Stability

“…Among the most relevant studies carried out by researchers with the purpose of perfecting the treatment are: The assessment of the effect of material type with which the blocking plate was manufactured, the differences generated by the different types of screws, the importance of the use of calcar screws, the effect on system stability caused by the type of screw hole in the locking plate, improvement of the fatigue performance of high cycle materials by cryogenic treatment and the prediction of premature system failure by determining the optimal number of screws for treatment [5,7,[12][13][14][15]. This research offers a new biomechanical approach to solve the problem.…”