Numerical Analysis of Short and Long Instrumentation in the Treatment of Thoracolumbar Fractures Considering the Ligamentous Portion

Abstract

Objective: This study aims to numerically evaluate the surgical treatment of thoracolumbar fractures, comparing the strengths between the long and short fixations using the pedicle of the fractured vertebra, taking into account the supraspinous, intertransverse, and anterior longitudinal ligaments. Methods: A numerical analysis of the techniques of long and short fixation of a thoracolumbar spine fracture was performed using computed tomography images that were converted into three-dimensional models and analyzed through the ANSYS program. The two types of treatments were analyzed considering the tensions generated in the immediate postoperative period, when the fracture has not yet been consolidated. The anterior, posterior, supraspinal and intertransverse longitudinal ligaments were added, in addition to considering different vertebral geometries. Results: Taking into account that the maximum tensile stress of the material used in the metal implant, in the case of titanium, was 960 MPa, the highest tension found in the analysis of the short instrumentation was 346.83 MPa, reaching only 36.13% of the load the material supports, being, therefore, within a safety limit. The analysis performed in the spine with long instrumentation showed the highest tension value of 229.22 MPa. Conclusions: Considering the values found and the resistance of the synthesis material used, the short and long fixation can be considered in the treatment of thoracolumbar fractures with similarity and a good safety coefficient. Level of Evidence III; Case-Control.

Efectividad de la fijación transpedicular segmentaria larga versus segmentaria incluyendo la vertebra fracturada para el manejo de pacientes con fracturas toracolumbares. Hospital de Emergencias José Casimiro Ulloa, 2019-2022

“…Lamentablemente, en la actualidad no existe un consenso quirúrgico que garantice la recuperación de los pacientes con FTL; por ello los cirujanos siguen seleccionando el abordaje en función de su experiencia o predilección, lo que dificulta la obtención de buenos resultados clínicos y radiológicos (1). En consecuencia, la comunidad médica decidió evaluar el abanico de tratamientos quirúrgicos disponibles, algunos especialistas abogan por el método de fijación segmentaria larga, pues al realizarse a 2 o 3 niveles por encima y por debajo de la vértebra lesionada provee estabilidad al implante y la fractura, con una menor incidencia de complicaciones mecánicas; sin embargo, sacrifica algún segmento de movimiento y expone a los pacientes a un tiempo de cirugía superior, pérdida sanguínea abundante e infección en el implante (10,11).…”

“…Dichos menoscabos, han provocado que algunos profesionales opten por el método de fijación segmentaria corta con uso del pedículo de la vértebra fracturada, puesto que permite guardar algún segmento de movimiento para conservar la función de lo segmentos circundantes; además faculta el ahorro de tiempo en la cirugía, reduce la pérdida abundante de sangre, causa menos daños en tejidos adyacentes y genera una menor cantidad de gastos. No obstante, sus correcciones cifóticas suelen ser pobres, al igual que sus beneficios biomecánicos (10,11).…”