Modificaciones de las solicitaciones en la superficie de la tibia en la articulación de rodilla al cambio de eje en la extremidad

Abstract

Entendemos como artrosis mecánica a aquellas lesiones degenerativas que se traducen en el deterioro precoz de las articulaciones debido a una sobrecarga mecánica, generalmente producida por la alteración del eje mecánico en dicha extremidad. Las deformidades estructurales de la extremidad inferior (Pawels), en cualquiera de los planos del espacio, provocaran una distribución anormal de la carga mecánica sobre las superficies articulares. Se plantea como objectivos: 1. Demostrar que la torsión modifica las tensiones en la articulación femorotibial y femoropatelar. 2. Demostrar que el aumento de la torsión tibial externa provoca un desplazamiento de las fuerzas de compresión hacia la zona posterior y interna de la femorotibial Utilizamos como Materiales: - Piezas anatómicas / Bancada de pruebas / Galgas extensiométricos / Electrogoniometro / Sistema de canales de registro / Programa informático Metodo Preparación de los especímenes (4 rodillas congeladas) Tras la descongelación se efectúa la inclusión de la tibia y el peroné en la cubeta en posición perpendicular al suelo con la ayuda de Araldit armado (Mezcla de Araldit y grava fina en proporción del 50%) que se transforma en material sólido Colocación de las galgas extensiométricos: En la cara posterior de la epífisis proximal de la tibia se coloca una galga en la cara posterior (G5) y 2 galgas en la cara antero interno (G1yG2) y 2 galgas en la cara antero externa (G3yG4) Colocación de las rodillas en la bancada Experimentacion: Registro sin osteotomía tibial de 0 a 90° con antetorsión femoral de 15-20° Registro con osteotomía tibial supratuberositaria plana con 10° de rotación externa y manteniendo la anterorsión femoral de 15-20° de 0 a 90° de flexión Discusion: En el estudio biomecanico de la rodilla se ha observado un estado bitensional de signo contrario en la epífisis proximal de la tibia con unas áreas que actúan a compresión y otras áreas actúan a tracción de acuerdo con el modelo de PAWELS. En relacion al plano transversal motivo principal de esta tesis se ha observado que en la epifisis proximal de la tibia existen areas que trabajan a compresión y otras a traccion Este estado tensional se modifica con relación a la localización del punto de aplicación de la carga observando que al aumentar la torsión tibial externa tras la osteotomía coronal (15° de rotación externa) aparece un incremento de la compresión en las zonas postero e interna de la meseta tibial y incremento de la tracción en la zona anterior y exterior de la meseta tibial. Conclusion Al someterse la extremidad inferior a una carga, la epífisis proximal de tibia responde con un estado bitensional, con unas zonas a compresión y otras a tracción, separadas por una línea neutra denominada "core línea". La modificación de la torsión tibial repercute directamente en la distribución cualitativa y cuantitativa de la carga sobre la epífisis tibial proximal. Con el aumento de la torsión tibial externa se produce un aumento de la carga en la zona interna y posterior de la meseta tibial que aumenta progresivamente con la flexión. A nivel de la meseta tibial externa se produce un cambio similar pero de sentido inverso produciendo una desviación de la "core línea" hacia la zona interna y posterior.

Mechanical osteoarthritis is characterized by the presence of degenerative lesions resulting in early joint impairment due to mechanical overload, generally secondary to the alteration in mechanical axis of the extremity. Structural deformities of the lower extremity (Pawels), in any of the spatial planes, induce an abnormal distribution of mechanical loading upon the joint surfaces. OBJECTIVE 1. To demonstrate that torsion modifies the tensions in the femorotibial and femoropatellar joints. 2. To demonstrate that increased external tibial torsion induces displacement of the compression forces towards the posterior and internal zone of the femorotibial joint. MATERIALS Anatomical pieces,test bench, extensiometric gauges ,electrogoniometer,registry canal system,software METHOD Preparation of the specimens (4 frozen knees) After thawing, the tibia and fibula were embedded in a cuvette perpendicular to the floor with the help of Araldite® Positioning of the extensiometric gauges A gauge was positioned on the posterior surface of the proximal tibial epiphysis (G5), with two gauges on the anterior-internal surface (G1 and G2), and two more on the anterior-external surface (G3 and G4). Positioning of the knees on the test bench EXPERIMENTATION: Registry without tibial osteotomy from 0 to 90º with femoral anterior torsion of 15-20° Registry with flat supra-tuberosity tibial osteotomy with 10º external rotation, and maintaining femoral anterior torsion of 15 20° with 0 to 90º flexion RESULTS In the biomechanical study of the knee, a dual tension state of opposite sign has been observed in the proximal tibial epiphysis, with areas that act in terms of compression and others under traction, according to the model of Pawels. With regard to the cross-sectional plane, as central point of this Doctoral Thesis, the proximal tibial epiphysis has been shown to have certain areas operating under compression, and others under traction. This tension state is modified in relation to the location of the point of load application; on increasing external tibial torsion after coronal osteotomy (15° of external rotation), increased compression is observed in the posterior and internal zones of the tibial plateau, with increased traction in the anterior and posterior zone of the tibial plateau CONCLUSIONS On loading the lower extremity, the proximal tibial epiphysis responds in the form of a dual tension state characterized by distinct compression zones and traction zones separated by a neutral line referred to as the “core line”. Changes in tibial torsion have a direct impact upon the qualitative and quantitative distribution of the load over the proximal tibial epiphysis. With increased external tibial torsion there is increased loading in the internal and posterior zone of the tibial plateau that progressively increases with flexion. A similar change is observed at the external tibial plateau, but of opposite sign – producing “core line” deviation towards the internal and posterior zone.