Biomecánica y artroplastia de codo

21a Jornadas 15-17,2007
Biomecánica y artroplastia de codo
Introducción
La cirugía protésica del codo ha obteniendo un lugar importante en el arsenal
quirúrgico de la extremidad superior, para poder ofrecer a los pacientes con determinadas patologías de la articulación, una solución a sus dolencias. Esto tal vez a
ofrecido sin duda un cambio revolucionario y una alternativa confiable a la inmovilización completa de la articulación disponible hasta el momento mediante la técnica de artrodesis, con la que se conseguía la inmovilización completa de la articulación del codo, lo cual en definitiva terminaba produciendo la pérdida completa de
la movilidad articular y una importante repercusión funcional con limitación de la
actividad diaria del enfermo.
El problema de la artrodesis originó el desarrollo de las técnicas de reseccióninterposición. Estas técnicas, si bien permitían una flexo-extensión aceptable, la
inestabilidad y, a menudo, el dolor que comportaban, ha motivado el desarrollo de
diseños protésicos que permitieran mantener la función del codo con una mayor
estabilidad.
Ciertas enfermedades como la artritis reumatoide (AR), que es paradigma de
enfermedades poliarticulares, la afectación de hombros y manos, hace que la afectación del codo se convierta en la más incapacitante.
La artrodesis escapulo-humeral, no elimina completamente la movilidad del
hombro. En cambio, una artrodesis del codo, limita las funciones de la mano para
actividades tan importantes como la alimentación y la higiene. Para poder alcanzar
la boca, un paciente con una artrodesis de muñeca, precisa una mayor flexión del
codo, resultando pues la artrodesis de codo tal vez la limitación mas incapacitante
en el desempeño de las actividades cotidianas.
Fue pues, en la etiología reumática, en la que primero se usó la prótesis de codo.
Los buenos resultados que se consiguieron permitieron ampliar las indicaciones.
En cuanto al tipo de prótesis a emplear, estará en relación a la mayor o menor
integridad de la paleta humeral. En casos de artritis reumatoide en grado evolutivo
importante, precisaremos de prótesis semiconstreñidas. En cambio, cuando la preservación de la paleta humeral sea buena y ésta presente un buen stock óseo,
podremos utilizar una prótesis de reemplazo de superficie.
Historia
Unas de las primeras reseñas historicas fue la artroplastia con reseción realizada
por Verneuil en 1860, que se utilizo para el tratamiento de la anquilosis del codo
postuberculosis.
Dividiremos la historia de la artroplastia de codo en 4 periodos:
• El primero de 1885- 1947. Que comprende el desarrollo de la artroplastia con
resección, de interposición o anatómicas.
A mediados de este periodo se experimentó con diversos materiales. Payr y
Tutti, popularizaron en europa los materiales biológicos o membranas vivas.
Se comprobó que la aponeurosis era la mejor sustancia porque permanecía
viable y que finalmente era remplazada por fibrocartílago, de hecho la facia
lata se convirtió en el material de interposición más popular. Luego otros
autores experimentaron con piel y dermis profunda.
• El segundo periodo 1947-1970. Los primeros esfuerzos están representados por los
trabajos de Virgen en 1937 quien remplazó con metal la porción proximal del
olécranon. Fueron Mellen Phalen y MacAusland quienes entre 1947 y 1954 remplazaron el extremo distal del húmero con prótesis de vástago de acrílico.
Sobre finales del periodo se desarrollan artroplastia con prótesis en bisagra
parcial o total de diseño metal sobre metal, restringidas, por Chatzidakis.
• El tercer periodo 1970- 1975. donde se desarrollaron las técnicas de fijación con
polimetilmetacrilato. Las primeras prótesis de este tipo fueron las de
Stanmore y las de Dee. Muchas de estas prótesis fracazaron en 2 o 3 años
debido al aflojamiento.
• El cuarto periodo del '75 a la actualidad'en adelante, comprende el desarrollo
de prótesis en bisagra semirrestingidas de metal y polietileno, o de encaje a
presión y de la artroplastia de reemplazo de la superficie con metal sobre polietileno y de tipo no restringido. Ejemplo de las primeras fueron descriptos por
Mayo Prithchard-Walker y las de Coonrad. El segundo tipo de implante es el no
restringido que posee un anclaje a presión para los componentes humeral y
cubital. Comprenden las condilesal de Ewald, London, Stevens-Street y otras.
Anatomía y biomecánica
En la articulación del codo normal, la estabilidad es mantenida por combinación
de geometría y congruencia articulares, integridad capsuloligamentaria y equilibrio
de la musculatura intacta.
La mayoría de las artroplastias descriptas requieren la extirpación de la tróclea y
del cóndilo externo del humero, así como de la superficie articular del olécranon y
de la cabeza radial.
En extensión, la cápsula anterior proporciona aproximadamente el 70% de la
restricción aportada por las estructuras blandas en respuesta a la distracción. Las
fuerzas valguizantes en extensión son soportadas igualmente por la articulación
propiamente dicha, el ligamento lateral externo y la cápsula. En flexión, el complejo ligamentario lateral interno proporciona restricción contra la distracción y contra
las fuerzas valguizantes. En flexión, la articulación propiamente dicha proporciona
un 75% de la estabilidad y de la resistencia contra las fuerzas varizantes.
Morrey y Chao y POUM y col. Condujeron análisis tridimensionales para demostrar el rango normal de flexión y extensión del codo y de la pronación y supinación
del antebrazo.
El codo esta compuesto por dos articulaciones uniaxiales independientes. Una es
la humerocubital, articulación de tipo diartrosis ginglimoidea o bisagra. La otra esta
constituida por las articulaciones humerorradial y radiocubital proximal, que funciona
como un pivote, que permite dos grados de libertad en el codo. El movimiento del
codo comprende la rotación del cubito en torno al humero durante la flexion y extensión y la rotación del radio en torno al cubito durante la supinación y pronación.
Morreo y Chao comprobaron que el ángulo de porte varia de 1 grados del valgo
con el codo en extensión completa a 6 grados de varo con el codo en flexión completa. El ángulo de porte es constante en el eje de flexión y extensión, en supinación y pronación el antebrazo rota en torno a un eje único durante la flexión y
extensión del codo. Las superficies articulares se deslizan hasta que llegan a los
extremos de la flexión y extensión completas y luego ocurre choque óseo. El eje
transversal en torno al que el cubito rota en flexión y extensión, pasa a través del
centro de la tróclea. El eje transversal de rotación de la articulación radio-humeral
coincide con el eje cubito-humeral. El eje longitudinal del antebrazo pasa a través
de la cabeza radial en forma proximal y de la cabeza cubital listamente y corre
óvulo al eje longitudinal del radio y del cubito. El rango normal de movimiento del
codo es de Ogrados (extensión completa) a aproximadamente 150 grados (flexión
completa).
La rotación esta limitada por la resistencia pasiva de los músculos y de los ligamentos elongados y por el choque del músculo flexor largo del pulgar contra los
flexo res de los dedos.
Como fuera demostrado por Schwab y col., las fibras oblicuas anteriores del
ligamento lateral interno proporcionan el soporte ligamentario medial para la articulación del codo. La sección experimental de esas fibras se asocio a inestabilidad
posterolateral y luxación de la articulación. La mayoría de las actividades que comprenden al codo producen fuerzas valguizantes. Para evitar la luxación posterolateral de la articulación del codo es esencial que el ligamento lateral interno y la
cabeza radial estén intactos. La articulación cubito-humeral mantiene la estabilidad
durante la flexión y extensión del codo, mientras que la articulación radio-cóndilo
humeral resiste las fuerzas valguizantes y transmite las fuerzas de carga vertical de
empuje y alzamiento.
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© Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011.
DR. N. SEBASTIÁN CALVO; DR. R. NAVARRO NAVARRO; DR. J.A. RUIZ CABALLERO;
DR. J. F. JIMÉNEZ DÍAZ, DRA. M. E. BRITO OJEDA
DR. N. SEBASTIÁN CALVO; DR. R. NAVARRO NAVARRO; DR. J. A. RUIZ CABALLERO; DR. J. F. JIMÉNEZ DÍAZ, DRA. M. E. BRITO OJEDA
Indicaciones
Una de las contraindicaciones absolutas para la artroplastia con implante protésico
es el antecedente de infección de codo. Ewald considero también contraindicaciones
absolutas una artroplastia aponeurótica previa o algun otro tipo de artroplastia con
interposición así como una artroplastia con prótesis articulada.
Las contraindicaciones relativas para el uso de una prótesis no restringida de
reemplazo de superficie son la perdida extenso de hueso como son los quistes reumatoideos gigantes, la deficiencia de escotadura troclear del cúbito y la artrosis
postraumatica o degenerativa.
Técnica quirúrgica
No vamos aquí a describir la técnica quirúrgica de una determinada prótesis.
Sí sería útil incidir en determinados aspectos que creo son claves para la correcta colocación y funcionamiento de cualquier implante.
Buenas proyecciones radiográficas del codo podrían facilitar mucho la aproximación quirúrgica. Ejemplo: La proyección anteroposterior para la paleta humeral y
para el eje del cúbito proximal. La proyección lateral, nos dará la alineación del olécranon y el centro de rotación del componente cubital en determinados tipos de
diseño.
Con respecto a la colocación del paciente es un tema con bastante subjetividad.
Para algunos autores la posición del decúbito supino con el brazo sobre el pecho
del paciente es la mejor opción. Así como otros prefieren, el decúbito lateral con el
brazo sobre un soporte como alternativa más cómoda.
El uso de isquemia es una alternativa útil para disminuir el sangrado y mejorar la
visión del campo quirúrgico de especial importancia en cirugías de larga duración.
El siguiente paso es el acceso quirúrgico. La mayoría utiliza un acceso posterior,
pero también puede hacer un acceso lateral.
La localización, liberación, aislamiento y protección del n. cubital es primordial.
Una vez en el plano muscular es de vital importancia presenvar la funsión del
tríceps para que ésta pueda reasumirse de forma precoz.
El tríceps puede desinsertarse desde la cara interna (vía de Bryan-Morrey), realizar una tenotomía en "V" invertida (vía de VanGorder) o mediante una tenotomía
central longitudinal y elevando diminutos fragmentos óseos con la inserción tricipital en el olécranon (vía de Gschwend).
Vía VanGorder
Vía Bryan Morrey
• Artroplastia con interposición (aponeurótica): este tipo de artroplastia es un
procedimiento que puede estar indicado para tratar la perdida de movimiento, el dolor incapacitante o ambos, aunque la indicación mas frecuentes en
paises subdesarrollados ha sido la luxación no tratada de esta articulación.
Como señalaran Morreo y col., debe considerarse la primera opción en
pacientes jóvenes con artrosis postraumatica.
• Artroplastia con implante: Coonrad indicó que las principales indicaciones de
artroplastia total de codo son dolor, inestabilidad y anquilosis bilateral. Tal vez
el mejor ejemplo de esta indicación sea la AR, con evidencia radiográfica de
destrucción articular muy avanzada.
• Artroplastia con resección: fue usada en el tratamiento de la infección refractaria, de la anquilosis del codo secundaria a infección o traumatismo y de la
AR. Actualmente es un proceso rara ves indicado debido a que causa inestabilidad prácticamente discapacitante.
Artritis Reumatoide (AR).
Destrucciones articulares traumáticas y degenerativas
Artrosis secundaria postraumática.
Pseudoartrosis distales.
Fractura de humero en personas ancianas.
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Contraindicaciones
Vía Gschwend
Una vez tenotomizado el tríceps, se prosigue la disección de la paleta humeral y
del olécranon hasta dejar bien expuestas estas estructuras. Puede ser necesario
liberar, de forma parcial, la inserción de la musculatura epicondílea y epitroclear.
A nivel del olécranon, es importante desperiostizar bien la cara interna, desde la
punta del olécranon hasta la coronoides y, en los casos de artritis reumatoide, resecar el osteolito medial.
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Se ha estudiado mucho las fuerzas que actúan en torno a la articulación del
codo. Esto ha llevado a muchos expertos a considerar la articulación del codo
como una estructura de soporte de peso. En cuanto al análisis estático, las fuerzas
articulares son de mayor magnitud en extensión y que el codo flexionado puede
tolerar cargas mayores que el codo extendido. Las fuerzas articulares también son
mayores en pronación.
Morreo y col. Comprobaron que la fuerza máxima de flexión del codo ocurre a
los 90 grados, mientras que un tercio a la mitad de la fuerza máxima de alazamiento puede generarse con el codo extendido o en 30 grados de flexión. En
general las fuerzas de compresión articular que actúan a lo largo del plano lateromedial y que causan una fuerza valguizante o varizante, son pequeñas comparadas con las fuerzas que actúan en el plano sagital y se dirigen hacia delante
o atrás. Walter, Hui y col, y Pearson y col. Comprobaron que las fuerzas que
actúan a nivel del humero distal son de mayor magnitud en dirección posterior,
cuando de este modo la inclinación anterior del componente humeral distal, así
como la absorción de la cortical anterior del humero cuando las prótesis están
insertadas en su lugar. Morreo y Chao comprobaron también que el 60% de la
fuerza de la mano se transmite a través de la articulación radio-cóndilo externo
del humero.
Amis y col, informaron que el antebrazo puede actuar como un rayo de soporte con fuerzas de tensión sobre el ligamento lateral interno de hasta dos veces el
peso corporal y con fuerzas compresivas sobre la cabeza radial de hasta tres
veces el peso corporal. Morreo y Bryan señalaron también que en las actividades
de la vida diaria se transmiten a través de la articulación del codo fuerzas de
hasta tres veces el peso corporal. Si se extirpa la cabeza del radio, la fuerza
humerorradial se transmite al cubito y se suma la tensión del ligamento lateral
interno a la fuerza humerocubital, que puede concentrar la totalidad e la carga
sobre el borde externo de la apófisis coronoides. De este modo el ligamento lateral interno puede recibir una fuerza de nueve veces el peso corporal. Estas fuerzas actúan sobre le componente cubital de la prótesis así como sobre el componente humeral distal. Para reducir las fuerzas de torsión angular, Coonrad recomendó el uso de vastagos cubitales y humerales perfilados así como un vastago
humeral mas largo. Coonrad presento los siguientes criterios para la artroplastia
ideal: debe ser indolora, estable, móvil, durable, reparable y reproducible. lnglis
indico que debe ser lo mas pequeño posible y cubierto por la mayor cantidad
posible de hueso, conservar la epitróclea y el epicóndilo así como el olécranon.
La mayoría de los expertos considera importante el ángulo de porte y cierto
grado de laxitud incorporada en la prótesis. Los diseños protésicos como el e
Pritchard-Walker, el Tri-axial, el de Coonrad y el de Volz (AHSC) poseen esas características.
Para concluir, comentar que algunos problemas, especialmente con ls prótesis
articuladas, son la pequeñez del canal medular del humero y del cubito, el escariado de las superficies óseas que puede causar la desvascularización de una porción
e la cortical del humero y las cargas de torsión y tensión que actúan sobre el vástago medular del componente humeral.
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A nivel del húmero
Es importante mantener la integridad de las dos columnas de la paleta humeral.
Hay que ser muy cuidadoso/a con la inclinación de la hoja de la sierra, a la hora de
realizar los cortes en el húmero.
componente cubital en la cavidad medular, que a la extensión, protruya el olécranon en la cara posterior del codo.
Colocar los componentes de prueba es importante para darse cuenta de la tensión de las partes blandas, y por si conviniera liberar mas tejidos blandos.
A partir de ahí la cementación definitiva. Y en función de la técnica descrita para
cada tipo de prótesis.
Complicaciones
Artroplastia con interposición
Las complicaciones de la artroplastia con interposición son las siguientes:
Absorción osea, ruptura del triceps, formación de hueso heterotópico, subluxación e inestabilidad consiguiente, infección y formación de un serosa en el sitio
donante del músculo.
Artroplastia con implante
La principal complicación de las artroplastias con prótesis restringidas y semirrestringidas es el aflojamiento.
Coonrad publicó los resultados de un seguimiento de 7 años, de aproximadamente 150 artroplastias, usando su prótesis semi restringida, con el22% de complicaciones como paralisis transitoria de los nervios radial y cubital, ruptura de tríceps, infección superficial o profunda, perforación de la cortical del humero y aflojamiento del vástago cubital o humeral.
En el caso de las prótesis no restringidas y hasta 1983 se encontró la luxación
como complicación más común y la infección profunda y aflojamiento
Hay instrumentaciones que incluso han diseñado un elemento para preservar el
ángulo diedro que se forma al realizar la resección.
Bibliografía
AMIS, A.A.,DOWSON, DLK WRIGHT. VLK ANO MILLER, J. H.: The derivation of elbow joint torces and their relation to prosthesis design, J. Med. Eng.
Tech 3:229, 1980.
2. BRYAN, R.S.:Total replacement of the elbow joint, Arch . Surg. 112:1092, 1982
3. COONRAD, R.W.: History of total elbow arthroplastuy. In linglis, A. E., editor:
Upper extremity hoint replacement, St. Louis, 1982,The C.V. Mosby Co.
4. DEE, R.: reconstructive surgery following total elbow endoprothesis, Clin.
Orthop, 1982.
5. EWALD, F: American academic of orthopedic surgeons, instructional course
lecture, Atlanta, February 1984.
6. INGLIS, A. E.: revision surgery following a failed total elbow arthroplasty, Clin.
Orthop. Rongieres M. Histoire des arthroplasties totales du coude. En
Protheses du coude. Cahiers d'enseignement de la SOFCOT, n 77, Elsevier.
Paris 2001: 55-8.
7. GSCHWEND N, SCHElER NH, BAEHLER AR. Long term results of the GS8
111 elbow arthroplasty. J 8one Joint Surg 1999; 818: 1005-16.
8. MORREY BF. ADAMS RA. Semiconstrained arthroplasty for the treatment of
rheum,atoid arthritis of the elbow. J 8one Joint Surg 1992; 748: 479-90.
9. KUDO H, IWANO K, NISHINO J. Total elbow arthroplasty with use of a nonconstrained humeral componen! inserted without cement in patients who have
rheumatoid arthritis. J 8one Joint Surg 1999; 81A: 1268-80.
10. MORREY BF. ADAMS RA. Total replacement for postraumatica arthritis of the
elbow. J 8one Joint Surg 1991; 73: 607-12.
11. MORREY BF, ADAMS RA. Semiconstrained elbow replacement for distal
humeral non-un ion. J 8one Jpoint Surg 8r 1995; 77: 67-72.
12. MCKEE M, JUPITER J, TOH CL, WILSON L, COLTON C, KARRAS KK.
Reconstruction after mal-un ion and non-un ion of intraarticular fractures of the
distal humerus. Methods and results in 13 adults. J 8one Joint Surg 8r 1994;
76: 614-21.
13. ALBEE, F.H.: Arthroplasty of the elbow, J. 8one Joint Surg. 15:979.
1.
Si ésta se ha perdido en razón de una lesión previa, una fractura supraintercondílea por ejemplo, hay que buscar la manera de solidarizar, tanto el epicóndilo
como la epitróclea a la diáfisis y resto de metáfisis humeral. Puede hacerse
mediante agujas de Kirschner o alguna placa de pequeños fragmentos.
A la hora de cementación, la del húmero es difícil, pues el diámetro de la diáfisis
aumenta desde distal a proximal. Aunque eso es particularmente complejo a la
hora de un recambio, hemos de tenerlo presente a la hora de cementar.
A nivel del cúbito
Resecar la punta del olécranon. Ello facilita el acceso a la cavidad medular.
Para evitar falsas vías, y teniendo en cuenta la curvatura de la parte más proximal
del cúbito, conviene iniciar el fresado de la cavidad medular desde la parte más
radial de la cavidad sigmoidea mayor del cúbito.
Antes de realizar los cortes del cúbito en la cavidad sigmoidea mayor, conviene
buscar alguna referencia de su centro de rotación. En algunos diseños, el centro de rotación
de la nueva prótesis conviene que coincida con
el de la cavidad sigmoidea previa.
Ello evitará por ejemplo, una situación más
anterior del componente cubital, que dificultaría
la flexión del codo al aumentar la tensión del tríceps. O también, de introducir demasiado el
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Por el lado lateral, la desperiostización de la cara externa del olécranon nos conduce a la cabeza del radio, que puede resecarse.
Si, una vez desperiostizadas ambas caras del olécranon, es dificultoso el manejo
de la paleta humeral y epífisis proximal del cúbito, puede ser debido a una retracción de la cápsula anterior. Nunca sera más fácil realizar una capsulotomía anterior,
lo cual nos facilitará el manejo de las epífisis para adaptarlas a los componentes
del implante que vayamos a colocar.
A partir de aquí, cada implante tiene unas técnicas específicas. No obstante sí
existen ciertas precauciones comunes a todos ellos.