Estabilización personalizada de fracturas óseas en el ámbito militar J. A. Alierta, M. A. Pérez, J. M. García-Aznar, B.

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Ramón Molina Castillo
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$Estabilización personalizada de fracturas óseas en el ámbito militar J. A.$

1 Estabilización personalizada de fracturas óseas en el ámbito militar J. A. Alierta, M. A. Pérez, J. M. García-Aznar, B. Seral-García

2 Índice Introducción Modelo computacional Caso clínico Conclusiones 2

$Motivación Cada año se producen miles de fracturas óseas$ , 2013) El tratamiento más común es la fijación mecánica

3 Motivación Cada año se producen miles de fracturas óseas (Randsborg et al., 2013) El tratamiento más común es la fijación mecánica mediante implantes (agujas, clavos, placas ) Fractura-luxación de Lisfranc fijada con placas de osteosíntesis 3

4 Modelos Computacionales Son una herramienta muy útil para ayudar a desentrañar la influencia del ambiente mecánico sobre la curación del hueso 4

5 Índice Introducción Modelo computacional Caso clínico Conclusiones 5

6 Modelo computacional Definición de la variable de estado α (grado de unión) α = 1: Gap totalmente consolidado α = 0: Mala unión total ti K0i i i n, s, t K 0i : Rigidez lineal de un gap de fractura totalmente consolidado t: Vector de esfuerzos con tres componentes t n (dirección normal) t s (dirección tangencial) t t (dirección tangencial) : Vector de deformaciones 6

7 Modelo computacional Zonas de curación (Alierta et al.,2014) 2 2 s t 7

tratamientos clínicos Primaria No hay callo

8 Regeneración ósea Modelo computacional Secundaria Hay callo Se produce diferenciación de tejidos Estabilidad relativa a través de implantes Objetivo de la mayoría de los tratamientos clínicos Primaria No hay callo Estabilidad absoluta no existe movimiento interfragmentario (IFM) 8

9 Modelo computacional Unión biológica (α ): Regeneración secundaria α= α c (cartílago) + α b (hueso) α cmax Zona 2 α c M c t c Tiempo de curación α bmax Zona 3 α b t h M b Tiempo de curación 9

10 Unión biológica (α ): Regeneración primaria α= α b (hueso) Modelo computacional α bmax Zona 3 α b t h M b Tiempo de curación 10

11 Modelo computacional Fractura TAC, Rx, etc. Implante Modelo Computacional Subrutina Material UMAT (ABAQUS) CAD Elementos Finitos NO Predice curación? SI Aplicación clínica 11

12 Índice Introducción Modelo computacional Caso clínico Conclusiones 12

$número de fracturas óseas por la exigencia física de las misiones.$ $, 2006) Las fracturas más frecuentes en los saltos de paracaídas son según Kragg et al.$

13 Caso Clínico: Introducción Fractura ósea por accidente en salto de paracaídas En el ámbito militar, se producen gran número de fracturas óseas por la exigencia física de las misiones. Las lesiones en los saltos de paracaídas son las más habituales (Bruce et al., 2006) Las fracturas más frecuentes en los saltos de paracaídas son según Kragg et al. (1996): tibia y peroné (48%), brazo (20%) y pie (16%) Parachute Landing Fall (PLF) ( ( 13

$Belén Seral García del Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza) Diagnóstico: Fractura diafisaria tercio medio, oblicua corta de tibia derecha, con fractura de tercio medio de peroné$

14 Caso Clínico: Descripción Antecedentes: Paciente varón de 26 años de edad, 1.70 m de estatura y aproximadamente 76 kg de peso, que sufre accidente por caída de altura (datos facilitados por la Dra. Belén Seral García del Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza) Diagnóstico: Fractura diafisaria tercio medio, oblicua corta de tibia derecha, con fractura de tercio medio de peroné al mismo nivel que la fractura de tibia 14

Caso Clínico: Implante Clavo intramedular

15 Caso Clínico: Implante Clavo intramedular introducido en el canal medular de la tibia Posición del tornillo de bloqueo para fijación secundaria (osificación endocondral) Posición del tornillo de bloqueo para fijación primaria (osificación intramebranosa) 15

16 Caso Clínico: Evolución Evolución clínica t=0 días t=30 días t= 6 meses 16

17 Caso Clínico: Modelo EF Modelo de Elementos Finitos del hueso y del fijador Ti-6Al-7Nb E=114 GPA = 0.3 (Duda et al,2001) 17

$fractura,$ clavo-hueso

18 Caso Clínico: Modelo EF Geometría fractura, unión clavo-hueso y condiciones de contorno 40% Lateral 60% Medial (Duda et al, 2001) Tornillos bloqueo MPC (Multi-point Constrains) Coeficiente rozamiento µ=0.3 (Rancourt et al, 1990) entre clavo y hueso 18

19 Caso Clínico: Configuraciones Simuladas Configuraciones simuladas: Dinámica (Clínica) y Estática Posición de fijación dinámica. Posición de fijación estática. 19

20 Grado de unión, α Caso Clínico: Resultados Especificaciones fabricante Evolución clínica 20

21 Caso Clínico: Resultados Estático Dinámico yclavo = 800 MPa (Niinomi,1998) 21

22 Índice Introducción Modelo computacional Caso clínico Conclusiones 22

23 Conclusiones El modelo permite la simulación satisfactoria de fracturas complejas 3-D, en las que haya incluso más de un hueso fracturado El modelo se puede usar para el diseño de fijadores en fracturas concretas, obteniendo los mejores resultados de curación. Esto podría suponer un ahorro económico y una recuperación operativa más rápida del personal. 23

Agradecimientos Ministerio de Economía y

investigación DPI2011-22413 The research

24 Agradecimientos Ministerio de Economía y Competitividad a través del proyecto de investigación DPI The research leading to these results has received funding from the (European Commission) Seventh Framework Programme (FP7/ ) under grant agreement nº

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