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. XXI JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA Y CIRUGIA ORTOPEDICA 15 © 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. 16 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. XXI JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA Y CIRUGIA ORTOPEDICA © Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011. 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. Biomecánica y artroplastia de codo 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. 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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 XXI JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA Y CIRUGIA ORTOPEDICA 17 © Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011. 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.