Biomecánica de las Osteosíntesis - akot.com.ar · PDF file1 Biomecánica de las Osteosíntesis “Solución de continuidad a nivel del hueso”. Lic. Tironi - Lic. La Spina Biomecánica

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Biomecánica de las Osteosíntesis

“Solución de continuidad a nivel del hueso”.

Lic. Tironi - Lic. La Spina Biomecánica de las osteosíntesis

• Engloba no sólo la lesión del hueso, sino la de los tejidos adyacentes también comprometidos:• Músculos• Fascias

Unidad fracturaria

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Clasificación AO www.aofoundation.org

A 1

B 2

C 3


“Las fracturas, a partir de los Tipos, estánordenadas según su complejidad, dificultad detratamiento y pronóstico. Los Tipos crecen encomplejidad según avanzan las letras delabecedario (A, B, C). Los Grupos y Subgrupostienen peor pronóstico según avanza lanumeración (1, 2, 3)”.

3

Especialidad en Kinesiología y Fisiatría en Ortopedia y Traumatología

Lic. Pablo La Spina (Director) - Lic. Marcelo Altamirano (Subdirector)

2

Lesión músculo – tendinosa

No hay lesión muscular

Lesión muscular circunscripta a un único compartimiento

Lesión muscular considerable, al menos de dos compartimientos


menos de dos compartimientos Defecto muscular, sección

tendinosa, contusión muscular amplia

Síndrome compartimental o síndrome de aplastamiento con amplia zona de lesión

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Lesión neurovascular

No hay lesión neurovascular

Lesión aislada de un nervio


Lesión vascular localizada

Lesión vascular segmentaria extensa

Lesión neurovascular combinada, incluyendo la amputación parcial o incluso completa

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Lesiones cutáneas IC (fracturas cerradas)

No hay lesión cutánea

No hay herida cutánea, pero sí contusión

Despegamiento cutáneo


Despegamiento cutáneo circunscripto

Despegamiento cutáneo extenso, cerrado

Necrosis cutánea secundaria a la contusión

6



3

Lesiones cutáneas IO (fracturas abiertas)

Apertura cutánea de dentro afuera

Lesión de la piel desde afuera, menor

de 5 cm, de bordes contusos


Lesión cutánea mayor de 5 cm, mayor

contusión, bordes desvitalizados

Pérdida cutánea considerable, con

contusión de todo el grosor cutáneo

Despegamiento abierto extenso

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Clasificación de las fracturas expuestas (Dr. Gustilo)

Grado IHerida puntiforme < 1cm.

Limpia

Grado IIHerida lacerante > 1cm.

Lesión moderada de partes blandas


Grado III

AHerida lacerante grave y extensa, pero con suficiente cobertura vital

BCon exposición ósea marcada

Sin cobertura vital

C Con lesión arterial

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Consolidacion ósea primaria

Ocurre cuando existe contacto directo e íntimo entre los

fragmentos de la fractura.

El hueso nuevo se forma directamente de los bordes óseos

comprimidos.


– Endostio

Es muy lenta

No hay evidencia radiográfica de callo óseo

El proceso depende en principio de una reabsorción

osteoclástica del hueso seguida de una formación de hueso

nuevo por los osteoblastos9



4

Consolidacion ósea secundaria

Consiste en la mineralización y reemplazamiento óseo de

una matríz cartilaginosa con la formación de un callo óseo

característico en la radiografía.

Cuanto más movilidad tenga el foco de fractura, mayor


cantidad de callo.

El callo forma un puente externo que estabiliza el foco de

fractura.

– Perióstio

Es el tipo más frecuente de reparación ósea

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Fases o estadios de la consolidación

según Cruess y Dumont

Fase DuraciónFase de

reparación

Inflamatoria 1 – 2 semanas 10 %


Inflamatoria 1 2 semanas 10 %

Reparación Meses 40 %

Remodelación Meses - años 70 %

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Fase inflamatoria

Formación de hematoma

Reacción Inflamatoria y actividad

osteoclástica


- Neutrófilos

- Macrófagos

- Fagocitos

- Osteoclastos12



5

Fase de reparación

Invasión del Hematoma

- Condroblastos

- Fibroblastos


Formación del Callo Blando

- Osteoblastos

Formación del Callo Duro

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Fase de remodelación

Estabilidad al Foco de Fractura Resorción del exceso de callo Actividad osteoblástica y osteoclástica Reforma del canal medular

Lic. Tironi - Lic. La Spina Biomecánica de las osteosíntesis 14

Proceso de consolidación de una fractura

Extravasación sanguínea posterior a la lesión ósea

• Hematoma• Hipertermia focal +

catabolitos de tejidos necrosados

Organización de un coágulo con malla de fibrina

• Sirve de sostén para la penetración

Tejido de granulación y

formación de la sustancia osteoide

Da lugar al callo blando

Se va transformando, remodelando y orientando las trabéculas en

sentido funcional

Callo definitivo

Lic. Tironi - Lic. La Spina 15Biomecánica de las osteosíntesis



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Aporte

Partes blandas


Aporte sanguíneo al

foco de fractura

Periostio1/3

Endostio2/3

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Retardo de consolidación

Es la prolongación anormal del

plazo en que habitualmente se


plazo en que habitualmente se

forma el callo de fractura

– Hasta 6 meses después de la fractura

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• Es el estado final de una fractura no consolidada.

Complicaciones más severas y difíciles de resolver, que pueden aparecer durante un proceso de

Pseudoartrosis – Concepto


reparación de las fracturas.

Se puede hablar de pseudoartrosis cuando hayan pasado un mínimo de 9 meses desde la lesión y la fractura no muestre signos visibles de progresión hacia la consolidación durante 3 meses.

18



7

Los cambios anatomopatológicos y el tejido fibroso denso presente en el foco de pseudoartrosis, son la respuesta a malas condiciones de oxigenación,

Pseudoartrosis – Concepto


provocadas por una insuficiente estabilidad del foco y por el consecuente daño a la microcirculación del callo en reparación.

No es un tejido patológico, sino una adaptación del mismo ante la falta de oxígeno.

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Pseudoartrosis – Clasificación

Hipertróficas - Hipervasculares Atróficas - Avasculares

Con capacidad de reacción biologica Sin capacidad de reacción biológica

En pata de elefante: formación de callo abundante. Se originan por una fijación precaria, inmovilización inadecuada, o carga prematura.

En cuña de torsión: fragmento intermedio con aporte vascular disminuido.


En casco de caballo: moderamente hipertróficas. Hay callo incipiente pero insuficiente para la consolidación.

Conminutas: fragmentos intermedios necrosados.

Hipotróficas u oligotróficas: el callo esta ausente. Fractura con gran desplazamiento o distracción de los fragmentos.

Con defecto óseo: pérdida de un segmento de la diáfisis.

Atróficas: tejido cicatrizal con escaso poder osteogénico. Los extremos son osteoporóticos

y atróficos.

20

T ió C ió

Peso Gravedad

EjeNeutro


Tensión Compresión

Piso21



8

Modos de carga



El hueso se fractura por sobrecarga mecánica

El tipo de fractura depende, sobre todo, del tipo de

fuerza ejercida y de energía liberada

Torsión Fractura espiroidea

Avulsión Fractura transversal


Flexión Fracturas oblicuas cortas

Compresión axial Impactación metafisaria

Más de un fragmento

– Enorme liberación de energía

24



9

En la consolidación de las fracturas existe una relación muy estrecha entre las

fuerzas mecánicas y la reacción biológica

Reconstrucción estable del hueso fracturado


Reducción anatómicaCompresión

Reducir la fuerza que debe soportar un implante

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Tratamiento Médico

Fracturas

IncruentoYesos

Férulas

Cruento (cirugía)

Implante de sustitución Reemplazo


Cruento (cirugía)Implante de reparación Osteosíntesis

Procesos degenerativos

Cruento (cirugía)

Implante de sustitución Reemplazo

Implante de reparación Osteosíntesis

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Osteosíntesis

TornillosPlaca con

tornillo

Clavo-placaClavijas

SAAT


Compresivo autodeslizante

Fijadores externosEndomedulares

Alambres

27



10

Son implantes de reparación

Osteosíntesis


Restauran la extremidad lesionada

Permiten la reducción anatómica de los

fragmentos

28

Osteosíntesis

Restaurar

Reducción anatómica delos fragmentos

Buenavascularización


la función

Movimientoactivoprecoz

Osteosíntesis estable

29

Osteosíntesis


Rígidas Dinámicas

30



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Osteosíntesis Rígida Tornillos, placas con tornillos, endomedulares

acerrojados

Osificación primaria


Osificación primaria

Sin callo voluminoso

Se necesita osificación para cargar

Si se carga antes de la unión se puede romper el

material

31





12

Osteosíntesis dinámicas

Fijadores externos, endomedulares sin cerrojo

Permiten la compresión-tracción


p

Osificación secundaria

Callo voluminoso

No se necesita unión para cargar

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Se suma la estática del cerclaje con la dinámica de la fuerza del cuádriceps– La tensión del tendón y la fuerza muscular

36



13

Endomedular: un poco de Historia

Gerhard Küntscher (1902 – 1972)

– 1940

American Society of Testing and Materials (ASTM)– Dispositivos de Fijación intramedular (DFIM)

Osteosíntesis cerrada, estable, utilizando clavos trebolares introducidos en la cavidad medular de ambos fragmentos óseos.

• Küntscher, G. The Küntscher method of intramedullary fixation. J. Bone Jt., 1958; Surg 40A,1:17

• Küntscher G: Intramedullary Surgical Technique and Its Place in Orthopeadic Surgery: My present concept; J. Bone Joint Surg 47 – A: 809, 1965


El contacto entre el clavo y endostio

Control de las fuerzas de angulación

La estabilidad del implante Künstcher

Menos control para fuerzas de rotación y carga

axial

Nivel y tipo de fractura

El grado de conminución


Osteosíntesis Endomedular

No aumenta el daño de los tejidos

– Piel, subcutáneo, músculos y periostio

Afecta la irrigación endostal

Se logra fijación fracturaria estable

Puede ser fresado o no fresado




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El enclavado endomedular acerrojado permite:

Realizar osteosíntesis de fracturas diafisarias con

mínima lesión de partes blandas.

Aumentar la estabilidad rotacional del sistema.

Evitar desviaciones en el eje longitudinal

– sobre todo en fracturas metafisarias

Controlar el acortamiento del hueso fracturado.


Indicaciones:

Fracturas de tibia– Estable o inestable

– Desde 5 cm. por debajo del TAT hasta 5 cm. por arriba de la articulación del tobilloarticulación del tobillo

• Distancia necesaria para garantizar el bloqueo

Politraumatismos con – Fractura de fémur ipsilateral

• Rodilla flotante

– Fractura de fémur contralateral

– Fracturas expuestas tipo I, II, IIIA de GustilloLic. Tironi - Lic. La Spina 41Biomecánica de las osteosíntesis

Controversia

Clavos Fresados Clavos No Fresados




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Controversia: Fresado – No Fresado

Cada uno tiene ventajas y desventajas

No existe consenso del método a utilizar en cada caso clínico

Biomecanicamente se comportan distinto:

Fresado:La estabilidad depende del apoyo en 3 puntos dentro

del canal medular

No Fresado: La estabilidad esta dada por los tornillos de bloqueo

Finkemeier CG, Schmidt AH, Kyle RF, Templeman DC. A prospective, randomized study of intramedullary nails inserted with and without reaming for the treatment of open and closed fractures of the tibial shaft. J Orthop Trauma. 2000 Mar-Apr; 14(3):187-93.


Fre

sado

Efecto

Positiv

Permite la colocación de un clavo de mayor diámetro, (incrementa el área de contacto entre implante y hueso), favoreciendo la estabilidad y

permitiendo la carga axial precoz.

El fresado aumenta la circulación perióstica a nivel del foco de fractura.

Disminuiría el tiempo de

consolidación y el porcentaje de pseudoartrosis

s os

Beneficia la osteogénesis a nivel del foco de fractura, aportando suplemento óseo.

Reichert ILH, McCarthy ID, Hughs SPF. The acute vascular response to intramedullary reaming: microsphere estimation of blood flow in the intact ovine tibia. J Bone Joint Surg 1995;77B:490-493.

Court-Brown CM. Reamed intramedullary tibial nailing: an overview and analysis of 1106 cases. J Orthop Trauma. 2004 Feb;18(2):96-101


Fresados

Efectos Negativos

Disminuirían el aporte vascular al foco de fractura, alterando el proceso de consolidaciónfractura, alterando el proceso de consolidación y aumentando el riesgo infeccioso.

Esto motivo el lanzamiento de los clavos EM no fresados sólidos y de menor diámetro.


Larsen LB, Madsen JE, Hoiness PR, Ovre S. Should insertion of intramedullary nails for tibialfractures be with or without reaming? A prospective, randomized study with 3.8 years' follow-up. J Orthop Trauma. 2004 Mar;18(3):144-9.



16

Fre

sado

Efect

Negati

Sobre la circulación endóstica

Fresado disminuye 70% el flujo cortical

No Fresados disminuye 30% el

flujo cortical

Aumenta la presión endomedular en el

segmento distal

Oclusión de vasos sanguíneo

Producción de é b lF o

svos

émbolos grasos.

Daño térmico

Reacción inflamatoria sistémica en el post-operatorio temprano

1-7 días


Klein MPM, Rahn BA, Frigg R, Kessler S, Perren SM. Reaming versus non-reaming in medullary nailing: interference with cortical circulation of the canine tibia. Arch Orthop Trauma 1990;109:314-316.

Court-Brown CM. Reamed intramedullary tibial nailing: an overview and analysis of 1106 cases. J Orthop Trauma. 2004 Feb;18(2):96-101

No

Fre

sado

Efecto

Positiv

Mejor preservación y recuperación de la

circulación endóstica

Clavos de menor diámetro y sin

fresar

Menor riesgo infeccioso

Colocación más simple y rápida.

N

s os Menor riesgo de

embolia grasa


Blachut PA, O'Brien PJ, Meek RN, Broekhuyse HM. Interlocking intramedullary nailing with and without reaming for the treatment of closed fractures of the tibial shaft. A prospective, randomized study. J Bone Joint Surg Am. 1999 May;79(5):640-6.

No

Fre

sado

Efecto

Negativ

Menor diámetro

Menor estabilidad al hueso fracturado

Mayor número de malas alineaciones, retardos de

consolidación y pseudoartrosis

Mayor número de cirugías secundarias y prolongación del tiempo de consolidación de la

fracturaN

s os

fractura

Falla del implante Ruptura de los tornillos de bloqueo


Gaebler C, Berger U, Schandelmaier P, et al. Rates and odds ratios for complications in closed and open tibial fractures treated with unreamed, small diameter tibial nails: a multicenter analysis of 467 cases. J Orthop Trauma. 2001; 15:415–423.

Finkemeier CG, Schmidt AH, Kyle RF, Templeman DC. A prospective, randomized study of intramedullary nails inserted with and without reaming for the treatment of open and closed fractures of the tibial shaft. J Orthop Trauma. 2000 Mar-Apr; 14(3):187-93.



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Clavo sólido No Fresado

Ventaja Desventaja


Schatzker J, Tile M. The Rational of Operative Fracture care, 1996 Pag. 439

Clavos No Fresados

Venta

Menor contacto con endostio

Menor daño de la irrigación

Menos espacio muerto

jas

Menor riesgo de infección

Menos presión endomedular

Menor riesgo de embolización


Clavos No Fresados

Desventajas

10-15% de rotura de tornillos de

bloqueosMenor diámetro Mayor fragilidad




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Fresado

Vent

Facilita la colocación del clavo

Permite la inserción de un clavo de mayor diámetro

Tornillos de bloqueo de mayor diámetroa

jas

mayor diámetro

Aumenta el contacto con el endostio

Estimula la consolidación


Fresado

Desven

Lesiona la circulación endostal y cortical en un 70%

Aumenta las posibilidades de infecciones profundas

Necrosis térmica

tajas

Aumenta el riesgo de síndrome compartimental

Aumenta el dolor región anterior de la rodilla

Aumenta la presión dentro del canal medular


Fijadores externos: Un poco de Historia

La fijación externa es un método más deosteosíntesis, teniendo múltiples peroprecisas indicaciones.precisas indicaciones.

No se trata de un método moderno.

Reviendo la historia de la medicina, ya enlas obras de Hipócrates se encuentrandescripciones del empleo de tutoresexternos en el manejo de las fracturas.




19


G. Ilizarov

– Mediados del siglo XX

– Sistema de fijación circular– Sistema de fijación circular

– Comenzó a desarrollar trabajos sobre elongación

ósea que permitieron corregir déficit de longitud

fuesen estos postraumáticos o congénitos.

Planteo el concepto de dinamización, en el

tratamiento de las fracturas.Lic. Tironi - Lic. La Spina 55Biomecánica de las osteosíntesis


La Universidad de Verona a través del Prof. G. De

Bastiani y colaboradores en 1979

– Desarrollaron un nuevo sistema de fijación externa

monolateral

– Denominaron Fijador Axial Dinámico

– Cuya filosofía consiste en respetar y favorecer el

proceso fisiológico natural de consolidación de las

fracturas.Lic. Tironi - Lic. La Spina 56Biomecánica de las osteosíntesis

Dinamización en el sitio de fractura (Prof. G. De Bastiani)

C i t d i i iConsiste en dos principios:

Movilización cíclica temprana Carga progresiva




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MicromovimientoMicromovimientocíclico• El foco de fractura se

impacta y distrae secuencialmente, favoreciendo el desarrollo del callo óseo.

Carga de peso progresiva• Permite la formación y

maduración gradual del callo de fractura


La fijación axial dinámica

Respeta y favorece el proceso fisiológico de la consolidación de las fracturas

Rigidez en las etapas iniciales

Movimiento axial controlado gradual y progresivo en el

foco de la fractura en etapas más avanzadas de este

proceso.


Fase 1

Rigidez

Con el cuerpo del fijador bloqueado, la carga se transmite a través de los tornillos al fijador y de este al otro grupo de tornillos

puenteando la fractura.

La estabilidad depende de la

distancia fijador -hueso y del número de tornillos colocados por

cada cabezal.




21

Fase 2

Dinamización controlada

Aflojar el tornillo del cuerpo hembra del fijador axial,sin retirar el compresor-distractor

En fracturas estables entre la 2da. y 4ta. semana

En fracturas inestablesentre la 6ta. y 8va. semana

El movimento axial del fijador, permite al hueso tomar la carga axial solamente.

La rotación y flexión están controladas por el fijador.

Prof. G. De Bastiani. JBJS, 1984


Fase 3

Dinamización libre

Ante la aparición de los primeros signos radiográficos de callo óseo

Se libera totalmente el sistema axial

Para permitir el efecto punta sobre los fragmentos fracturarios

Lograr así la formación del callo duro o definitivo


A. G. Apley

Cirujano Maestro

Dijo alguna vez:

“El callo óseo es como el sexo”

“Une dos partes y necesita un poco de movimiento”




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Se prolongan los tiempos de consolidación

Se aflojan los tornillos

Puede llegarse a la

pseudoartrosis

¿Qué ocurre cuando comenzamos

demasiado tarde la dinamización?


Un fijador demasiado rígido

Puede llevar a

Que no se observe

ningún calloexterno

La formaciónde un calloasimétrico


Si la fijación es dinamizada en

El resultado puede ser una pseudoartrosisdinamizada en

excesopseudoartrosis

hipertrófica




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Fijadores externos: Indicaciones

Fracturas expuestas, asociadas a lesiones de partesblandas, politraumatizados con o sin daño cerebral.

Fracturas multifragmentarias.

Perdida de sustancias óseas y alargamientos.

Pseudoartrosis. Pseudoartrosis.

Correcciones angulares de desejes anatómicos o por malaconsolidación de fracturas.

Fracturas articulares.

Lesiones de pelvis.

Resecciones óseas por tumores

Reimplante de miembros


Ventajas del Fijador Axial Dinámico Monolateral

Perturbación mínima del área de la fractura– Técnica minimamente invasiva - sin material de síntesis en el foco

Estimulación de la formación del callo óseo– Respeta la fisiología ósea

Menores complicaciones– Menor aflojamiento de los tornillos e infecciones

Permite realizar corrección de defectos óseos– Sin alterar el largo del hueso - callotasis y transporte óseo

Posibilidad de tratar – Fracturas multifragmentarias, diafisarias, metafisarias y/o articulares .

Acceso libre para reparar partes blandas

Carga y movilización precoz del paciente


Complicaciones

Aflojamiento de los tornillos

Cuando no se colocan correctamente o no se dinamiza el sistema

Infección superficial

Si los tornillos se aflojan o el paciente no realiza la higiene diaria

Pérdida de la reducción de la fractura

Si no se ajustan las levas

Retardo en la consolidación

Si se difiere la dinamización más allá de los tiempos convenientes

Rigidez articular

Si el paciente no comienza la movilización precozmente

Falla en la elección del tamaño y tipo de fijadorLic. Tironi - Lic. La Spina Biomecánica de las osteosíntesis 69



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Límites

Relativo a la incomodidad del fijador externo

Restricciones a la higiene personal

Requiere curaciones y controles frecuentes

Los riesgos generales de cualquier cirugía


Contraindicaciones

Severa osteoporosis

Diabetes no controlada

Alteraciones psíquicas Alteraciones psíquicas

Lesiones neurológicas previas

HIV +

Hepatitis

Alergia al acero inoxidableLic. Tironi - Lic. La Spina 71Biomecánica de las osteosíntesis

Prótesis

Cementada

No cementada

Totales

Parciales


Híbrida Unicompartimentales

Hombro - Cadera - Rodilla

72



25

Objetivos principales del tratamiento de las fracturas

Restablecimiento de la longitud global

Reducción de los defectos de alineación en


flexión y torsión

En fracturas intraarticulares

– Reconstrucción de la superficie articular

73


Reconstrucción exacta de las superficies articulares

Incongruencia de las superficies articulares


Incongruencia de las superficies articulares

Aumento de concentración de carga

Artrosis postraumática74


Recuperación de la función tras fractura

de huesos largos

ReconstrucciónRápida, precisa y estable


de huesos largos

Movilización inmediata

PrevieneLimitación

Permanente

75



26


Evitar inmovilización prolongada de los tejidos blandos


Principalmente alrededor de las articulaciones

Evitar Enfermedad fracturaria

76

Enfermedad Fracturaria

Fractura– Lesión tisular compleja

• Hueso


• Partes blandas

– Trastornos circulatorios

– Inflamación

– Dolor

77

Dos factores patogénicos

– Dolor

F lt d tí l fi i ló i l



– Falta de estímulo fisiológico que el

movimiento y los cambios de

solicitaciones mecánicas producen en

el complejo osteomuscular

78



27

Clínica

–Edema



Edema

–Atrofia de partes blandas

–Osteoporosis

79

Presencia de pequeñas áreas de

sobrecarga local

Sobrecarga generalizada ejercida antes de que se

haya conseguido consolidación

Fracaso mecánico de una fractura con osteosíntesis


Ninguna reacción biológica tiene lugar

Montaje demasiado frágilExcesiva carga

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