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Biologa, Biomecnica y Reparacin Del Tejido seo
GUSTAVO CASTRO VARGAS1.JULIAN DAVID CESPEDES ROA2.
Resumen
El hueso es un tejido dinmico que se remodela constantemente de acuerdo al estrs mecnico y el
mecanoacoplamiento biolgico resultante. Si bien es bien conocida su estructura histolgica y su composicin
bioqumica, solo hasta ahora comienza a entenderse su proceso de adaptacin. Una mejor comprensin de la
biologa del hueso a lo largo de la vida y en el espectro salud-enfermedad permitir utilizar teraputicamente
los conceptos bsicos de la biologa sea en relacin a la nutricin, el ejercicio y dems componentes de
estilos de vida saludable. Los procesos de reparacin sea (incluyendo la formacin del callo seo) pueden ser
optimizados en la medida en que se comprenda la biomecnica del hueso, la biologa del tejido seo y los
principios cientficos de las diferentes ayudas teraputicas (como los campos electromagnticos pulsados). El
mdico del deporte debe conocer y aplicar estos principios.
El propsito central del hueso sirve a la supervivencia de la especie y tiene que ver con la capacidad de
proteger estructuras y servir como palancas para el movimiento al mismo tiempo. Los materiales de los que
est compuesto deben cumplir con esta funcin con el mnimo de peso posible. En ltimas, los materiales y su
estructura tridimensional debern proporcionar una elasticidad y rigidez adecuada por lo que estas
propiedades estn variando constantemente dentro del hueso. La rigidez es necesaria para moverse contra
la gravedad y permitir la carga estticamientras que la flexibilidad permite la absorcin de energa
mecnica. La propulsin contra la gravedad sera imposible si el hueso fuera demasiado flexible, pero si larigidez aumenta demasiado, el material se hace quebradizo (por la poca resistencia al microtrauma). De ah
que la propiedad ms importante del hueso es su grado de mineralizacin: a ms mineralizacin, ms
resistencia al estrs(1).
Las propiedades elsticas del hueso le permiten absorber energa permitindole doblarse sin que haya falla
estructural (fractura) si la flexin ocurre dentro de la zona elstica de deformacin del mdulo de Young del
hueso. Si la carga administrada al hueso excede la zona de deformacin elstica, la segunda lnea de defensa
es la zona de deformidad plstica (en donde el hueso paga un pequeo precio mediante un microtraumatismo)
si la energa excede tanto la zona elstica como la zona plstica de deformacin, la consecuencia inevitable
para disipar la energa ser la fractura(1).
1Medico Especialista en Medicina del Deporte. Ortopedia y Traumatologa. Centro Medico Deportivo MET.Bogot2ResidentePrimer Ao Postgrado Medicina del Deporte, Universidad el Bosque. Bogot
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La forma microscpica del hueso corresponde a la funcin que desempea. Existen dos microestructuras
predominantes: la del hueso cortical y la del hueso trabecular o esponjoso. Se revisarn por separado sus
caractersticas mecnicas.
Hueso trabecular o esponjoso
El hueso esponjoso se comporta como una red de resortes en paralelo y en serie, quien con estas propiedades
es capaz de tolerar la deformacin y almacenar la energa que recibe por la compresin(1). Lo anterior
combinado con un bajo peso debido a su estructura porosa le permite tolerar grandes deformaciones y facilita
la flexo-extensin y la rotacin del esqueleto axial. Es un material complejo que desde la perspectiva
biomecnica es llamado compuesto (por la presencia de hidroxiapatita, colgeno, agua y pequeas cantidades
de otras protenas) anisotrpico (propiedad general de la materia segn la cual las cualidades mecnicas
varan segn la direccin en que son analizadas, en el caso del hueso est dado por los paquetes de hueso
laminar dispuestos en red) poroso, abierto y de solidez celular(2). La microestructura trabecular est
orientada de tal forma que existe una direccin en la que la rigidez mecnica y la fuerza son mayores. Esta
rigidez se va perdiendo entre un siete por ciento (7%) a un once por ciento (11%) por cada dcada de vida
despus de los 20 aos.
Hueso Laminar o Cortical
El hueso laminar est presente en huesos de carga y de resistencia al impacto. Est dispuesto espacialmente en
dos disposiciones: en arreglos paralelos de lminas circunferenciales (lamellae) y en forma de cilindros
(osteonas). Las osteonas tienen la capacidad de llenar el espacio entre las diferentes lminas con un tipo
distinto de hueso llamado fibrolamelar y de adoptar una conformacin ms larga y cilndrica (sistemas de
Havers). La estructura cilndrica del hueso laminar, si bien no es netamente isotrpica, tiende a serlo (unapropiedad que coincide con su funcin de carga)(3). El colgeno presenta una disposicin distinta: distinto a
lo que se cree, la disposicin de las fibras no es paralela, tiende a presentar una disposicin de fibras
entrelazadas con diferentes grados de empaquetamiento(4). Las propiedades de ambos tipos de hueso se
resumen en la Tabla 1.
Ms Matriz, Menos Celularidad es ms Viscoelasticidad: Importancia de la Matriz sea
Est muy claro desde hace ms de 20 aos que el microdao sobre el hueso es un fenmeno natural y
frecuente y que es definitivamente importante para la salud sea(5). Lo que pasa es que para muchos no tiene
sentido (quizs porque los ingenieros saben desde hace tiempo que cualquier estructura con una carga cclicapresentar daos atribuibles a la fatiga del material). El microdao no es igual al de la ingeniera, ni cumple la
misma funcin. Son formadas por el estrs en compresin y estimulan reparacin por remodelacin.
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Tabla 1. Comparacin de los dos tipos histolgicos de hueso
Caracterstica Laminar Esponjoso/trabecular
Resistencia al estrs Alta Baja
Recambio Bajo Alto
Porcentaje de composicin en esqueleto 80% 20%Resistencia a torsin/deformacin Alta Menor
Mdulo de Young Alto Bajo
Densidad Mineral sea (DMO) Mayor Menor
La integridad de la matriz extracelular contribuye de manera importante a la resistencia del hueso a la
fractura. La matriz extracelular est organizada para prevenir la iniciacin y la propagacin del microdao.
Con el paso de los aos, la prdida de agua por parte del hueso (que hace que los puentes de hidrgeno del
colgeno sean ms inestables), el entrecruzamiento no enzimtico del colgeno, la glicacin (como por
ejemplo en el hueso diabtico) y la fase colgena del hueso son esenciales para disipar la energa del trauma a
travs de la fase elstica del mdulo de Young (6-8). La Ilustracin 1 muestra el comportamiento del mdulo
de Young en condiciones de salud y en dos condiciones de enfermedad: la osteopetrosis y la osteoporosis. Se
puede ver como el punto crucial de la salud sea se encuentra en la composicin molecular y celular del
hueso. Resumiendo esta primera parte acerca de las implicaciones biomecnicas de la composicin material
del hueso se puede decir que el hueso es fuerte en compresin, dbil en cizallamiento y presenta una
resistencia intermedia en tensin gracias a sus componentes esenciales: el colgeno (buena fuerza tensil y
pobre resistencia a la compresin) y los cristales de hidroxiapatita (resistente en compresin y quebradizo en
tensin)(9).
En este punto conviene introducir otro
principio fsico importante para explicar
cmo la estructura (cilndrica) del hueso le
da resistencia al mismo. La expresin
matemtica para el momento de inercia de
un hueso cilndrico se resume en la siguiente
frmula:
=( )
4
Donde Ixx es el momento de inercia, R es el
radio externo del cilindro y r el radio
interno. Por tanto la rigidez torsional de un
hueso se da tras aadir capas de material a la
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superficie peristica ya que cada capa de ganancia eleva a la cuarta potencia la resistencia a la deformacin y
a la torsin mientras que el dimetro interno es remodelado por resorcin endocortical (10).
Lo anterior resume la comprensin actual de los postulados de Julius Wolff para comprender la fisiologa
sea:
Igualmente se comprende el principio de Heuter y Volkmann, quienes afirmaban que el crecimiento de la
placa fisiaria es inversamente proporcional a la compresin que se ejerce sobre ella y que las fuerzas de
traccin tienen un efecto positivo sobre el crecimiento seo(11).
Efectos del ejercicio sobre el hueso.
Habiendo quedado clara la importancia del estrs para el desarrollo del hueso cabe preguntarse cmo es que
la actividad y el ejercicio fsico promueven la adaptacin del hueso? Se sabe que el ejercicio logra aumentar
la masa sea entre el 20-30% (una cifra nada despreciable teniendo en cuenta que el 80-70% restante de la
masa sea est determinado genticamente)(12).
El estrs en tensin es el principal estmulo que genera la adaptacin del hueso(13). La adaptacin del hueso
es proporcional a la magnitud de la tensin inducida durante la carga, por lo que ejercicios con grandes
fuerzas de reaccin del suelo facilitaran la adaptacin osteognica. Debe tenerse en cuenta que para lo
anterior existe un umbral para dichas adaptaciones (en trminos de carga y recuperacin) que se pierde en
lesiones como las fracturas por estrs.
El estmulo de la tensin y el impacto aumenta el flujo de material nutricio hacia el hueso. La manera de
estudiar los efectos del estrs sobre el hueso ha sido en parte gracias a deportes asimtricos como el tennis.
Un estudio practicado en tenistas mostr un 17% de diferencia en la densidad mineral sea (DMO) entre el
hmero del brazo dominante comparado con el no utilizado (control)(14). La importancia del estrs en tensin
sobre el hueso ha sido mejor comprendida desde el estudio de la mecanotransduccin.
La forma y estructura de los huesos en crecimiento dependen del estrs y la tensin a
la que son sometidos.
Alterando las lneas de estrs se puede cambiar la forma del hueso.
Las deformidades seas se deben a adaptaciones mecnicas de los huesos y se
traducen en alteraciones en sus capas de hueso cortical(11)
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Las seales mecnicas del hueso son
detectadas por los osteocitos y son
convertidas en seales elctricas o
bioqumicas mediante el proceso de
mecanotransduccin(15), que sigue tres
pasos fundamentales: mecanodeteccin
(acoplamiento bioqumico),
transduccin de seales y respuesta de
clula efectora(16). El primer fenmeno
consiste en la deteccin del estrs
mecnico por parte de molculas de
membrana (principalmente de adhesin
como las integrinas v3 y las
cadherinas y canales inicos demembrana como las uniones gap,
canales de calcio mecanosensibles,
aunque participan tambin el citoesqueleto, los microfilamentos y otras protenas de matriz)(12).
Una vez estas molculas son estimuladas, se activa una reaccin en cadena donde los mitgenos (MAPKs)
promueven la produccin de quinasas en la va de la ciclooxigenasa COX-2, reaccin que es dependiente de
la fuerza del estmulo. La mecanoestimulacin de los osteoblastos induce tambin la secrecin de factores de
crecimiento (VEGF, PDGF, IGF) y las protenas morfogenticas del hueso (BMPs) que son reguladores
locales de la osteognesis. Estos factores, los cuales se activan por reacciones de fosforilacin, liberacin de
diacil glicerol o calcio, viajan al ncleo donde permiten la expresin de genes como Runx2, osterix, beta
cateninas, PPAR-gamma y otras que permiten la diferenciacin del osteoblasto.
Se coment que haba seales mecnicas (integrina v3-matriz) que desencadenaban seales, pero tambin
existen cargas elctricas acumuladas en el colgeno que son liberadas como respuesta al estrs mecnico (que
genera un dipolo entre las zonas de compresin y las de tensin) este proceso, conocido como
piezoelectricidad termina de explicar cmo es que la carga impuesta a un hueso se traduce en actividad
osteoblstica y osteoclstica permanente. Los dos fenmenos se muestran en la Ilustracin 2 y 3.
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Se sabe que el xito de la consolidacin de una fractura se relaciona con el grado de vascularizacin del hueso
(5-10% del gasto cardiaco va al hueso). Como se ha visto, el tejido seo es un tejido activo con un
metabolismo constante que a su vez genera una alta demanda de nutrientes. Estos nutrientes son bombeados al
interior del hueso mediante fuerzas hidrodinmicas que se generan desde la deformacin de la matriz sea, lo
que genera un gradiente de presin hidrodinmico, y un flujo desde las reas de compresin hasta las de
tensin de corrientes turbulentas inicas y de nutrientes. Otra razn por la cual el componente de la carga
mecnica (tensin o compresin) del ejercicio es fundamental para el mantenimiento del tejido seo.
El flujo vara en su direccin si se
considera que se origina desde el
periostio, el cual es ms grueso en los
nios (por lo que su flujo de nutrientes
es centrpeto) que en el adulto, y esto se
debe a la relacin entre el tejido seo y
el peristico. Esto no aplica a los huesos
con pobre irrigacin (escafoides,
astrgalo, cabeza del fmur, apfisis
odontoides y el hammulus del ganchoso)
en donde la nutricin del hueso esta
garantizada por flujos hidrodinmicos.
Lo anterior resalta la importancia de
prescribir de forma adecuada la
inmovilizacin. La Tabla 2 resume los
principios del entrenamiento aplicados a
la salud del hueso.
Aspectos nutricionales de la salud
sea
La osteognesis inducida por ejercicio
solo ocurre cuando se acompaa de un
consumo de calcio proporcional. Se ha
calculado que el requerimiento debe ser superior a los 1000mg/da y se ha establecido que la suplementacin
y los aportes de calcio no se fijan sin ejercicio. Un punto de intervencin importante en materia de
alimentacin y nutricin en Colombia (segn la encuesta ENSIN 2010) es el bajo consumo de lcteos(17), por
lo que el mdico del deporte debe indagar acerca del consumo de alimentos fuente de calcio en casos de
fractura.
Las grasas tienen un doble efecto sobre la salud del hueso que debe conocerse. Por un lado es el vehculo por
el que ingresan las vitaminas liposolubles pero al mismo tiempo las grasas saturadas forman jabones con el
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calcio y disminuyen su absorcin. Por un lado las grasas omega seis ayudan a producir prostaglandinas
esenciales para el proceso inflamatorio (primera fase de la reparacin sea) y por el otro pueden afectar
negativamente el porcentaje graso, el peso y el perfil lipdico. Lo anterior debe tenerse en cuenta dentro de la
consejera dietaria. Otros nutrientes (como los carbohidratos simples) han mostrado aumentar la excrecin
urinaria de calcio mientras que la protena aumenta el efecto osteognico del ejercicio(18).
Tabla 2. Resumen de los principios del entrenamiento aplicados a la salud del hueso
Principio
involucrado
Efecto
Especificidad El hueso crece solo gracias al balance entre tensin y compresin.Sobrecarga El estmulo sobre el hueso debe superar el umbral osteognico.Reversibilidad Los procesos de remodelacin son actividad dependientes.Valores iniciales Sujetos con menor masa sea tendrn mayor ganancia.Rendimiento
decreciente
La osteognesis en respuesta a una mayor carga mecnica es mayor en lasfases iniciales que en las finales.
Caractersticas del desarrollo seo a travs de la vida
Las caractersticas de resistencia biomecnica del hueso varan a lo largo de la vida. El hueso del neonato y
del nio en general se caracteriza por el predominio de la flexibilidad sobre la dureza (una estrategia til
teniendo en cuenta el riesgo de fracturas por cada en el nio)(2). El periodo crtico de la estimulacin sea
(que coincide con el pico de velocidad de crecimiento descrito por Tanner) ocurre antes de la pubertad; cerca
del 40% de la masa sea pico se gana entre los 12 y los 16 aos de edad con un 35% del contenido mineral
seo en los dos aos alrededor del pico de velocidad de crecimiento. Pensemos en esto en relacin al aumento
en la prevalencia de inactividad fsica, sedentarismo y obesidad infantil por un lado y el creciente desarrollodel juego-actividad (con dispositivos como el Wii, por mencionar el ms conocido)(19).
La madurez sea est marcada por el lmite del aumento de la densidad mineral sea que ocurre entre los 20 y
los 30 aos. A partir de esta edad, el hueso abandona el modelamiento y lo reemplaza por el remodelamiento
(que es el proceso de mantenimiento seo propio del periodo de la madurez esqueltica, menos rico en
factores de crecimiento, con menor aposicin peristica de material y expansin endocortical y con
trabeculaciones reducidas tanto en tamao como en nmero), disminuye la resistencia a la tensin y a la
propagacin de la fractura, disminuye igualmente la dureza y la capacidad disipativa de energa. Estos
cambios se ven ms marcados en condiciones como la osteoporosis y el tabaquismo (donde se altera la
reaccin inflamatoria dependiente del factor de necrosis tumoral alfa y retarda la osificacin endocondral)
Acerca del control hormonal y del sistema endocrino sobre el hueso se ha escrito mucho y existen buenas
revisiones acerca del tema(9). Simplemente se menciona la importancia de la paratohormona para el aumento
de la actividad osteoclstica, la 1,25 dihidroxivitamina D3 que estimula la produccin de fosfatasas y
protenas seas (adems de su efecto intestinal sobre la absorcin del calcio), los glucocorticoides (que
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(como por ejemplo el entrenamiento militar), fondistas que acumulan ms de 40 km/semana, el gnero
femenino (debido a diferencias de en la densidad mineral sea, mayor presencia de coxa vara, una pelvis ms
ancha y una mayor incidencia de genu valgum) sin olvidar tambin en el gnero femenino la presencia de la
triada de la atleta(22).
En las revisiones de reportes de casos se encuentran algunos deportes con mayor prevalencia de fracturas porestrs: el baloncesto encabeza la lista con un 22.4% de las lesiones por estrs asociadas a deporte (23),
seguido por el bisbol (12.2%), los deportes de pista y campo (10.2%), el canotaje (17%), los aerbicos
(6.6%), el ballet clsico (4.6%) y otro tipo de deportes (21.4%); otro grupo de investigacin report
incidencias similares por tipo de deporte(24).
La presentacin clnica suele ser la de un aumento drstico de la actividad o la prctica de un ejercicio
repetitivo con descansos limitados. La presentacin tpica del dolor es con la deambulacin (81%),
hipersensibilidad focal en el rea de la fractura (entre el 65.9 al 100% de los casos), edema local (18 a 44% de
los casos) y al examen fsico dolor a la vibracin con el diapasn (sensibilidad entre el 35 al 92% de los casos
con una especificidad de 19 al 83%), sensibilidad al dolor y ocasionalmente asimetras en la longitud de
miembros inferiores mayor a un centmetro (1 cm)(22).
El diagnstico definitivo de la lesin es por radiografa simple (que tiene la ventaja de ser de bajo costo, baja
dosis de radiacin y de ser un examen disponible; y la desventaja de pobre detalle diferencial y pobre
sensibilidad en fases iniciales), la gammagrafa sea (muy sensible pero de mayor costo, pobre especificidad,
con posibilidad de falsos positivos ante infecciones o tumores) y la ultrasonografa (de aparicin ms reciente
y con pobre detalle diferencial)(22).
El examen que presenta una combinacin razonable de sensibilidad, especificidad y bajo costo es laresonancia magntica (la sensibilidad comparada entre la resonancia magntica y la tomografa computada es
de 88% contra 42% respectivamente). Los cambios graduales que se presentan (edema del periostio, mdula,
y lneas de fractura) permiten establecer una clasificacin diagnstica de severidad. Fredericson(25)
estableci los estadios de progresin de las fracturas por estrs:
Etapa 0: Normal Etapa 1: Edema del periostio Etapa 2: Edema del periostio y mdula sea en T2 Etapa 3: Edema del periostio y mdula sea tanto en T1 como T2 Etapa 4: Edema del periostio y mdula sea con lnea de fractura
La prevencin de las fracturas por estrs comienza con la identificacin temprana de los factores de riesgo
intrnsecos (del paciente) y extrnsecos (del deporte, el campo, el rgimen de entrenamiento, entre otros). El
tratamiento incluye reducir los niveles de actividad hasta un nivel de funcionamiento libre de dolor,
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estiramientos y fortalecimientos sin carga de los
segmentos comprometidos y el mantenimiento de la
condicin fsica. Los tiempos de reparacin son
prolongados (el comportamiento es el de una
fractura) y van de tres a seis semanas para fracturas
de metatarso y de seis a doce semanas para tibia,
fmur o pelvis(22). Deben igualmente considerarse
las fuerzas de reaccin del suelo y su adecuada
disipacin a travs del calzado, la tcnica o la
superficie de juego(26).
Generalidades respecto a las fracturas
Las complejas propiedades mecnicas del hueso y su comportamiento fsico a la hora de disipar las cargas lo
hacen un tejido fascinante. Sin embargo cuando el material falla con una sobrecarga inicia una serie de
eventos biolgicos y mecnicos dirigidos a la reparacin y restauracin de la funcin. El manejo clnico tiene
la capacidad de influenciar tanto las condiciones biolgicas como las mecnicas(10). Conocer los factores
biomecnicos que determinan cmo y cundo se fracturar un hueso, los que afectan la consolidacin y cmo
se puede controlar el ambiente biomecnico (con placas, clavos, barras, etctera.) para ayudar a la
cicatrizacin es un rol del mdico del deporte (quien naturalmente no opera pero debe estar en capacidad de
guiar un proceso de consolidacin de fracturas).
Una anamnesis que indague acerca del mecanismo de trauma aporta informacin valiossima que
posteriormente ser corroborada por la radiografa. La Ilustracin 4 muestra los diferentes trazos de fractura y
su mecanismo de trauma. Los fenmenos centrales a la consolidacin de fracturas se resumen en:
1. Necrosis e inflamacin2. Formacin del tejido fibroso3. Formacin de cartlago4. Formacin endocondral del hueso
En la fase de necrosis e inflamacin (tambin conocida como Fase de activacin)se observa una retraccin
de las clulas limitantes (osteoblastos maduros elongados existentes en la superficie endstica, digestin de la
membrana endstica por la accin de las colagenasas, adems de una atraccin de osteoclastos circulantes
procedentes de los vasos prximos. Este proceso es seguido por una Fase de reabsorcin en donde los
osteoclastos disuelven la matriz mineral, descomponen la matriz osteoide con la ayuda de los macrfagos. Es
tambin un periodo rico en liberacin de factores de crecimiento contenidos en la matriz, fundamentalmente
TGF-, PDGF, IGF-I y II. A la fase de reabsorcin le sigue la Fase de formacinen donde se presenta la
quimiotaxis y proliferacin de osteoblastos (gracias a los factores de crecimiento de matriz que provocan un
agrupamiento de preosteoblastos, la sntesis de sustancia cementante sobre la que se va a adherir el nuevo
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tejido, expresin de BMPs, responsables de la diferenciacin de los osteoblastos y la sntesis de la sustancia
osteoide), finalmente aparece una Fase de mineralizacinhacia los 30 das del depsito de osteoide. Esta
fase es bastante variable en el grado de mineralizacin y puede extenderse hasta 130 das en el hueso cortical
y a 90 das en el trabecular. Terminado este proceso, el hueso entra en un periodo quiescente o de
descanso(9).
El tejido fibroso presente en el sitio de la fractura es inicialmente un tejido fibrocartilaginoso que no posee las
mismas propiedades mecnicas del callo maduro pero que tiene la funcin clara de tender un puente entre
los fragmentos de hueso. Este llamado callo blandopor medio de un proceso de osificacin endocondral se
convertir en un callo duro. La osificacin endocondral consiste en la reconstruccin de la microarquitectura
del hueso, el cual comienza durante la fase de formacin y va ms all de la consolidacin clnica. Esta
osificacin permite al hueso recuperar su forma y tal vez es la fase ms dependiente del estrs impuesto al
hueso. Termina con la repoblacin del espacio medular.
Dado que la reduccin de la fractura debe ser siempre anatmica, existen diversos dispositivos y ayudas para
fijar el hueso en esta posicin. La Tabla 3 muestra los tipos de cicatrizacin de acuerdo al tipo de fractura.
Tabla 3. Tipos de cicatrizacin de acuerdo al tipo de fractura
Existen dos tipos de reparacin: la reparacin por reconstruccin cortical directa y por osificacin
endocondral. La primera se basa en un remodelamiento de los canales de Havers a lo largo de la fractura que
tiende a llenar el defecto seo y que se basa en el aporte sanguneo del endostio para el remodelamiento de lasosteonas. Este tipo de reparacin no produce callo seo.
El segundo tipo de reparacin tiene que ver con la formacin del callo seo (ya explicada). Este callo seo
presenta propiedades cambiantes de acuerdo al grado de madurez del mismo (callo blando versus callo duro)
y esto ha sido estudiado en modelos animales y reproducido en otros modelos que permiten extraer
conclusiones respecto a los tiempos de cicatrizacin. La Ilustracin 5 muestra una curva que resume las etapas
Tipo de inmovilizacin Forma predominante de cicatrizacin Comentarios
Yeso (reduccincerrada)
Puentes peristicos (callo) Osificacin endocondral
Placa de compresin Cicatrizacin primaria cortical(remodelacin)
Remodelacin osteoclstica encono
Clavo intramedular 1. Temprana: puente calloso peristico(rgido)
2. Tarda: Callo medular
Osificacin endocondral
Inadecuada No-unin hipertrfica 1. Osificacin endocondral fallida
2. Predominio del colgeno tipo II
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biomecnicas de cicatrizacin del callo seo que se deben tener en cuenta a la hora de prescribir el apoyo y
los diferentes grados de carga:
Etapa 1: presenta falla a lo largo del sitio original de la fractura y se caracteriza por tener uncomportamiento flexible caracterizado por alta deformacin para torques bajos que ante el estrs
presenta nueva falla por el sitio de la fractura. Ocurre los primeros 21 a 24 das.
Etapa 2: Presenta falla a lo largo del sitio original de la fractura pero con una mayor rigidez. Estafase se extiende desde los 26 das hasta los treinta das aproximadamente
Etapa 3: Falla parcialmente en sitio original de la fractura y parcial en hueso intacto con alta rigidez.Esta etapa est comprendida entre 30 y 49 das. En esta el hueso tiene una rigidez por debajo a la del
hueso normal
Etapa 4: Falla en hueso intacto con alta rigidez en donde se considera que es igualmente probableuna fractura en el sitio original de la fractura que en otro sitio del mismo hueso. La fuerza es similar
a la del hueso intacto.
Coadyuvantes en la cicatrizacin sea
Dado que las fracturas dependen de muchos factores para su consolidacin exitosa, no es sorpresa que la no
unin y las uniones retardadas sean un motivo de preocupacin general. Se han propuesto diferentes mtodos
para ayudar a la cicatrizacin del hueso. Algunos son los factores de crecimiento (como el factor de
crecimiento transformante beta que induce a las clulas mesenquimales, perivasculares y de los vasos
sanguneos, aumenta la produccin de colgeno, cartlago y hueso), la quimiotaxis y la inflamacin. Dentro de
estos factores de crecimiento estn las protenas morfogenticas (dentro de las cuales se investiga el uso
teraputico de la BMP-2 y BMP-7. Garrison, et encontr que de 305 estudios que hablaban sobre el uso de
BMPs para el manejo de fracturas en adultos, 13 de ellos son potencialmente vlidos, mientras que nueve
estudios aleatorizados controlados que incluan 976 pacientes mostrarn datos escasos que mostraban
resultados promisorios a futuro a pesar de que no haba una evidencia definitiva de su utilidad comparada con
el manejo con osteosntesis convencional(27). Tambin en fase experimental se ha encontrado que en
modelos animales, la terapia con bifosfonatos acompaada de BMPs produce resultados equivalentes al
autotransplante (es interesante esta lnea de investigacin porque ofrece una alternativa al autotransplante para
aquellos pacientes con uniones hipotrficas, atrficas o con devascularizacin del periostio).
El ultrasonido hace uso de un estmulo de alta frecuencia (graduable) con el que se desea coincidir con lafrecuencia (o ciclos de carga medidos en unidades de tensin ) del estmulo osteognico del hueso. Una
fractura se encuentra en un estado anablico predominante, por lo que no tendra sentido utilizar el
ultrasonido (que literalmente estara rompiendo la microarquitectura que se ha generado) pero se menciona
es porque se ha empezado a usar para tratar las no uniones (aunque un estudio de la colaboracin Cochrane
mostr que la evidencia disponible es insuficiente para soportar el uso de esta intervencin en la prctica
clnica).
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Los campos electromagnticos tienen un rol
cuando se comprende la importancia del
efecto piezoelctrico dentro del
mantenimiento de la arquitectura sea. La
corriente directa estimula una respuesta
similar a la respuesta inflamatoria inicial,
aumentando los niveles de AMPc, la sntesis
de colgeno y la calcificacin de la matriz
durante la etapa de reparacin. Cabe anotar
que estos cambios se dan sobre el
fibrocartlago, no sobre el tejido fibroso. A
este respecto una revisin de la colaboracin
Cochrane no encontr datos suficientes para
justificar su uso desde una perspectiva deevidencia cientfica pero si afirman que es una
terapia promisoria (argumentando que la
evidencia es insuficiente por la
heterogeneidad del diseo metodolgico de los diferentes estudios y la falta de seguimiento).
Consolidacin, retardo en la unin y no unin
La toma de decisiones respecto al xito en la consolidacin de una fractura no es siempre una tarea fcil dada
la cantidad de variables que determinan su xito. Es por esto que existe un rea de investigacin activa que
busca definir criterios vlidos para establecer la consolidacin. Tras establecer las fases biomecnicas delcallo seo, varios autores buscaron evaluar la correlacin existente entre los diferentes tipos de criterios
diagnsticos para la consolidacin en modelos experimentales en tibia de conejos. Se pudo establecer que la
continuidad de la cortical del hueso tuvo la mejor correlacin (r=0.8) con los parmetros de fuerza evaluados.
Curiosamente el espesor y el rea total del callo tuvieron una correlacin muy baja (r=0.17) as como el grado
de desplazamiento, el dimetro del callo, la angulacin, el cabalgamiento de los segmentos y la altura del
callo seo. De ah que la toma de decisiones respecto a la consolidacin debe basarse tambin en la
radiografa convencional, aunque reconociendo sus lmites y los criterios a evaluar.
Ya que la radiografa no dice nada acerca de la biologa de la consolidacin ni de sus propiedades mecnicas,
otro elemento a considerar es la evolucin biomecnica del callo seo. Se han buscado otros marcadores
bioqumicos (como el propptido N terminal del procolgeno tipo III que aparentemente retorna a niveles
basales antes de la unin clnica y no retorna en la no unin) imagenolgicos (como el ultrasonido
cuantitativo buscando una atenuacin de la banda ancha y velocidad como una evaluacin indirecta de la
densidad mineral sea) pero sin que ofrezcan resultados que reemplacen la evaluacin clnica del mdico.
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Tabla 4. Tiempos de consolidacin de las diferentes fracturas
Tiempo de Consolidacin Hueso
8 semanas
Clavcula
Reja Costal
Falanges
Metacarpianos y Metatarsianos
Huesos del tarso
8 a 12 semanas Pelvis
12 semanas
Radio
Cbito
Peron
Astrgalo
16 semanas
Hmero
Escafoides
Tibia
Calcaneo
20 semanas Femr
La preocupacin central a todo lo anterior es la posibilidad de una unin retardada o de una no unin que
lleve a una pseudoartrosis. Dada la prevalencia de las condiciones asociadas al retardo de la consolidacin
(malnutricin, infecciones locales, tabaquismo, diabetes mellitus, uso indiscriminado de AINES
(antiinflamatorios no esteroideos), devascularizacin del periostio, fracturas en huesos con pobre circulacin
o edades avanzadas) se debe anticipar esta posibilidad desde la anamnesis para programar el seguimiento del
paciente e intervenir sobre los factores de riesgo modificables.
Una unin demorada o retardada es aquella en la que hay un cese de la respuesta peristica antes de lacorrecta formacin del puente calloso y que presenta signos anormales de consolidacin para el tiempo post-
lesin (si bien se encuentra todava dentro del tiempo de consolidacin tpico para una fractura en un hueso
especfico). Una no-unin es una fractura sin evidencia clnica o radiogrfica de consolidacin y sin evidencia
de progresin hacia la consolidacin despus del tiempo de consolidacin mximo para esa fractura y ese
hueso en particular. Tiene una prevalencia del cinco al diez por ciento a nivel mundial y fisiopatolgicamente
puede ser atrfica (que por ser avascular presenta una morfologa de punta de lpiz hacia las corticales) o
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hipertrficas hipervascularizadas (con bordes hipertrofiados y con falsa capacidad de consolidacin sin
estabilidad mecnica). Estas dos patologas deben conocerse y prevenirse desde el conocimiento de la
biologa sea, la mecanotransduccin, los tiempos de consolidacin (ver tabla 4) de las fracturas y los factores
de riesgo y protectores que afectan la salud sea.
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