Evaluación del comportamiento de cinco espaciadores intersomáticos cervicales mediante el método de los elementos finitos
Palabras clave:
artrodesis cervical, injertos intersomáticos, elementos finitosResumen
Introducción: el dolor cervical es un síntoma encontrado frecuentemente en la práctica clínica. Uno de los tratamientos más frecuente para este padecimiento, específicamente para las hernias discales, es la discectomía con artrodesis cervical anterior. El uso del injerto de cresta iliaca resulta la práctica habitual en Cuba, aunque se recoge el antecedente del uso de otros materiales.
Objetivo: comparar el comportamiento de injertos de cortical bovina, hidroxiapatita, polimetilmetacrilato, cromo-cobalto-molibdeno y el auto injerto tricortical de cresta iliaca en el espacio intervertebral C6-C7 ante las cargas habituales de la columna cervical.
Métodos: se realizó un estudio experimental mediante la simulación numérica según el método de los elementos finitos, los diferentes injertos se sometieron a las cargas axiales recomendadas por las normas ASTM F2423-11e ISO 18192-1.2011mediante el software Free CAD 0.18 en el espacio C6-C7 de un modelo experimental de la columna cervical.
Resultados: los mayores esfuerzos soportados por diferentes injertos fueron: tricortical: 19190 kPa, xenoinjerto: 13210 kPa, hidroxiapatita sin porosidad y con una porosidad del 50%: 41500 kPa y 45100 kPa, respectivamente, polimetilmetacrilato: 4440 kPa y cromo-cobalto-molibdeno: 148470 kPa.
Conclusiones: todos los injertos resistieron la carga aplicada excepto el de hidroxiapatita con un 50% de porosidad. El injerto tricortical describió un comportamiento adecuado. Todos provocaron tensiones en las vértebras colindantes, en mayor medida los de polimetilmetacrilato y cromo-cobalto-molibdeno.
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1.Paziuk T, Rihn J. Cervical spine surgery: complications and considerations. Semin Spine Surg [Internet]. 2019 Dic [citado 12/01/2020];31(4):100751. Disponible en: https://www.clinicalkey.es/service/content/pdf/watermarked/1-s2.0-S1040738319300772. https://doi.org/10.1016/j.semss.2019.100751
2.Hammer C, Heller J, Kepler C. Epidemiology and pathophysiology of cervical disc herniation. Semin Spine Surg [Internet]. 2016 Jun [citado 12/01/2020];28(2):64-7. Disponible en: https://www.clinicalkey.es/#!/content/playContent/1-s2.0-S1040738315001306
3.Gould H, Sohail OA, Haines CM. Anterior cervical discectomy and fusion: Techniques, complications, and future directives. Semin Spine Surg [Internet]. 2020 Mar [citado 18/03/2020]:100772. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S104073831930098X
4.Coombs DJ, Rullkoetter PJ, Laz PJ. Efficient probabilistic finite element analysis of a lumbar motion segment. J Biomech [Internet]. 2017 Aug [citado 12/01/2020];61:65-74. Disponible en: https://www.clinicalkey.es/#!/content/playContent/1-s2.0-S0021929017303615
5.Doicin CV, Ulmeanu ME, Frincu AS, Enache VC. Concept development of a new lumbar intervertebral disk implant. MATEC Web Conf [Internet]. 2017 [citado 12/01/2020]:137:1-12. Disponible en: https://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/pdf/2017/51/matecconf_mtem2017_02002.pdf
6.Santos Coto CA, Rubino Ruiz R, Rivas Hernández R, Fleites Marrero E. Uso del hueso bovino en la fusión cervical sin instrumentación. Rev Cubana Ortop Traumatol [Internet]. 2011 Ene-Jun [citado 12/01/2020]. 25(1):69-79. Disponible en: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-215X2011000100006
7.Pereira Riverón R, de Jongh Cobo E, Bermejo Sánchez JC, Fernández Benítez SA. Hidroxiapatita en la estabilización y fusión intervertebral cervical baja. Rev Cubana Cir [Internet]. 1997 Sep-Dic [citado 12/01/2020];36(3):165-171. Disponible en: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-74931997000300004
8.Lacerda Gallardo AJ, Mazorra Pazos MJ, Mederos Víctores F, Quintana Zaez J, Concepción Roselló YA, Valdivieso Caraguay GP, et al. Discectomía simple y discectomía más fusión con discos de polimetilmetacrilato para el tratamiento de la hernia discal cervical. Rev Cubana Neurol Neurocir [Internet]. 2019 Ene-Jul [citado 12/01/2020];9(1):e292-e318. Disponible en: http://www.revneuro.sld.cu/index.php/neu/article/view/292/520
9.Schwer LE. Guide for verification and validation in computational solid mechanics. United States of America: The American Society of Mechanical Engineers; 2006 [citado 12/01/2020]. Disponible en: https://cstools.asme.org/csconnect/FileUpload.cfm?View=yes&ID=24816
10.Gallegos Nieto E, Medellín Castillo HI, de Lande DF. Análisis del desempeño estructural de andamios de hidroxiapatita utilizados en ingeniería tisular. Ingenier Mecáni Tecnolog Desarroll [Internet]. 2013 Sep [citado 12/01/2020];4(5):185-194. Disponible en: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812013000200006
11.ASTM Internacional [Internet]. West Conshohocken: ASTM; c1996 [citado 12/01/2020]. ASTM F2423-11 Standard guide for functional, kinematic, and wear assessment of total disc prostheses [aprox. 2 pantallas]. Disponible en: https://www.astm.org/Standards/F2423.htm
12.ISO: International Organization for Standardization [Internet]. Geneva: ISO; 2011 [citado 12/01/2020]. ISO 18192-1:2011 Implants for surgery — Wear of total intervertebral spinal disc prostheses — Part 1: Loading and displacement parameters for wear testing and corresponding environmental conditions for tests. Disponible en: https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:18192:-1:ed-2:v1:en
13.Fragkou K. Mechanical and computational modeling of implants. [Tesis de Maestría]. Patras: University of Patras; 2017 [citado 12/01/2020]. Disponible en: https://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/bitstream/10889/10905/3/Nemertes_Fragkou%28ele%29.pdf
14.Kurts SM, Edidin AA. Spine technology handbook. 1st ed. Burlington: Elsevier; 2006.
15.Arroyo Pérez S. Diseño y análisis de una prótesis de disco lumbar por invasión lateral [Tesis de Maestría]. Ciudad de México: Instituto Politécnico Nacional; 2017 [citado 12/01/2020]. Disponible en: https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/20772/Diseno%20y%20analisis%20de%20una%20protesis%20de%20disco%20lumbar.pdf?sequence=1&isAllowed=y
16.Ren Ch, Song Y, Xue Y, Yang X, Zhou Ch. Evaluation of bioabsorbable multiamino acid copolymer/nanohydroxyapatite/calcium sulfate cage in goat spine model. World Neurosurg [Internet]. 2017 Jul [citado 12/01/2020];103:341-7. Disponible en: https://www.clinicalkey.es/#!/content/playContent/1-s2.0-S1878875017305004
17.Hu B, Wang L, Song Y, Hu Y, Lyu Q, Liu L, et al. A comparison of long-term outcomes of nanohydroxyapatite/polyamide-66 cage and titanium mesh cage in anterior cervical corpectomy and fusion: A clinical follow-up study of least 8 years. Clin Neurol Neurosurg [Internet]. 2019 Jan [citado 12/01/2020];176:25-9. Disponible en: https://www.clinicalkey.es/#!/content/playContent/1-s2.0-S0303846718304487
18.Ji-Won K, Sun Hee B, Tae Hyun P, Sung-Jae L, Hwan-Mo L, Soo-Bin L, et al. Biomechanical comparison of cervical discectomy/fusion model using allograft spacers between anterior and posterior fixation methods (lateral mass and pedicle screw) [Internet]. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2020 Mar [citado 18/03/2020];73:226-33. Disponible en: https://www.clinicalkey.es/#!/content/playContent/1-s2.0-S0268003320300449. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2020.01.018
19.Pan HCh, Wang YCh, Lee ChH, Yang DY. Hollow bone cement fillet with impacted cancellous bone as a substitute for bone grafts in cervical spine fusion. J Clin Neurosci [Internet]. 2007 Feb [citado 12/01/2020];14(2):143-7. Disponible en: https://europepmc.org/article/med/17161288
20.Silva LM, Rosso JM, Bonadio TGM, Silva DM, Dias GS, Weinand WR, et al. On mechanical properties and bioactivity of PVDF-BCP composites. Cerâmica [Internet]. 2018 Jul-Sep [citado 12/01/2020]:64(371):359-66.Disponible en: https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0366-69132018000300359&script=sci_arttext
21.García-Gareta E, Coathup MJ, Blunn GW. Osteoinduction of bone grafting materials for bone repair and regeneration. Bone [Internet]. 2015 Dec [citado 12/01/2020];81:112-121. Disponible en: https://www.clinicalkey.es/#!/content/playContent/1-s2.0-S8756328215002793. https://doi.org/10.1016/j.bone.2015.07.007
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15 junio 2025
