Distracción osteogénica: Lecciones mecánicas aprendidas del alargamiento óseo

• Autores: Esther Reina Romo
• Localización: Memorias de la Real Academia Sevillana de Ciencias, ISSN 2530-1829, Nº. 19, 2016, págs. 279-295
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    La distracción osteogénica es una técnica que permite generar nuevo tejido óseo a partir de la separación gradual de dos fragmentos óseos. Desde que se introdujo en la ortopedia por G. A. Ilizarov en 1951, esta técnica ha ido ganando popularidad. De hecho, las aplicaciones de este proceso son muy numerosas: tratamiento de deformidades craneofaciales o de huesos largos, reconstrucción de grandes defectos óseos o tratamiento de no uniones entre otros. El proceso de distracción ósea conlleva una fuerte interacción entre los efectos mecánicos y biológicos y es idóneo, por lo tanto, para ser estudiado desde un punto de vista mecanobiológico, tanto computacional como experimental. En el presente documento se muestran los resultados numéricos de un modelo matemático de distracción ósea capaz de predecir las principales características de la distracción en distintos ambientes mecánicos. Además, desde el punto de vista experimental, se presenta un estudio múltiple que permite relacionar parámetros biológicos cuantificables (el volumen del tejido óseo y su distribución en el callo de distracción, la proporción de diferentes tipos de tejidos, etc) con parámetros mecánicos (la fuerza a través del fijador y a través del callo, las propiedades mecánicas del tejido del callo, etc) durante el proceso completo de distracción osteogénica. Estos resultados ponen de manifiesto que esta técnica constituye un extraordinario banco de ensayos para la investigación del papel que juega la Mecánica en los procesos que tienen lugar en el tejido óseo.

  • English

    Distraction osteogenesis is a useful technique aimed at inducing bone formation through the gradual separation of bony segments. Since its introduction by G. A. Ilizarov to the field of orthoedics in 1951, this technique has gained wide acceptance. It has been applied to many different situations and its use is continuously increasing for the treatment of craniofacial or limb deformities, reconstruction of large bony defects and fracture nonunions amongst others. The process of bone distraction involves a strong interaction between mechanical and biological effects and is therefore suitable to be studied from a mechanobiological point of view, both computational and experimental. This paper presents the numerical results of a robust mathematical model that predicts numerically tissue outcome within the distraction callus under different mechanical environments. In addition, from the experimental point of view, a multiple study is presented that allows relating quantifiable biological parameters (the bone tissue volume and its distribution in the distraction callus, the proportion of different tissue types, etc.) with mechanical parameters (the force through the fixator and through the callus, the mechanical properties of callus tissue, etc.) during the complete distraction osteogenesis process. These results show that this technique constitutes an extraordinary benchmark for the investigation of the role played by Mechanics in the processes that take place in the bone tissue.