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La fractura o rotura de un hueso es una situación dolorosa y delicada, sea en el caso que sea. Para los animales que no pueden expresar claramente su dolor, resultan aún más complejas. Por esta razón, el procedimiento realizado por el profesional de veterinaria en este caso debe ser completamente cuidadoso y exacto. A pesar de que el procedimiento de inmovilización se haga de manera correcta, hay que tener en cuenta que continúa un proceso de rehabilitación. La biomecánica de las fracturas animales permite al profesional conocer a fondo el proceder en estos casos.
En primer lugar, antes de comenzar con el estudio de las fracturas y su biomecánica, cabe conocer sus funciones principales:
- Soporte mecánico
- Protección de estructuras vitales
- Almacenamiento de iones: calcio y fósforo principalmente
El hueso como un material
En este tema, se abordará la mecánica del hueso como material y estructura de las fracturas. De esta manera será posible comprender el uso de los distintos implantes utilizados para proporcionar estabilidad. Del mismo modo que un ingeniero tiene que familiarizarse con el comportamiento del acero y considerar las cargas antes de construir el puente, el cirujano debe conocer el material con el que va a trabajar, así como las cargas implicadas en las fracturas para repararlas.
Esta sección tiene en cuenta el esfuerzo/estrés y la deformación que se espera dentro de un material con el cual trabaja el cirujano. El conocimiento de estas fuerzas y deformaciones internas es importante para poder valorar los límites del hueso como material mecánico. Una aproximación habitual al entendimiento de los materiales mecánicos es sujetarlos a una carga mientras se mide el resultado de su deformación.
Para los materiales simples (entre los que se incluyen la mayoría de los asociados con la mecánica de la fractura), la respuesta es lineal. La inclinación de la línea representa la rigidez de la estructura que se prueba. A menudo, este es el parámetro más importante, ya que transmite la cantidad de movimiento que se produce para una carga dada. En la mecánica de la reparación de las fracturas, se refiere directamente a la cantidad de movimiento que se esperaría en el lugar de la fractura.
Si el espécimen que se analiza es un material puro de dimensiones conocidas, entonces puede producirse, también, una respuesta del esfuerzo/estrés frente a la deformidad. La inclinación de esta línea se denomina el módulo del material, este parámetro se utiliza para comparar diferentes materiales, en diferentes estructuras.
La biomecánica de las fracturas animales en la formación del hueso
El tejido óseo es un tipo especializado de tejido conectivo formado por células (osteocitos, osteoblastos, osteoclastos) y material extracelular calcificado, conocido como matriz ósea. La matriz ósea está compuesta, mayoritariamente, de fibrillas organizadas de colágeno y de una matriz mineral de hidroxiapatita. Hay muchos otros componentes, estos son los dos que contribuyen, de forma más significativa, al comportamiento mecánico del hueso.
El hueso tiene unas características propias como cualquier otro material, una de ellas es que se describe como un material anisotrópico, que se define como aquellos materiales que, al no ser homogéneos, su comportamiento mecánico está influenciado por la dirección de la carga relativa a la orientación. La siguiente imagen es una representación de cómo la orientación de la muestra influencia las propiedades del hueso.
Además, la respuesta también se verá afectada en función del nivel de carga (fuerza) aplicada. Esta propiedad se denomina “viscoelasticidad”. La matriz mineral hace que el hueso sea altamente resistente a la compresión en todas las direcciones. La interacción de los cristales minerales hace que el hueso sea débil a la fuerza de cizallamiento, rompiendo, normalmente, a 45 º del eje mayor.
Como los cristales minerales son mucho más resistentes a las cargas de compresión que las fibras de colágeno a la tensión, las cargas agudas compresoras son mucho mayores que las cargas de rotura medidas en evaluación de tensión. Cuando se considera el hueso como estructura a la hora del tratamiento de fracturas, los dos tipos primarios de hueso son el cortical y el trabecular o esponjoso.
Cortical
Las características a nivel microscópico de esta parte del hueso muestran que es muy denso y está alineado con regularidad, impartiendo, de este modo, una gran fuerza a la diáfisis de los huesos largos. La disposición del hueso en la diáfisis demuestra un concepto mecánico principal, el momento de inercia de la sección transversal (MIT) aplicándose a diferentes aspectos del tratamiento de las fracturas.
La conformación cilíndrica de la diáfisis proporciona la resistencia a las fuerzas de flexión y de rotación, optimizando la masa del hueso. La naturaleza dinámica que tiene la respuesta del hueso ante el entorno mecánico se muestra por la manera en que responde al aumento de la carga. Por ejemplo: se observó que, al cortar una porción del cúbito en cerdos jóvenes, aumentaba la carga sobre el radio, este responde aumentando su grosor y su diámetro externo, incrementando el MIT.
Las dimensiones de la estructura también determinan el momento de la inercia polar (MIP), lo que influye sobre la resistencia de la carga de torsión. El MIP muestra la distribución de la estructura alrededor del eje central de rotación. Se debe recordar que la resistencia a la torsión y flexión de una estructura viene determinada por estos dos conceptos MIT y MIP.
Por ello, un callo mineralizado desorganizado es menos resistente que el hueso cortical, por tanto, durante la consolidación de la fractura, las dimensiones y la cantidad de tejido del callo óseo aumentará para proporcionar la resistencia adecuada a las fuerzas de flexión y torsión a las que se ve sometido con la finalidad de contrarrestar estas fuerzas.
Esponjoso
Las propiedades del hueso trabecular se determinan por su arquitectura y densidad. Mantiene siempre un carácter anisotrópico. Son pocos los procesos que requieran considerar la mecánica del hueso esponjoso. Su principal interés es el de mantener los implantes cuando se producen fracturas en las metáfisis o en la epífisis, fundamentalmente, en animales jóvenes o bien, en los muy mayores
Partes del hueso
En los huesos largos se pueden diferenciar varias partes desde el punto de vista anatómico:
- Epífisis: porción del hueso situada en los extremos. Cada hueso posee dos, una proximal cercana al tronco y otra distal, alejada del mismo.
- Diáfisis: porción central que ocupa la mayor parte del hueso, en esta porción ocurren de forma más frecuente las fracturas.
- Metáfisis: zona de transición entre la epífisis y la diáfisis, es el tramo por donde el hueso crece en longitud al albergar las placas de crecimiento en edades tempranas.
Cada una de estas zonas está constituida por un tipo distinto de hueso en función de las fuerzas que deba soportar.
- Periostio: membrana de tejido conectivo que rodea la región diafisaria. El grosor disminuye con la edad y es el responsable del crecimiento en diámetro de la diáfisis del hueso. Se encuentra muy vascularizado y posee gran cantidad de células multipotenciales capaces de diferenciarse en osteoclastos y osteoblastos según la necesidad, por tanto, muy importante en las primeras semanas del proceso de cicatrización.
- Endostio: es una membrana similar al periostio, pero de menor relevancia, se encuentra recubriendo el interior del canal medular.
- Agujero nutricio: se encuentra localizado a mitad de la diáfisis, es la vía de entrada y salida de la arteria y las venas nutricias responsables de la vascularización intramedular.
La formación profesional en rehabilitación
Las fracturas y la rehabilitación son un tema complejo del cual no todos los profesionales veterinarios están capacitados en su totalidad para tratar. Muchas veces, el solo hecho de realizar un diagnóstico resulta complejo y es por esta razón que este cuerpo profesional busca capacitarse constantemente en esta área. Para ello existen herramientas virtuales enfocadas en esta tarea.
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