Análisis Estadístico: Análisis Biomecánico del Ligamento Cruzado Anterior

Para la recolección de los datos obtenidos se utilizó una tabla de recolección que contempla todas las variables a estudiar, siendo independiente para el complejo fémur —LCA— tibia en sus dos pruebas y para el complejo H-TP-H, incluyendo tanto los rasgos morfométricos como los mecánicos.

El análisis de los datos comparativos se realizó mediante una prueba T de Student al com- parar promedios entre dos grupos, ya que al analizarse la media y la mediana se obtuvieron valores similares, indicando una distribución de las muestras cercanas a lo normal, validando este test. Se determinó el valor de p para cada una de las diferencias obtenidas.

Resultados

Se recolectaron un total de 46 rodillas de 23 cadáveres, utilizando para la implementación de la prueba, desarrollo de las mordazas de sujeción y perfeccionamiento de los aspectos mecánicos del Instrom, seis rodillas (seis probetas). Para el análisis biomecánico definitivo y morfológico se utilizaron las 40 rodillas restantes.

A. Características generales

De las cuarenta rodillas examinadas, treinta y cuatro (34) correspondieron al sexo masculino (85 %) y las seis restantes al sexo femenino (15 %).

La edad promedio de los cadáveres fue de 32 años con un rango comprendido entre 19 y 46 años; con un peso y talla promedio de 76 kg (70 a 85 kg) y 1.72 m (1.6 a 1.83) respectivamente de acuerdo a los datos de identificación de los cadáveres dados en Medicina Legal. El 100% de los mismos pertenecía a nuestra raza (mestiza).

B. Características morfométricas del tendón patelar

El análisis de las características morfométricas del tendón patelar se realizó de manera previa a la obtención del tercio central del mismo, tomando la totalidad de la patela y la tuberosidad anterior de la tibia como reparos de medición.

La anchura promedio del tendón patelar en su origen fue 35 mm (valores entre 41 y 29 mm), en su sustancia media fue de 32 mm (37-26 mm) y en su inserción tibial se encontró un ancho promedio de 31 mm (37 a 25 mm).

La longitud promedio fue medida una vez obtenida la probeta del tercio central del tendón patelar y sometiendo éste a una precarga promedio de 20 Newton para alcanzar su máxima longitud sin causar cambios de elongación, obteniéndose un valor promedio de 48.3 mm, con rangos de 37 a 70 mm, y una desviación estándar de 0.555 (Tabla 1).

Tabla 1 Características morfométricas

Su espesor en el punto medio (sentido anteroposterior) fue de 4.59 mm con una desviación estándar de 0.97.

C. Características morfométricas del ligamento cruzado anterior

La longitud promedio del ligamento cruzado anterior fue de 34.4 mm, con rangos entre 28 y 40 mm. Su punto de origen femoral fue oval con un diámetro en el sentido del eje femoral de 16 mm promedio y anteroposterior de 10 mm. A nivel de su tercio medio su diámetro mayor fue estimado en 18 mm y en su punto de inserción tibial 23 mm en el sentido ante-roposterior y de 13 mm en sentido medio lateral. (Tabla 1).

En cuanto a la rotación de las fibras de los dos haces que conforman el ligamento cruzado anterior, ésta se midió fijando el segmento femoral de la probeta y dejando libre el segmento tibial de la misma y determinando en grados la rotación de la tibia con respecto al fémur, de acuerdo al método previamente descrito por Samuelson y Drez 22, encontrándose una rotación interna de 40 grados en promedio de la tibia bajo estas condiciones y lográndose un alineamiento paralelo de las fibras del ligamento cruzado anterior con respecto al eje femoral y tibial al desrotar la tibia 50 grados en promedio hacia el cóndilo femoral lateral (Figura 1).

Fig. 1 Rotación interna de las fibras del ligamento cruzado anterior de 40 grados.

D. Características biomecánicas del ligamento cruzado anterior

Pruebas en tensión

Estas pruebas fueron realizadas a 45 grados de flexión de las rodillas traccionando el segmento femoral a una velocidad del 10%/seg, manteniéndose el segmento tibial fijo. Se realizó en un total de 11 muestras (Figura 2).

Fig. 2 Pruebas en cajón anterior y en tensión del ligamento cruzado anterior  

Los datos obtenidos muestran una máxima tensión de 1194 Newtons, con una desviación estándar de 462 N y una mediana de 1259 N (Tabla 2).

Tabla 2
Características biomecánicas

* Todas las muestras.
** Muestras sin rotar.
*** Muestras con rotación.

La rigidez fue en promedio de 26.17 N/mm con una desviación estándar de 23.47 N/mm y una mediana de 22.27 N/mm.

El estrés a la máxima carga fue de 67.85 MPa con una desviación estándar de 26.23 MPa.

La falla del tendón se presentó en su sustancia media en el 100% de los especímenes.

Pruebas en cajón

Se realizaron pruebas de deslizamiento anteroposterior de la tibia respecto al fémur a 30 grados de flexión con neutro de rotaciones, a una velocidad de 120 mm/ min en un total de 12 rodillas, determinándose la fuerza necesaria para producir una traslación de 4 mm que es considerada como la mínima necesaria para el desarrollo de inestabilidad clínica (Figura 2).

La fuerza requerida fue estimada en 237 Newtons con una desviación estándar de 123 Newtons. (Véase Cajón 1).

Análisis del complejo hueso —tendón patelar— hueso

Las preparaciones de los complejos hueso —tendón patelar— hueso fueron hechas una vez realizadas las evaluaciones morfométricas generales ya descritas. Se realizaron en un total de 40 tendones con unas medidas de 10 mm del tercio central del tendón patelar, con tacos óseos de 20 mm de ancho 30 mm de longitud y 8 mm de diámetro anteroposterior para ser acoplados a las mordazas y evitar su deslizamiento o concentración de estrés y de acuerdo a lo previamente reportado en la literatura3 (Figura 3).

Fig. 3 Prueba en tensión del injerto hueso-tendón patelar-hueso

Las características generales de los 40 injertos mostraron una longitud promedio de 48.37 mm, área promedio en su punto medio de 46 mm2 con una desviación estándar de 9.65 mm y un diámetro anteroposterior en su punto medio de 4.59 mm.

La tensión de la totalidad de las muestras fue en promedio de 1623 N, con una desviación estándar de 512 N.

La resistencia fue de 37.59 MPa con una desviación estándar de 15.67 MPa.

Finalmente la rigidez fue establecida en 301 KN/m (N/mm) con una desviación estándar de 93.9 KN/m

El sitio de la falla del complejo H-TP-H fue en su sustancia media en el 75% (30) de las probetas, cerca a su inserción femoral en 2.5% (1) y cerca de su inserción tibial en el 22.5% restante (9).

Efecto de la rotación del complejo hueso tendón patelar hueso

Se realizaron las pruebas de rotación en 20 tendones, y tomando los 20 restantes como control (Figura 4).

Fig. 4 Injerto hueso-tendón patelar-hueso con y
sin rotación de 90 grados sobre su eje.

1. Grupo sin rotación

Las características generales de los complejos H-TP-H no rotados fueron:

• Longitud: 48.75 mm. Std Dev: 9.71 mm
• Diámetro AP: 4.48 mm. Sta Dev: 0.97 mm
• Área punto medio: 44.89 mm2. Sta Dev: 9.76 mm2

Las características biomecánicas fueron las siguientes: (véase Tabla 2).

• Tensión: 1421 Newtons. Std Dev: 411 N.
• Resistencia: 32.81 MPa. Std Dev: 17 MPa
• Rigidez: 276 KN/m. Std Dev: 93 KN/m

2. Grupo con rotación distal de 90 grados

Los datos obtenidos al rotar 90 grados distalmente sobre su eje fueron:

Aspectos morfométricos:

• Longitud: 48 mm. Std Dev: 9.57 mm
• Diámetro AP: 4.7 mm. Std Dev: 97mm
• Área punto medio: 47.13 mm2

Aspectos biomecánicos:

• Tensión: 1824 Newton. Std Dev: 512 N.
• Resistencia: 42.3 MPa Std Dev: 17 Mpa.

• Rigidez: 326.5 KN/m o N/mm2. Std Dev: 93 KN/m.

Las gráficas típicas de las curvas carga – elongación corresponden a la figura 5 para el injerto no rotado y el efecto de la rotación en la figura 6.

Sample ID:LIGA 7R

Fig. 5 Curva Carga vs Elongación sin efecto de rotación sobre el injerto

Displacement min.

Fig. 6 Curva Carga vs. Elongación con efecto de rotación del injerto.

Análisis estadístico

Se analizaron los promedios obtenidos mediante análisis paramétrico t de Student ya que los datos obtenidos mostraron una media muy cercana a la media lo que indica una distribución aproximada a la normal.

A. Efecto de la rotación del tendón patelar

1. Tensión y resistencia por rotación

Las diferencias obtenidas para ambas variables mostraron un valor de p de 0.041 y 0.053 para tensión y resistencia respectivamente, teniendo valores de p

2. Rigidez por rotación

El valor de p fue de 0.093 para las diferencias obtenidas entre estas variables.

Valor de p para significancia estadística es <0.05,

B. Tensión del ligamento cruzado anterior vs. tensión del tendón patelar con y sin rotación

1. Tensión por rotación

Los promedios obtenidos entre la tensión del LCA y del complejo H-TP-H rotado mostraron un valor de p de 0.0001 y para el LCA y el complejo H-TP-H sin rotación fue p de 0.085. Los valores de p para significancia estadística son < de 0.05.

2. Rigidez por rotación

Las diferencias obtenidas entre la rigidez del LCA y del complejo H-TP-H con y sin rotación mostraron un valor de p de 0.0001. Los valores de p para significancia estadística son <0.05.