Comprobar los cambios de presión y área de contacto en rodillas cadavéricas tras la desinserción de la raíz posterior del menisco externo y su posterior reparación, comparándolos con la rodilla normal y tras meniscectomía.
MétodoSe utilizaron 6 rodillas cadavéricas sin patologías previas ancladas a la máquina de ensayo. Se ensayaron 4 condiciones del menisco externo: 1.o intacto, 2.o lesionado por desinserción de la raíz posterior, 3.o tras reinserción transósea y 4.o tras meniscectomía total. En cada condición, los especímenes fueron sometidos a una carga axial de 1.000N. La fuerza aplicada por la máquina fue medida con una célula de carga de 5KN colocada entre el espécimen y el cabezal de la máquina y la distribución de presiones, en los compartimentos lateral y medial, con sensores de presión específicos.
ResultadosLos valores medios del pico de presión de contacto en el compartimento lateral de la articulación al romper la inserción posterior del menisco lateral aumentan un 59,4% respecto al intacto, no tan acusado como en el menisco ausente donde el incremento es del 124%. Al repararlo, el valor se restablece, alcanzado un nivel similar al intacto. Los valores medios del área de contacto en el menisco lateral disminuyen un 27,3% respecto al menisco intacto al romper la inserción posterior del menisco lateral, no tan acusado como en el ausente, donde la disminución es del 56,5%. Al repararlo, el valor aumenta, quedando la diferencia en un 14,1%.
ConclusionesLa desinserción de la raíz posterior del menisco externo produce alteraciones biomecánicas comparables a una meniscectomía total. Su reparación restauraría la biomecánica articular hasta condiciones cercanas a la normalidad.
Nivel de evidenciaNivel ii.
Relevancia clínicaImportancia del tratamiento precoz en la desinserción de la raíz posterior del menisco externo, cuya no reparación conllevaría secuelas similares a la de la meniscectomía total.
To determine the pressure changes and area of contact in cadaver knees after the removal of the posterior lateral meniscus root and its subsequent repair, and comparing them with the normal knee after meniscectomy.
MethodA total of 6 disease free cadaver knees were used and fixed to the testing machine. Four conditions were tested: 1st intact, 2nd lesioned by removing the posterior root, 3rd after transosseous reinsertion, and 4th after total meniscectomy. In each condition, the specimens were subjected to an axial load of 1,000N. The force applied by the machine was measured with a cell load of 5KN placed between each specimen and the machine head, and the pressure distribution in the lateral and middle compartments, with specific pressure sensors.
ResultsThe mean peak contact pressure values in the lateral compartment of the joint on tearing the posterior insertion of the lateral meniscus increased by 59.4% compared to the intact one, not being as marked as in the absent meniscus, where the increase was 124%. On repairing it, the value was re-established, reaching a similar level to the intact one. The mean levels of the contact area in the lateral meniscus decreased by 27.3%, which was not as marked as in its absence, where the decrease was 56.5%. The value increased on repairing it, with the difference being14.1%.
ConclusionsThe removal of the posterior lateral meniscus root leads to biomechanical changes comparable to a total meniscectomy. Its repair should restore the joint biomechanics to near normal conditions.
Evidence levelLevel ii.
Clinical relevanceImportance of early treatment of the posterior lateral meniscus root, where its repair does not lead to the sequelae as in total meniscectomy.
Se ha comprobado que en mayor o menor medida se producen consecuencias negativas a medio-largo plazo tras la meniscectomía1–4. Además, al tratarse de una cirugía realizada generalmente en pacientes jóvenes, en edad productiva, a estas consecuencias clínicas hay que sumar la repercusión de estas lesiones en el medio laboral debido a la incapacidad a que puede dar lugar una rodilla artrósica5. A la vista de esto, la tendencia actual es hacia la conservación de los meniscos en la medida de lo posible mediante la reparación de los mismos, aunque no siempre el tipo de rotura permita esta opción conservadora.
Las raíces anterior y posterior de los meniscos son las únicas partes de dichas estructuras con inserción directa en el hueso. El resto de la periferia meniscal se encuentra en conexión con la cápsula articular y con la cara profunda de los ligamentos colaterales de la rodilla. Estas inserciones de las raíces en la tibia son los más importantes restrictores para la extrusión de los meniscos, y son vitales para la integridad funcional de los mismos6.
En estudios de imagen (RM), se ha comprobado una fuerte asociación entre rotura radial de la raíz posterior del menisco interno y una extrusión del mismo≥3mm, lo que puede conducir a enfermedad articular degenerativa7–9.
En el menisco externo, las lesiones de la raíz posterior son normalmente roturas radiales o avulsiones y pueden pasar inadvertidas. Estas lesiones son frecuentes en el menisco externo en asociación con las roturas del ligamento cruzado anterior (12,4%)10. Este tipo de lesión ha sido poco estudiado y solo se han encontrado 2 trabajos biomecánicos de publicación reciente que analizan su repercusión11,12, encontrando un incremento de la presión máxima de contacto en las superficies articulares respecto a la situación intacta, para especímenes cadavéricos humanos sometidos a niveles de carga bajos, del 33% de los encontrados durante el ciclo de marcha12, o utilizando rodillas porcinas11. En estos estudios comparativos no se incluye la condición de meniscectomía ni se analizan los efectos biomecánicos producidos por la lesión y su reparación en el compartimento interno de la misma rodilla.
El objetivo de este estudio biomecánico «in vitro», donde se ha medido en rodillas cadavéricas humanas la distribución de las presiones de contacto transmitidas a través de la articulación tibiofemoral en distintas condiciones, es comprobar las consecuencias biomecánicas originadas por la lesión de la raíz posterior del menisco externo y el efecto sobre dicha articulación que tendría la reparación de la lesión mediante reinserción transósea. Nuestras hipótesis son:
- 1.
La rotura o desinserción completa de la raíz posterior del menisco externo puede ocasionar alteraciones importantes en la biomecánica de la rodilla, similares a las producidas por una meniscectomía total.
- 2.
La reparación de la misma restauraría esta biomecánica articular hasta condiciones de normalidad.
Para el presenta trabajo fueron utilizadas 6 rodillas cadavéricas, 4 mujeres y 3 varones, procedente de la Facultad de Medicina de Málaga, con edades comprendidas entre 56 y 94 años, siendo 3 derechas y 3 izquierdas y sin patología previa de la misma. El día antes de los ensayos con un espécimen, este fue sacado del congelador y dejado a temperatura ambiente envuelto en gasa humedecida con suero fisiológico. Una vez descongelada, la rodilla fue disecada hasta el plano capsular. Cada rodilla fue explorada mediante artrotomía, comprobando la integridad de ambos meniscos y de los ligamentos cruzados, así como la ausencia de lesiones condrales de importancia. A continuación, el extremo distal de la tibia fue introducido en un recipiente rectangular que se llenó de resina epoxi mientras se mantenían los platillos tibiales paralelos al plano de fondo del recipiente del extremo de la tibia. Una vez fraguada la resina, se colgó el espécimen boca bajo sujetándolo por el recipiente con el plano de fondo horizontal. En esta posición se mantuvo el eje del fémur en extensión total mientras su extremo proximal fue metido en resina epoxi utilizando un recipiente similar al anterior de forma que los planos de fondo de ambos se mantuvieran paralelos.
Tras el endurecimiento de la resina se seccionó el ligamento coronal en la extensión estrictamente necesaria para introducir el sensor entre el menisco y la superficie articular tibial, teniendo especial cuidado en no lesionar las raíces de los meniscos ni los ligamentos colaterales lateral y medial. Los sensores se introdujeron entre los meniscos y las superficies articulares de la tibia, de forma que cubrieran la zona de contacto de cada cóndilo, y su posición se fijó mediante suturas ancladas al recipiente del extremo distal de la tibia y no fueron retirados hasta haberse completado todo el procedimiento experimental.
A continuación se realizaron los ensayos para 4 condiciones del menisco externo en el siguiente orden: 1.o: menisco intacto, 2.o: lesionado por desinserción de la raíz posterior, 3.o: tras reparación mediante reinserción transósea, y 4.o: tras meniscectomía total.
Tras el primer ensayo, un cirujano experto produjo la lesión desinsertando la raíz posterior del menisco externo de su inserción ósea con un bisturí. Finalizado el segundo ensayo se llevó a cabo la reparación, para lo que se realizó una perforación de 5mm con la ayuda de una guía tibial de ligamento cruzado anterior desde la cara anteromedial de la epífisis tibial hasta la base de inserción de la raíz del menisco. La reparación se hizo utilizando un dispositivo de sutura meniscal (Sutureasy) con hilo de sutura ultrarresistente del n.o 2 (Hi-fi suture. ConMed Linvatec. Largo, FL, EE. UU.) (fig. 1)13. La sutura fue anudada, mediante doble paso de sutura, a un botón metálico a modo de poste a la salida del túnel en la cara anteromedial de la tibia. Por último, antes del último ensayo, se efectuó la meniscectomía total.
Ensayo biomecánico
Se utilizó una máquina de ensayos de una columna de desarrollo propio. Esta cuenta con un eje de carga vertical accionado por un servomotor Sigma II (OMRON, Japón) que transmite el movimiento al cabezal de la máquina a través de un husillo Accuslide 2HBE20 (TECNOPOWER, Barcelona, España), siendo la carga aplicada por el cabezal de la máquina medida con una célula de carga de 5KN (HBM, Darmstadt, Alemania). Cada uno de los especímenes fue anclado a la máquina de ensayo a través de los recipientes fijados a sus extremos de la siguiente forma (fig. 2): El recipiente correspondiente al fémur se fijó a la base de la máquina de ensayo mediante una mordaza que permite la libre orientación tridimensional del espécimen respecto al eje de carga. Por su parte, el extremo de la tibia se acopló al cabezal de la máquina con el eje de carga perpendicular al plano de fondo del recipiente correspondiente, y por tanto al platillo tibial. La rodilla fue colocada en extensión completa, fijándose en la mordaza el ángulo de flexión-extensión pero permitiendo durante los ensayos la rotación libre para los movimientos de varo-valgo y de rotación interna-externa. Adicionalmente, se permitieron los desplazamientos en la dirección medial-lateral utilizando una guía lineal de bolas (BWU 60-60, IKO, Tokio, Japón) colocada entre la tibia y el cabezal de la máquina.
En cada una de las 4 condiciones ensayadas, los especímenes fueron sometidos a una carga axial de 1.000N14,15, lo cual coincide con las cargas aplicadas en estudios previos en menisco humano. La fuerza axial aplicada por la máquina fue medida con una célula de carga de 5KN (HBM, Darmstadt, Alemania) colocada entre el espécimen y el cabezal de la máquina. La distribución de presiones en el compartimento lateral de la articulación tibiofemoral fue medida utilizando sensores de presión específicos para rodilla (K-scan 4000, Tekscan Inc., Boston, MA, EE. UU.), los cuales cuentan con un total de 572 puntos individuales de medida distribuidos en un área de 27,9×33mm para cada compartimento. Antes de su inserción, cada sensor fue preacondicionado y calibrado atendiendo al protocolo proporcionado por el fabricante. Los valores de pico de presión de contacto y área total de contacto en cada compartimento (medial y lateral) fueron obtenidos a partir de la información suministrada por los sensores para cada uno de los especímenes y condiciones ensayadas.
Análisis estadísticoSe utilizaron pruebas no paramétricas por ser más apropiadas para muestras pequeñas en las que se desconoce si la distribución poblacional es normal. Para distinguir variaciones en los valores medios de presión y área de contacto entre las distintas condiciones ensayadas se utilizó el test de Friedman para comparación de múltiples medidas repetidas. En caso de encontrar diferencias significativas con la prueba anterior se utilizó el test de los rangos de Wilcoxon para la comparación de grupos 2 a 2. Todos los análisis se realizaron con un software comercial (IBM SPSS Statistics v.20, IBM Corp, 2011), estableciendo el nivel de significación en p=0,05.
ResultadosEn la figura 3 se muestra un ejemplo de las variaciones encontradas en la distribución de presiones para un mismo espécimen en las diferentes condiciones ensayadas.
Los valores medios del pico de presión de contacto en el compartimento lateral de la articulación (fig. 4) muestran un aumento cuando se rompe la inserción posterior del menisco lateral de un 59,4% respecto a la condición natural (menisco intacto), aunque no llega a ser tan acusado como en el caso de que el menisco no esté presente, en el que el incremento es del 124%. Al repararlo, el valor de la presión máxima se restablece alcanzado un nivel similar al del caso intacto. La comparación estadística indica la existencia de diferencias significativas en el pico de presión alcanzado por las distintas condiciones testadas (p=0,004). El análisis comparativo por parejas indica que estas diferencias alcanzan significación estadística entre la condición de menisco roto y las condiciones tanto de menisco intacto (p=0,046) como reparado (p=0,028), así como entre la condición de ausencia de menisco y las de menisco intacto (p=0,028) o reparado (p=0,028)
Área de contacto
Los valores medios del área de contacto en el menisco lateral (fig. 5) experimentan una disminución de un 27,3% cuando se rompe la inserción posterior del menisco lateral respecto a la condición natural (menisco intacto), aunque no llega a ser tan acusado como en el caso de que el menisco no esté presente, en el que la disminución es del 56,5%. Al repararlo, el valor medio del área de contacto vuelve a aumentar, pareciéndose más al nivel inicial aunque sin alcanzarlo, quedando la diferencia en un 14,1%. La comparación estadística conjunta de los distintos tratamientos indica la existencia de diferencias significativas en el área de contacto medida para las distintas condiciones testadas (p=0,003). El análisis comparativo por parejas indica que estas diferencias alcanzan significación estadística entre la condición de menisco roto y la condición de menisco intacto (p=0,046) así como entre la condición meniscectomía y las de menisco intacto (p=0,028), roto (p=0,027) y reparado (p=0,028). En el cóndilo medial no se observan diferencias significativas en el valor medio del área de contacto entre las condiciones de menisco intacto, roto o reparado, pero sí entre estas y la condición de sin menisco (p=0,028 vs. intacto; p=0,046 vs. roto; p=0,028 vs. reparado), para la que el área de contacto disminuye.
Valores medios del área de contacto (las barras de error indican la desviación estándar).
* Significativamente diferente al valor para la condición intacta en el mismo cóndilo.
# Significativamente diferente al valor para la condición roto en el mismo cóndilo.
† Significativamente diferente al valor para la condición reparado en el mismo cóndilo.
Los resultados de este estudio de la rodilla en extensión completa confirman que la rotura de la raíz posterior del menisco lateral provoca en el compartimento lateral de la articulación tibiofemoral un incremento en la presión de contacto máxima, así como una disminución del área de contacto, confirmando nuestra primera hipótesis de que esta lesión puede ocasionar alteraciones importantes en la biomecánica de la rodilla. Además, se ha mostrado que la reparación de esta lesión mediante reinserción transósea permite restablecer ambos valores a niveles similares a los de la rodilla intacta, lo cual apoya nuestra segunda hipótesis de que la reparación de la lesión restaura la biomecánica articular a niveles de normalidad. Cabe señalar que el área media de contacto medida tras la reparación es algo inferior a la correspondiente a la condición de menisco intacto. Esta diferencia, unida al mantenimiento de la presión máxima, indicaría una variación en la distribución de presiones entre la condición intacta y la condición de menisco reparado. En cualquier caso, esta diferencia no resultó significativa en nuestro estudio.
El único estudio biomecánico en la línea del nuestro existente sobre la rotura y reparación de la raíz del menisco lateral12 ha sido publicado recientemente. En este trabajo, en el que no se evaluó el efecto de la meniscectomía, se midieron las presiones y el área de contacto en el cóndilo lateral de la tibia, obteniéndose para la condición de rotura un aumento del valor medio de la presión máxima en el compartimento lateral del 33,3% y una disminución del área de contacto media del 32,6% respecto a la rodilla intacta. Asimismo, encontraron que la reparación restauraba completamente el nivel medio de presiones máximas y parcialmente el del área de contacto, quedándose un 12,9% menor. Estos valores promedian lo sucedido a lo largo de todo el ensayo y no son directamente comparables con los nuestros, pero los signos de las variaciones encontradas se mantuvieron durante todo el ciclo de marcha siendo similares en ambos estudios. Adicionalmente, nuestro estudio ha encontrado que la meniscectomía lateral produce en el compartimento lateral elevados incrementos de la presión máxima y decrementos del área de contacto, respecto al resto de las situaciones ensayadas.
El presente trabajo es un estudio realizado sobre rodillas cadavéricas diseñado para simular la situación en el vivo, teniendo, por tanto, diversas limitaciones como consecuencia de su naturaleza de estudio «in vitro». Con el modelo utilizado no puede reproducirse la respuesta biológica natural de los tejidos. La fuerza aplicada consistió en una fuerza axial aplicada entre tibia y fémur, sin cargar directamente ningún músculo; la posible actuación muscular necesaria para mantener la rodilla extendida fue simulada a través de la restricción de rotación en flexoextensión de la rodilla. Al igual que en otros estudios similares, la carga fue aplicada de forma estática, sin introducir movimientos de rotación. Una aplicación cíclica de la carga reflejaría mejor lo que ocurre en la realidad, siendo razonable esperar que los cambios biomecánicos observados en los casos de lesión o meniscectomía se vean incrementados. Sin embargo, también es posible que los beneficios de la reparación se vean disminuidos. Por otro lado, los ensayos se llevaron a cabo con la rodilla en extensión completa. Esta simplificación se considera aceptable teniendo en cuenta la consistencia en los patrones de resultados obtenidos en el rango de ángulos de flexión de la marcha humana12, que son los permitidos habitualmente en el periodo inmediato postoperatorio. Por último, otra posible limitación es que para poder insertar los sensores de presión fue necesario seccionar parcialmente el ligamento coronal; en cualquier caso se puso cuidado de mantener intactos los principales elementos estabilizadores de la misma: ligamentos cruzados y laterales.
ConclusiónLa desinserción de la raíz posterior del menisco externo en este estudio biomecánico realizado «in vitro» produce alteraciones biomecánicas en la rodilla comparables a las de una meniscectomía total. Concluimos que la reparación de dicha lesión restauraría la biomecánica articular hasta condiciones cercanas a la normalidad.
Conflicto de interesesLos autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
