Pedicle Screws Provide Superior Fatigue Resistance compared with lateral mass Screws in the subaxial cervical spine: A Paired Cadaveric Study
En un estudio cadavérico pareado que utilizó pruebas de fatiga de balanceo craneocaudal cíclico progresivo, los tornillos pediculares cervicales demostraron una resistencia a la fatiga, una capacidad de carga máxima y una rigidez significativamente superiores en comparación con los tornillos de la masa lateral en la columna cervical subaxial.
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La columna vertebral humana es una maravilla de la ingeniería, una columna flexible que soporta el peso de la cabeza mientras nos permite mirar alrededor, asentir y ladearla. Cuando una enfermedad o lesión daña la parte inferior del cuello, los cirujanos a menudo necesitan estabilizar la zona utilizando tornillos y varillas metálicas. Para mantener estos tornillos en su lugar, deben sujetar el hueso con la suficiente fuerza para resistir los constantes y sutiles movimientos de la vida cotidiana. Durante décadas, el enfoque estándar ha sido anclar tornillos en los bloques óseos situados en los laterales de las vértebras, conocidos como masa lateral. Sin embargo, estos tornillos solo se enganchan en la capa externa del hueso. Un método alternativo consiste en introducir tornillos a través del estrecho puente óseo del pedículo y profundamente en el cuerpo principal de la vértebra. Esta trayectoria ofrece un agarre más largo y contacto con un hueso interno más fuerte, pero es técnicamente más difícil de realizar. La pregunta crítica para los cirujanos no es solo si el tornillo encaja, sino si se mantendrá firme con el tiempo a medida que el paciente se mueve, o si se aflojará y fallará lentamente bajo el estrés repetitivo de vivir.
Un equipo de investigadores del Centro Médico Universitario de Göttingen se propuso responder a esta pregunta probando ambos métodos de forma paralela. No dependieron de modelos informáticos o simples pruebas de tracción, que miden cuánta fuerza hace falta para arrancar un tornillo directamente hacia afuera. En su lugar, querían ver cómo resistían los tornillos ante el tipo de movimiento rítmico de balanceo que ocurre dentro de un cuerpo vivo. Utilizaron diez vértebras de donantes humanos, que iban desde el tercer hasta el séptimo nivel del cuello, y las prepararon para las pruebas. En un diseño ingenioso, cada vértebra sirvió como su propio control: en un lado, insertaron un tornillo en la masa lateral, y en el lado opuesto, colocaron un tornillo pedicular. Esto aseguró que cualquier diferencia en los resultados se debiera al tipo de tornillo y no a variaciones en la calidad ósea entre diferentes personas.
Los investigadores montaron después estas vértebras en una máquina capaz de aplicar una fuerza de balanceo rítmica de arriba abajo a la cabeza de cada tornillo. Comenzaron con una carga muy ligera e incrementaron la fuerza ligeramente con cada ciclo, imitando la acumulación gradual de estrés que conduce al aflojamiento. La prueba continuó hasta que el tornillo se desplazó cinco milímetros de su posición original, un punto que los investigadores definieron como fallo. Este método les permitió medir exactamente cuánta fuerza podía soportar el tornillo y cuántos ciclos de movimiento sobrevivía antes de ceder.
Los resultados fueron claros y consistentes. Los tornillos pediculares resultaron ser significativamente más fuertes que los tornillos de la masa lateral en todos y cada uno de los casos. En promedio, los tornillos pediculares soportaron una fuerza máxima de 252,4 newtons antes de fallar, mientras que los tornillos de la masa lateral cedieron a los 166,4 newtons. En términos de resistencia, los tornillos pediculares sobrevivieron un promedio de 2.573 ciclos de balanceo antes de alcanzar el punto de fallo, mientras que los tornillos de la masa lateral duraron solo 1.636 ciclos. Esto significa que los tornillos pediculares soportaron aproximadamente un 57 por ciento más de movimiento antes de aflojarse. Además, los tornillos pediculares se mantuvieron más rígidos durante la prueba, resistiendo mejor el bamboleo que sus contrapartes. En cada par de vértebras probado, el tornillo pedicular superó al tornillo de la masa lateral.
El estudio también analizó cómo la densidad del hueso afectaba los resultados. Aunque los investigadores encontraron que la ventaja del tornillo pedicular era más notable en huesos con menor densidad, advirtieron que esta observación se basó en un número pequeño de muestras y requiere mayor investigación. La conclusión principal sigue siendo la superioridad mecánica del tornillo pedicular bajo estas condiciones de prueba específicas. Los autores señalan que, si bien este método ofrece una clara ventaja mecánica, no está exento de riesgos. El camino a través del pedículo es estrecho y está cerca de nervios y vasos sanguíneos vitales, lo que requiere una destreza quirúrgica precisa y una planificación cuidadosa. Por lo tanto, los hallazgos sugieren que cuando un cirujano puede colocar de forma segura un tornillo a través del pedículo, hacerlo puede proporcionar una fijación más duradera para pacientes con columnas cervicales inestables, ofreciendo un anclaje más fuerte contra el implacable movimiento del cuerpo.
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