escuela superior de ingeniería mecánica y ... -...

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

Escuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica Unidad Azcapotzalco

Seccin de Estudios de Posgrado e Investigacin

ESTUDIO DE MANUFACTURA DE UNA

PRTESIS TUMORAL PARA HMERO POR

MEDIO DE CNC

T E S I S PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRO EN INGENIERA DE MANUFACTURA PRESENTA:

ING. MARISOL ROJAS JUREZ .

DIRECTOR(ES):DR. GUADALUPE JULIANA GUTIRREZ PAREDES

DR. VICTOR MANUEL DOMNGUEZ HERNNDEZ

MXICO D. F. JULIO 2010

SIP-14-BIS

INSTITUTO POLITCNICO NACIONALSECRETARA DE INVESTIGACiN Y POSGRADO

ACTA DE REVISIN DE TESIS

En la Ciudad de MXICO, D.F siendo las horas del da del mes de

JUNIO del 2010 se reunieron los miembros de la Comisin Revisora de Tesis, designadapor el Colegio de Profesores de Estudios de Posgrado e Investigacin de SEPI-ESIME UApara examinar la tesis titulada:

Estudio de manufactura de una Drtesistumoral Dara hmero Dormedio de CNC.

Presentada por el alumno:ROJAS

Apellido paterno

JUREZApellido materno

aspirante al grado de:MAESTRO EN INGENIERA DE MANUFACTURA

Despus de intercambiar opiniones los miembros de la Comisin manifestaron APROBAR LATESIS, en virtud de que satisface los requisitos sealados por las disposiciones reglamentariasvigentes.

LA COMISiN REVISORA

uliana Gutirrez Paredes,1ER VOCAL

Dr. Victor Manuel Domnguez Hernndez2DO VOCAL

Dr. Carlos Adolfo Hernndez CarrenPRESIDENTE

Dr. Manuel Faran Carbajal RomeroSECRETARIO

Dr. Victor Manuel Araujo Monsalvo ~.\"u~~~"l/", 4r. Dr. Orland~\J" "(t".,.. SUPLENTE:~ ~t;:) ~.... . f,.,~ .,..., ... '"-r,e,.A0.. ..,.

. ~ ,-.;.~.f!'- 'ROFEIIOIW,

Dr. Jaime P9ch~J'BlcoPRESIDENTE!~~8oe [E

"OIQIW)(jf ~

INSTITUTO POLITCNICO NACIONALSECRETARA DE INVESTIGACIN Y POSGRADO

CARTA CESIN DE DERECHOS

En la Ciudad de Mexico D.F. el da J.Ldel mes de Junio del ao 2010, el (la) que suscribeMarisol Roias Jurez alumno (a) del Programa de Maestria en Ingeniera de la Manufacturacon nmero de registro B071367, adscrito a Unidad de Posgrado ESIME Azcapotzalco,manifiesta que es autor (a) intelectual del presente trabajo de Tesis bajo la direccin de Dra.Guadalupe Juliana Gutirrez Paredes y cede los derechos del trabajo intitulado "Estudio demanufactura de una prtesis tumoral para hmero por medio de CNC", al Instituto PolitcnicoNacional para su difusin, con fines acadmicos y de investigacin.

Los usuarios de la informacin no deben reproducir el contenido textual, grficas o datos deltrabajo sin el permiso expreso del autor y/o director del trabajo. Este puede ser obtenidoescribiendo a la siguiente direccin [email protected]. Si el permiso se otorga, el usuariodeber dar el agradecimiento correspondiente y citar la fuente del mismo.

~zNombre y firma

'.

I

ESTUDIO DE MANUFACTURA DE UNA PRTESIS TUMORAL

PARA HMERO POR MEDIO DE CNC

NDICE

NDICE DE FIGURAS V

NDICE DE TABLAS VIII

RESMEN IX

ABSTRACT X

GLOSARIO XI

SIMBOLOGA XIII

HIPTESIS XIV

JUSTIFICACIN XV

INTRODUCCIN XVI

OBJETIVO XVIII

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA XIX

CAPTULO I

GENERALIDADES

1.1 SISTEMA ESQUELTICO 2

1.1.1 Estructura del esqueleto 2

1.1.2 Composicin sea 3

1.1.2.1 Matriz sea 3

1.1.2.2 Clulas seas 3

1.1.3 Estructura del tejido seo 5

1.1.4 Tipos de tejido seo 6

1.1.4.1 Hueso cortical 6

1.1.4.2 Hueso trabecular 6

1.1.5 Clasificacin de los huesos 7

II

1.1.6 Remodelacin sea 8

1.1.7 Envejecimiento del hueso 9

1.2 PROPIEDADES MECNICAS DEL HUESO 9

1.2.1 Anatoma estructural del hombro 11

1.2.2 Complejo articular del hombro 12

1.2.3 Hmero 13

1.3.3 Clavcula 15

1.3.4 Escpula 16

1.3 FISIOLOGA DEL HOMBRO 16

1.3.1 Planos anatmicos y ejes de movimiento del miembro superior 16

1.3.2 Trminos de movimiento del hombro 17

1.3.3 Flexin y extensin 17

1.3.4 Abduccin y aduccin 18

1.3.5 Circunduccin 19

1.3.6 Msculos escapulohumerales del miembro superior 19

1.3.7 Flexin y extensin horizontal 20

1.3.8 Rotacin interna y externa del brazo 21

Referencias 22

CAPTULO II

TUMORES SEOS Y PRTESIS

2.1 NEOPLASIAS DEL SISTEMA SEO 25

2.2 CNCER DE HUESO 26

2.3.1 Patologa general de las neoplasias 27

2.2.2 Principales neoplasias del miembro superior 28

2.3 CLASIFICACIN DE LAS NEOPLASIAS 32

2.4 SNTOMAS 34

2.5 DIAGNSTICO 34

III

2.5.1 Tcnicas de imagen tcnica 35

2.6 TRATAMIENTO 36

2.7 TCNICAS DE RECONSTRUCCIN SEA

EN EL MIEMBRO SUPERIOR 38

2.7.1 Injertos seos 38

2.7.2 Artrodesis 39

2.7.3 Artroplastia 41

2.7.3.1 Tipos de prtesis para miembro superior 41

2.7.3.2 Diseo y fabricacin de las prtesis para hmero 44

Referencias 46

CAPTULO III

MANUFACTURA DE LA PRTESIS

3.1 Descripcin de la prtesis actualmente utilizada en el

Servicio de Tumores seos 49

3.1.1 Colocacin de la prtesis de hmero 49

3.2 M edicin en huesos de cadver de hmero 51

3.3 Biomateriales 54

3.4 Manufactura actual 55

3.5 Desarrollo del proceso de manufactura del implante 56

3.5.1 Aluminio (Al-6061-T6) 56

3.5.2 Aleacin de Titanio (Ti-6Al-4V) 57

3.5.2.1 El problema del desgaste en las aleaciones de titanio en

aplicaciones biomdicas 59

3.6 Medidas del prototipo inicial 60

3.7 Herramientas de corte empleadas 61

3.8 Geometra de corte 62

IV

3.9 Factores de corte en el mecanizado 63

3.9.1 Doblado del vstago 64

3.9.2 Clculo de roscado de tornillo de ajuste con corona 66

3.10 Descripcin del control numrico 66

3.10.1 Procedimiento para la fabricacin de las piezas

con Control Numrico 68

3.11 Caractersticas de las mquinas a emplear 69

3.11.1 Preparacin de un programa para el maquinado

de un orificio (barreno) 70

3.12 Programas en Torno de Control Numrico Computarizado 72

Referencias 77

CAPTULO IV

ANLISIS DE RESULTADOS

4.1 Conclusiones 80

4.2 Trabajo a futuro 81

ANEXOS

Tabla 1 Condiciones de corte 82

Tabla 2 Velocidades de corte para brocas (Cleveland Twist Drill Co.) 83

Cdigos G para centro de maquinado 84

Cdigos M para centro de maquinado 85

Cdigos G para torno 86

Cdigos M para torno 87

Dibujos

V

NDICE DE FIGURAS

CAPTULO I

1.1 Esqueleto axial y apendicular 2

1.2 Tejido seo esponjoso 4

1.3 Estructura del tejido seo 5

1.4 Secciones transversales del hmero 6

1.5 Desarrollo y crecimiento de un hueso largo 7

1.6 a) Hueso normal. b) Hueso osteoportico 9

1.7 Curva esfuerzo-deformacin para una estructura compuesta de un

material cualquiera 10

1.8 Huesos del miembro superior 12

1.9 Estructuras seas del hombro y sus cuatro articulaciones

esternoclavicular, acromioclavicular, glenohumeral, escapulotorcica 13

1.10 a) Vista anterior del hmero. b) Vista posterior del hmero 14

1.11 Retroversin e inclinacin de la cabeza del hmero 15

1.12 Vista inferior de la clavcula izquierda 15

1.13 Escpula derecha 16

1.14 a) Planos del espacio del miembro superior. b) Ejes de movimiento

del hmero 17

1.15 a) Movimientos de flexin y b) extensin del hombro 19

1.16 a) Movimiento de abduccin del hombro. b) Movimiento de aduccin

del hombro 18

1.17 Uniones musculares del miembro superior 20

1.18 a) Flexin horizontal del hombro. b) Extensin horizontal del hombro 21

1.19 Rotacin interna y externa del brazo 21

CAPTULO II

2.1 Diferencia ptica entre un tumor maligno y un tumor benigno 24

2.2 Inicio del cncer 24

VI

2.3 Cncer de hueso en hmero proximal 25

2.4 Tipos de tumores seos en hmero 30

2.6 Protocolo de abordaje para la valoracin de la neoplasia sea 34

2.7 Propuesta de Malawer en tumores de miembro superior 36

2.8 Injertos seos colocados en el Instituto Nacional de Rehabilitacin 38

2.9 Posicionamiento del brazo para artrodesar 39

2.10 a) Tcnica de artrodesis de hombro de Richards y cols.

b) Tcnica de artrodesis realizada en el Instituto Nacional de Rehabilitacin 39

2.11 a) Tumor de Clulas gigantes en humero proximal. b) Prtesis utilizada

en el Instituto Nacional de Rehabilitacin 40

2.12 Prtesis utilizada para miembro superior 41

2.13 El desarrollo de las prtesis de hmero 42

2.14 Sistema para hombro Bipolar Solar 44

2.15 Sistema para hombro Invertido 45

2.16 Sistema para hombro primario Equinoxe 45

CAPITULO III

3.1 Despiece de prtesis (RIMAG) no convencional para hmero proximal (PHP) 44

3.2 Colocacin del implante 45

3.3 a) Pernos utilizados para la sujecin de la parte distal del vstago 45

b) Cabeza bi-polar humeral actualmente colocada

3.4 Distribucin de la longitud total de hmeros en huesos de cadver 46

3.5 Longitud anatmica para la colocacin de pernos 46

3.6 Cortes tomogrficos del hmero 47

3.7 Dimetros de tornillos fijadores con coronas 48

3.8 Procesos de mecanizado del Aluminio (Al 6061-T-6) 50

3.9 Grfica de la densidad y Modulo de Elasticidad del Ti6Al4V y Al 6061-T6 54

3.10 Vstago. Dimensiones del prototipo inicial. 55

VII

3.11 Tornillo de ajuste con corona. Dimensiones del prototipo inicial. 55

3.12 Espaciador modular. Dimensiones del prototipo inicial. 56

3.13 Tuerca. Dimensiones del prototipo inicial. 56

3.14 Herramientas de corte en el mecanizado de la prtesis 56

3.15 Corte transversal del inserto 57

3.16 Tipos de insertos. 57

3.17 Factores de maquinabilidad 58

3.18 Formas de aplicar el doblez en un tubo slido 60

3.20 Medicin de la rosca mediante calibrador para roscas finas y 61

seleccin del tipo de machuelo a emplear

3.21 Metodologa a seguir para el maquinado de una pieza 63

en el Centro de Maquinado

3.17 a) Torno de CNC- Harrison ALPHA 330 PLUS 64

b) Centro de maquinado Mori Seiki MV-40

3.22 Puntos a considerar para poder realizar una perforacin 65

en el centro de maquinado

3.23 Punto inicial y punto R de varias clases de herramientas en un 66

ciclo de maquinado

3.24 Maquinado del vstago 68

3.25 Maquinado del tornillo de sujecin con corona 69

3.26 Maquinado del tornillo de sujecin con corona y ventana 70

3.27 Maquinado espaciador modular 71

VIII

NDICE DE TABLAS

CAPTULO I

1.2 Propiedades mecnicas de los biomateriales 11

CAPTULO I

2.1 Diferencia entre las neoplasias benignas y malignas 23

2.2 Principales neoplasias del miembro superior 26

2.3 Clasificacin de W. Enneking para los sarcomas de tejidos blandos y seos 31

2.4 Sintomatologa de los tumores 32

2.5 Definicin de las lesiones tumorales 32

CAPTULO III

3.1 reas tomadas a partir de los cortes tomogrficos del hmero 48

3.2 Medidas de reseccin (Servicio de Tumores seos) 49

3.2 Propiedades mecnicas Al6061 T-6 51

3.3 Propiedades mecnicas mnimas del Ti-6Al-4V forjado 52

para aplicaciones biomdicas

3.4 Propiedades mecnicas Ti6Al4V 53

IX

RESUMEN

Los tumores seos en el tercio proximal del hmero, afectan la salud de los pacientes,

provocando en algunos casos un alto grado de discapacidad del miembro superior, y en

casos extremos pueden causarle la muerte. Estos tipos de neoplasias no son tan comunes.

Las principales alternativas teraputicas son: la amputacin y el empleo de prtesis de

reconstruccin, las cuales se colocan despus de resecar quirrgicamente el tumor.

Siempre que no se comprometa la vida del paciente, se opta por la reconstruccin de la

zona afectada, a travs de una prtesis interna, con el propsito de restaurar y habilitar la

funcin del codo y la mano.

Existen en el mercado un nmero importante de implantes, no obstante, en el caso en el

cual el tumor afecta un espacio considerable del hueso, se requiere emplear un implante de

tipo tumoral. El Servicio de Tumores seos del Instituto Nacional de Rehabilitacin

(INR), ha desarrollado un implante modular que puede emplearse para reconstruir el

hmero proximal despus de la reseccin de un tumor seo.

La prtesis consta de un vstago con un extremo curvo en su extremo superior, en el cual

se acoplan dos cabezas modulares bipolares. En el vstago, se coloca a un espaciador con

una corona ajustable, la cual se bloquea por medio de una tuerca. El sistema se

complementa mediante el uso de pernos bloqueadores.

La prtesis est fabricada en la aleacin Ti-6Al-4V grado mdico. Actualmente cuando un

paciente requiere de este implante, se toman medidas con base en una placa radiogrfica.

De esta forma se le solicita a un fabricante que elabore una sola prtesis. Se ha observado

que en ocasiones, el tumor abarca ms rea que la que se alcanzaba a observar en la

radiografa, por lo que se presentan problemas en la colocacin del implante en el paciente.

Para evitar este problema, se plante la necesidad de crear un set de prtesis que se ajuste a

los distintos tamaos de hmero y a las dimensiones de las resecciones ms comunes.

Con base en mediciones de hmeros de cadver fue posible establecer tres tamaos de

implantes: chico, mediano y grande; as como los tamaos de reseccin: desde 8 cm, hasta

30 cm.

Una vez que se dimensionaron los componentes se obtuvieron 6 vstagos, 5 espaciadores

modulares y 7 coronas roscadas con variaciones en longitud y dimetro.

Se desarrollaron los programas para el maquinado de las piezas antes mencionadas

empleando torno Harrison ALPHA 330 PLUS y centro de maquinado MORI SEIKI MV-

40 de Control Numrico Computarizado (CNC).

El set fue fabricado en Aluminio 6061 T-6, por su fcil mecanizado, para reducir costos y

poderlo realizar en un menor tiempo, a diferencia de la aleacin Ti-6Al-4V.

X

ABSTRACT

Bone tumors in the proximal humerus, affect the health of patients, leading in some cases a

high degree of disability of upper limb, and in extreme cases they can cause death. These

types of tumors are not very common. The main therapeutic options include amputation

and the use of prosthetic reconstruction, which are placed after surgical resection of the

tumor. When the procedure would not compromise the patient's life, the reconstruction of

the affected area, through an internal prosthesis is prefered, in order to restore the elbow

and hand functions.

There are a number of implants available in the market, however, in the case in which the

tumor involves a considerable area of the bone is required to use a tumoral implant. Bone

Tumor Service of the Instituto Nacional de Rehabilitacin (INR) has developed a modular

implant that can be used to reconstruct the proximal humerus after resection of bone

tumors.

The prosthesis consists of a rod with a upper curved end, which uses two bipolar modular

heads. In the stem, it is placed a spacer with an adjustable crown, which is blocked by a

nut. The system is complemented by the use of interlocking pins.

The prosthesis is made out of Ti-6Al-4V medical degree alloy. Currently, when a patient

requires this implant, its dimentions are determined based upon an X-Ray studio. With this

imformation a manufacturer produces a single prosthesis. It was observed that sometimes

the tumor area encompasses more than the one reached to observe in the x-ray, so there are

serious fitting problems about the implant and the patient.

To avoid this problem, we realized that we require to create a set of prostheses to fit

different anatomical sizes of the humerus and most common resection sizes.

Based on measurements of cadaver humeri it was possible to develop three implant sizes:

small, medium and large; as well as resection sizes, from 8 cm to 30 cm.

Once the components are dimensioned, we obtained 6 stems, 5 spacers and 7 threaded

crowns with variations on length and diameter.

Programs were developed for machining the parts above mentioned using Harrison

ALPHA 330 PLUS lathe and MORI SEIKI MV-40 machining center, both with Computer

Numerical Control (CNC).

The prosthese set was manufactured out of Aluminium 6061 T-6, because it is easy

machining, in order we can reduce costs and reducing machining tiem, unlike if we would

use Ti-6Al-4V alloy.

XI

GLOSARIO

Aloinjerto: rgano o tejido trasplantado siendo el donante y el receptor de la misma

especie (seres humanos).

Aparato: Son conjuntos de rganos diferentes formados por diversos tejidos que realizan

una funcin determinada.

Artrodesis: Ciruga para inmovilizar una articulacin de tal manera que los huesos crezcan

juntos

Artroplastia: Consiste en una intervencin quirrgica sustitutiva de una articulacin a

travs de una implante protsico, con el objeto de aliviar el dolor y restaurar la amplitud de

movimiento.

Asintomtico: No hay sntomas.

Autoinjerto: Injerto seo extrado del propio paciente.

Biomaterial: Es una sustancia farmacolgicamente inerte diseada para ser implantada o

Carga: Mecanismo que produce esfuerzo y deformacin en un material, resultado de una

fuerza externa, presin, efectos magnticos, etc.

Cartlago hialino: cartlago de sustancia intercelular, granular u homognea y

transparente, con escaso tejido fibroso.

Clula: Es la unidad anatmica y funcional de los tejidos del cuerpo humano.

Compartimento anatmico: Espacio real o potencial definido por lmites naturales.

Enartrosis: Articulacin que tiene una cabeza y que entra en una cavidad, puede ser el

hmero o el fmur.

Fisioterapia: Utilizacin de medidas fsicas para fortalecer el cuerpo y restaurar su

funcionamiento tras enfermedad o lesin.

Histologa: Estudia la estructura de los tejidos, sus caractersticas celulares, y las tcnicas

que para ello se utilizan.

Hueso: Forma de tejido conectivo que consta de clulas y una matriz que est formada por

aproximadamente un 25% de agua, un 25% de protenas fibrilares y un 50% de sales

minerales incorporadas dentro del sistema vivo.

Injertos seos: Materiales de origen biolgico que sirve de soporte o relleno para

implantar una prtesis, o elemento de osteosntesis que se utilizar para sustituir una

articulacin.

Isotrpico: Cualidad del material de poseer las mismas propiedades de solidez y

elasticidad (mdulo de elasticidad, mdulo de rigidez y relacin de Poisson) en todas las

direcciones.

XII

Metstasis: La propagacin del cncer de una parte del cuerpo a otra.

Necrosis: Degeneracin de un tejido por muerte de sus clulas.

rgano: Es el conjunto de tejidos de estructura definida que desempea una actividad

fisiolgica determinada.

Osteosntesis: Es el procedimiento mediante el cual se unen fragmentos seos mediante la

utilizacin de elementos tales como tornillos, placas, clavos endomedulares y otros. Todos

ellos son elementos fabricados con metales especiales, de muy baja o nula reaccin del

organismo.

Osteotoma: Reseccin de un hueso.

Patologa: Estudia las enfermedades

Posicin anatmica: Se define como aquella en la que el cuerpo se encuentra erecto, con

los pies juntos, la cara, los ojos y las palmas de las manos orientadas hacia delante.

Sistema: Es el conjunto de rganos que tienen por finalidad el cumplimiento de un trabajo

de orden ms elevado, en donde los aparatos formados por rganos cuya constitucin

predomina un tejido recibe el nombre de sistema.

Tejido conectivo: Constituye clulas y fibras de unin.

Tejido: Los tejidos del cuerpo humano estn constituidos por conjuntos de clulas que

realizan una funcin determinada. Los diferentes tipos de tejidos son; epitelial, muscular,

seo, conectivo, hematopoytico, y nervioso. Varios tejidos pueden unirse para integrar un

rgano: asimismo varios rganos pueden estar en relacin funcional para constituir un

aparato o bien un sistema.

XIII

SIMBOLOGA

Vc = velocidad de corte (m/min)

D = dimetro del material expresado en (mm)

n = revoluciones por minuto (rpm)

c = constante de 1000 para (Sistema Internacional)

fn), = avance (mm/rev)

L = longitud a tornear (mm)

T = tiempo de trabajo (T)

Lb = holgura de doblado (mm)

(Considerando que el eje neutro se encuentre a la mitad)

T = es el espesor del slido

R = Restitucin

Y = esfuerzo de fluencia del material

E= mdulo de elasticidad

XIV

HIPTESIS

Es posible determinar las caractersticas dimensionales de un conjunto de implantes que se

adapten a los tamaos de reseccin observadas en las cirugas de tumores seos del hmero

proximal, as como los diferentes dimetros internos del canal medular en los hmeros de

los pacientes a los cuales se les coloca una prtesis de hmero proximal (PHP).

XV

JUSTIFICACIN

Los tumores seos afectan de manera nociva la salud de los pacientes, causando

discapacidad y en ocasiones pueden originar su fallecimiento. Tras los buenos resultados

obtenidos en la ciruga de implantes protsicos, en el rea de tumores seos del Instituto

Nacional de Rehabilitacin (INR), las endoprtesis para miembro superior han demostrado

ser una opcin favorable para preservar la articulacin glenohumeral.

Por tal motivo, el diseo del implante es propio del INR, y fue creado por el Dr. Genaro

Rico Martnez. Esta prtesis, consta de una corona, un vstago, una camisa, pernos y una

cabeza humeral, la cual que posee, un sistema de extensin que permite un alargamiento y

acortamiento en la seccin media del implante, cual permite ajustarse al tamao de la

reseccin del tumor.

No obstante, el problema que presenta el hospital de referencia, es la inexistencia de un set

de prtesis humerales, debido a que en repetidas ocasiones se llegan a solicitar al

fabricante, careciendo de un control en el dimensionamiento de las mismas, lo cual

ocasiona errores en la colocacin del implante durante la ciruga. As mismo, la

manufactura se lleva a cabo con mquinas convencionales, repercutiendo en la precisin,

tiempo de maquinado y costo de la prtesis.

Debido a ello, para resolver el problema actual, se propone la creacin de una tabla de

diseo, para llevar a cabo una parametrizacin del diseo actual, considerando las

mediciones del tamao del tumor, con base en un estndar en el diseo del implante. As,

una vez teniendo los diversas dimensiones del implante, la fabricacin se realizar con

ayuda de las herramientas CAD-CAM, con la finalidad de que el diseo y la manufactura

se logre con la mayor seguridad, precisin, rapidez y a un costo menor. Todo lo anterior,

con la ventaja de facilitar la eleccin del implante adecuado al cirujano ortopedista y

colaboradores durante la ciruga.

XVI

INTRODUCCIN

En el Instituto Nacional de Rehabilitacin (INR), se reciben alrededor de 20 pacientes con

tumores de hmero al ao, de los cuales aproximadamente el 10% son malignos. Despus

de la rodilla y la cadera, el hmero proximal es el tercer sitio ms comn de presentacin

de los sarcomas seos primarios. Los tumores que se presentan en el hombro, afectan con

mayor frecuencia al tercio proximal del hmero, por ello, la reseccin del tumor se realiza

en este sitio anatmico.

Desde el punto de vista clnico, las opciones para el tratamiento de este padecimiento son:

la desarticulacin, los injertos (autoinjertos, aloinjertos, xenoinjertos), artrodesis y prtesis

de reconstruccin, las cuales se colocan despus de eliminar quirrgicamente el tumor y

reconstruir la zona afectada, con el propsito de reparar la funcin del codo y la mano.

La necesidad de cirugas de revisin y de recambios protsicos, para la sustitucin de la

zona afectada, han incrementado considerablemente en los ltimos aos. El continuo

seguimiento de los pacientes con este padecimiento, es una actividad necesaria para el

diseo de las prtesis, que garanticen una mayor conservacin dentro del organismo,

consiguiendo a la par el control oncolgico de la lesin y lograr la mxima funcionalidad

musculoesqueltica.

Para ello, actualmente se emplea una endoprtesis, la cual suple la zona afectada por el

tumor, conserva la extremidad y restituye la funcin del codo. Las variaciones, en su

longitud total van desde 130 mm, hasta 150 mm. El vstago de la prtesis se inserta en el

canal medular del hmero y se bloquea mediante dos pernos en la parte inferior para

mantenerla en su lugar, evitando as la rotacin o el hundimiento.

Sin embargo, an no se tiene un estndar de las mediadas del implante, es decir si se

requiere que sea ms grande o ms pequea se manda hacer a esa medida en particular.

Este trabajo tiene el propsito de generar las dimensiones exactas y fabricar un set de

prtesis, que cumpla con las caractersticas de calidad, fiabilidad y flexibilidad, que se

ajusten a las caractersticas morfolgicas de un determinado paciente, a un menor costo.

A la fecha, se han encontrado diversas fuentes de informacin, con relacin al estudio

propuesto, como son:

Valencia1, en 2006, estudi prtesis no convencional para hmero proximal (PHP) cuando

era sometida a cargas fisiolgicas. Para ello, elabor un modelo de elementos finitos del

hmero con una PHP fabricada con dos distintos materiales, acero inoxidable 316-LVM y

la aleacin de titanio Ti-6Al-4V, ambos grado mdico.

1 Valencia Vera R. Anlisis biomecnico de una prtesis tumoral no convencional de hombro mediante el

mtodo del elemento finito. Tesis de Licenciatura en Ingeniera Mecnica. Facultad de Ingeniera, UNAM,

2006

XVII

Ojeda y cols.2, en 2007, elabor un estudio, con la ayuda de las herramientas CAD/CAE y

CAD/CAM para disear y programar la fabricacin personalizada de prtesis femorales.

Rico y cols.3, en 2008, realiz un estudio de la prtesis no convencional bloqueada para

cadera, en donde se hizo un estudio retrospectivo y se determinaron las principales

medidas anatmicas de fmures humanos de cadver, as como un estudio biomecnico

con la ayuda de elemento finito, en donde se llev a cabo el registro de los parmetros de

dimensionamiento del implante.

Estos, son algunos de los trabajos anteriores que se han venido desarrollando. Todo esto

con el fin, de tener una base cientfica en el desempeo de este tema para la fabricacin de

endoprtesis humerales.

2 Ojeda Daz CJ, Carln Yanayaco J, Saavedra Nio P, Moscol Len G, Almeida Llanos J. Diseo, anlisis

por CT y construccin por CAD/CAM de endoprtesis femoral personalizada: caso de una paciente con

subluxacin congnita. Memorias del 8 Congreso Iberoamericano de Ingenieria Mecanica. Cusco, Per, 23

al 25 de Octubre de 2007.

3 Rico Martnez G, Domnguez Hernndez VM, Muller JA, Delgado Cedillo EA, Miranda Roa JA, Montoya

CR. Diseo de una prtesis no convencional para cadera (RIMAG) a partir de mediciones de fmures

mexicanos. Acta Ortopdica Mexicana. 2008, 22(2):70-79.

XVIII

OBJETIVO GENERAL

Determinar los parmetros para el diseo y la manufactura de una prtesis tumoral de

hombro, empleando herramientas CAD-CAM.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Hacer un estudio retrospectivo de pacientes que fueron candidatos a prtesis de hombro del ao 2003 a 2009, en el rea de tumores seos del INR.

Identificar las dimensiones de la prtesis actualmente utilizada, estableciendo los rangos de medidas para la realizacin de una tabla de diseo y su posterior

parametrizacin.

Dibujar, simular y programar el cdigo para la manufactura del implante.

Seleccin del tipo de material a emplear en el prototipo de la prtesis.

Fabricacin de cada uno de los componentes que integran el implante.

XIX

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los tumores seos son poco frecuentes, surgen por un conjunto de factores fsicos,

qumicos y biolgicos que intervienen en el organismo. La tasa de mayor incidencia de los

tumores seos con grado de malignidad, se localiza en el fmur, tibia y hmero.

Al llevar acabo la salvacin del miembro superior, es importante la conservacin en lo

posible de elementos anatmicos del hombro para tratar de mantener la estabilidad y

funcin biomecnica de la extremidad.

Actualmente, la prtesis es a travs del proveedor, en donde el cirujano ortopedista junto

con su equipo, analizan la radiografa del paciente, registrando las dimensiones del tumor.

Con base en esta informacin se determina las dimensiones de una sola prtesis.

Posteriormente, se indican al proveedor las medidas obtenidas, y se afinan los detalles de

diseo que tendr la prtesis. Es importante indicar que las medidas no siguen un patrn

preestablecido para la manufactura del implante, es decir, el cirujano no cuenta con un

diseo base parametrizado y cuando nuevamente requiere de una nueva prtesis, mide

nuevamente las radiografas del paciente en turno.

Ante la problemtica de no contar con un diseo base y su parametrizacin, provoca que se

requiera tomar demasiado tiempo en decidir cul es la prtesis idnea para cada paciente,

as mismo en ocasiones se registran dimensionamientos errneos, lo que repercute en la

calidad y la fiabilidad de la prtesis. Debido a esto, se ha planteado la necesidad de crear

un diseo base y su parametrizacin para construir un set de prtesis humerales, con base

en los antecedentes del propio instituto.

El surgimiento de las tcnicas de imagen empleadas para este tipo de padecimiento, han

permitido una mejora en la calidad de vida de los pacientes, as como una menor

recurrencia local del tumor. Las diversas opciones de tcnicas quirrgicas, como los

injertos seos y la ciruga conservadora de implantes protsicos, han tenido un gran

impacto en el progreso de diseos, destinados a ser lo ms afn a los movimientos del

brazo humano. La reconstruccin del humero proximal es compleja, debido a que es una de

las articulaciones con el mayor rango de movilidad, as como por la compleja anatoma

debido a los tejidos blandos y msculos adyacentes que posee.

Por ltimo, en la actualidad la PHP se fabrica empleando mquinas-herramienta

convencionales, por lo que presentan variaciones en las dimensiones especificadas y

cambios en los acabados superficiales del implante. Por ello, se plantea la necesidad de

implementar la fabricacin del set de prtesis empleando mquinas-herramienta con

control numrico computarizado (CNC), las cuales permitirn reducir significativamente

las variaciones dimensionales no deseadas, as como mejorar y uniformizar el acabado

superficial de los implantes. De igual forma se pueden reducir costos de produccin en el

mediano y largo plazo.

CAPTULO I: GENERALIDADES

1

CAPTULO

I

En este captulo se hace referencia a la

anatoma del miembro superior,

iniciando por la estructura del tejido

seo, las propiedades mecnicas del

hueso, y finalmente los arcos de

movilidad que posee el brazo.

GENERALIDADES


2

1.1 SISTEMA ESQUELTICO

El esqueleto est conformado por huesos y cartlagos, unidos mediante articulaciones

que dan soporte al cuerpo y lo mantienen rgido. La proporcin de hueso y cartlago en

el esqueleto cambia conforme el cuerpo se desarrolla, entre ms joven es la persona ms

cartlago posee. El hueso constituye la base del esqueleto y se caracteriza por una matriz

calcificada, siendo uno de los tejidos ms dinmicos y metablicamente activos del

cuerpo, asimismo tiene la capacidad de regenerarse en el transcurso de la vida [1].

1.1.1 Estructura del esqueleto

El sistema esqueltico est dividido en dos partes funcionales, figura 1.1:

El esqueleto axial.- compuesto por los huesos de la cabeza (crneo), cuello (vrtebras cervicales), tronco (costillas, esternn y sacro) y huesos planos en

general que varan su configuracin segn la funcin que desempeen.

El esqueleto apendicular.- lo constituyen todos los huesos de los miembros (extremidades), incluidos los que forman la cintura escapular y plvica [1, 2].

Figura 1.1 Esqueleto axial y apendicular. (Keith L. Moore, Arthur F. Dalley II. Anatoma con

Orientacin Clnica. Quinta Edicin. Editorial Mdica Panamericana. Mxico 2008) [1].


3

1.1.2 Composicin sea

El tejido seo es el principal componente del hueso y del sistema esqueltico. Ejerce

funciones de soporte a las partes blandas del cuerpo, contiene las articulaciones y

proporciona inserciones a los msculos implicados en la locomocin. La composicin

del tejido seo se divide en dos componentes: la matriz sea y sus clulas [2, 3].

1.1.2.1 Matriz sea

Es el sitio en donde se encuentran dos componentes: el inorgnico y el orgnico. La

porcin inorgnica del hueso es del 50%, compuesto por calcio y fosfato en forma de

pequeos cristales de hidroxiapatita, lo que provoca que el tejido sea duro y rgido.

Mientras que el componente orgnico proporciona al hueso su flexibilidad y elasticidad.

La composicin del hueso depende de la edad de la persona, si presenta algn

padecimiento o bien su herencia gentica. El 85% de agua se encuentra en la matriz

orgnica, alrededor de las fibras de colgeno las cules forman el 25% del peso seco del

hueso, el 15% restante de agua se aloja en las cavidades en donde se encuentran las

clulas seas, las cules transportan nutrientes al tejido seo. La matriz sea tiene una

gran durabilidad y estabilidad, pudiendo permanecer prcticamente inalterable y

mantiene su resistencia durante siglos despus de que el organismo haya muerto [2].

1.1.2.2 Clulas seas

Este tejido consta de cuatro tipos celulares: clulas ostegenas u osteoprogenitoras,

osteoblastos, osteocitos y osteoclastos, de las cules las tres primeras son una misma

estirpe celular en distintas etapas madurativas, figura 1.2.

a) Clula osteoprogenitora

Proviene de la clula mesenquimal del tejido conjuntivo, la cual presta la potencialidad

de convertirse en osteoblasto. Se encuentra en el endostio y capa interna del periostio de

los huesos, as como en las superficies internas de los conductos de Havers y

Wolkmann, siendo su funcin principal la reserva celular capaz de diferenciarse cuando

sea preciso en osteoblastos u osteocitos. Son ms activas durante la fase de crecimiento

seo y en aquellas situaciones en las que es necesaria la formacin de tejido seo, como

es la reparacin de fracturas.

b) Osteoblastos

Proceden de las clulas osteoprogenitoras y son los encargados de la formacin del

hueso, su principal funcin es la sntesis y segregacin de los componentes orgnicos de

la matriz sea, como son: los precursores de las fibras colgenas, proteoglicanos y

glicoprotenas para la remodelacin y resistencia del hueso.


4

c) Osteocitos

Son las clulas principales del tejido seo debido a que lo mantienen vivo, residen en

las lagunas u osteoplasmas formadas en el centro de la matriz calcificada, son los

encargados de construir la matriz sea (slida y mineralizada). Ms del 90% de las

clulas seas de una persona adulta son osteocitos. Las dos funciones fundamentales de

los osteocitos son:

1) Detectar cambios en los estmulos mecnicos a los que el hueso es expuesto, emitiendo seales a las clulas encargadas del remodelado seo (osteoblastos y

osteoclastos). Permitiendo que el hueso se adapte a las necesidades mecnicas,

respondiendo a los cambios de formacin sea.

2) Detectar el microdao en el hueso, inducido por fatiga.

d) Osteoclastos

Clula de gran tamao que se forma en la mdula sea, cuya funcin consiste en

absorber y eliminar el tejido no deseado. Se ubican principalmente en el endostio

formando pequeas depresiones llamadas Lagunas de Howship. El papel fundamental

del osteoclasto es la degradacin del tejido seo, con esto se evita que el hueso llegue a

ser muy grueso y pesado [2, 4-6].

a) b)

Figura 1.2 a) Tejido seo esponjoso. b) Detalle del corte transversal de una trabcula. (Tortora G, Grabowski

S. Principios de Anatoma y Fisiologa. Tercera edicin. Editorial Harcourt Brace, Madrid, Espaa 1999) [4].


5

1.1.3 ESTRUCTURA DEL TEJIDO SEO

El arreglo estructural del hueso lo constituye la mdula sea, periostio, endostio y

cartlago articular, figura 1.3:

Mdula sea

Existen dos tipos de mdula sea:

Mdula sea roja: Es la zona potencial de formacin de clulas sanguneas rojas,

blancas y plaquetas (proceso de hematopoyesis). Esta mdula sea la encontramos en

los espacios que dejan las fibras del hueso esponjoso, as como tambin en la estructura

interna de los huesos largos (difisis) llamado Conducto Medular.

Medula sea amarilla: Es un tejido adiposo que se localiza en los canales medulares de

la difisis en los huesos largos, en donde a travs del tiempo se logra una conversin de

mdula roja a amarilla. A la edad de 20 a 25 aos se completa y slo hay mdula roja en

porciones de las vrtebras, esternn, costillas, clavculas, escpulas, crneo, metfisis

del fmur y del hmero.

Periostio

Es una capa delgada de tejido fibroso que se encuentra en la superficie exterior del

hueso, al cual se fijan los msculos, los tendones y los ligamentos. El periostio genera

clulas para el crecimiento y la reparacin del hueso; posee, adems una inervacin muy

rica por lo que su sensibilidad al dolor es muy alta.

Endostio

Es la superficie de separacin entre el hueso y la mdula, se localiza en la parte interna

de la difisis.

Cartlago articular

Es una fina capa de cartlago hialino que recubre la epfisis donde el hueso se articula

con otro hueso, lugar en donde preferentemente se produce la calcificacin del cartlago.

Finalmente reduce la friccin, absorbe choques y vibraciones [4, 7].

Figura 1.3 Estructura del tejido seo. (Tortora G, Grabowski S. Principios de Anatoma y

Fisiologa. Tercera edicin. Editorial Harcourt Brace, Madrid, Espaa 1999) [4].


6

1.1.4 Tipos de tejido seo

Existen dos tipos de tejido seo: el hueso cortical compacto y el hueso esponjoso

trabecular, distinguindose por la cantidad de materia slida y por el nmero de

trabculas que contienen, figura 1.1.4.

1.1.4.1 Hueso cortical compacto

Est formado por una cubierta externa solida o corteza del hueso. Proporciona una

estructura resistente a cargas mecnicas que se ejercen sobre el hueso, permitindole

cumplir funciones de proteccin y soporte. Tiene una estructura de lminas o anillos

concntricos alrededor de canales centrales llamados canales de Havers que se

extienden longitudinalmente. Los canales de Havers estn conectados con otros canales

llamados canales de Volkmann que perforan el periostio. Ambos canales son utilizados

por lo vasos sanguneos, linfticos y nervios para extenderse por el hueso. La mayor

parte del tejido seo compacto se concentra en la difisis de los huesos largos.

1.1.4.2 Hueso esponjoso trabecular

Se compone de trabculas las cules forman una estructura esponjosa dejando huecos

que estn llenos por mdula sea roja. En las paredes de las trabculas estn los

osteocitos, los cuales permiten el intercambio de nutrientes con los vasos sanguneos

penetrando directamente en el hueso esponjoso. Quien es el principal constituyente de la

epfisis de los huesos largos y del interior de la mayor parte de los huesos [1, 2, 5]

Figura 1.4 Secciones transversales del hmero. (Keith L. Moore, Arthur F. Dalley II.

Anatoma con Orientacin Clnica. Quinta Edicin. Editorial Mdica Panamericana.

Mxico 2008) [1].


7

1.5 Clasificacin de los huesos

Los huesos se clasifican de acuerdo a su forma y tamao en:

Huesos largos:

Son huesos tubulares, en donde predomina su longitud con respecto al resto de sus

dimensiones. Las diferentes partes de un hueso largo reciben distintos nombres, segn

su desarrollo, figura 1.5. La porcin tubular (o difisis) se osifica primero y esta se

encuentra en la parte media del hueso, separada por las placas de crecimiento de los

centros secundarios de osificacin (o epfisis) los cules por lo general se localizan en

los extremos del hueso.

La parte de la difisis adyacente a la placa de crecimiento se denomina metfisis y

tienen una irrigacin particularmente rica. Cuando el crecimiento longitudinal del hueso

finaliza, las placas de crecimiento desaparecen y la epfisis se fusiona con la difisis,

creando una estructura con forma de sutura que se le conoce con el nombre de

sinostosis. La fusin epifisiaria de los huesos sucede progresivamente desde la pubertad

hasta la madurez.

Huesos cortos:

Son huesos pequeos como los tarsianos, carpianos y las vrtebras, miden

aproximadamente lo mismo en todas las direcciones y son trapezoidales, en forma

cbica, cuneiformes o de forma irregular.

Figura 1.5 Desarrollo y crecimiento de un hueso largo. (Keith L. Moore, Arthur F.

Dalley II. Anatoma con Orientacin Clnica. Quinta Edicin. Editorial Mdica

Panamericana. Mxico 2008) [1].


8

Huesos planos:

Usualmente presentan formas que protegen a las partes blandas del cuerpo. En este tipo

de hueso existen dos dimensiones similares y una mucho menor (el espesor), son

ejemplo de huesos planos: los huesos del crneo, el esternn, las costillas y la escpula.

Huesos irregulares:

Son aquellos en que por su forma anormal e impar no pueden clasificarse en los grupos

anteriores; por ejemplo: las vrtebras o los huesos de la cara.

Huesos sesamoideos:

Son huesos pequeos y redondeados, se desarrollan en los tendones justo en los puntos

en donde cruzan los extremos de los huesos largos: protegen los tendones debido al

desgaste excesivo); por ejemplo: la rtula [1].

1.1.6 Remodelacin sea

El tejido seo est bajo continua regeneracin en el transcurso de la vida del ser

humano, sustituyendo el hueso viejo por hueso nuevo. El hueso es un tejido dinmico

en constante formacin y reabsorcin. Este fenmeno equilibrado, denominado proceso

de remodelado, permite la renovacin de un 5 a un 15% del hueso total al ao en

condiciones normales [8].

El remodelado seo consiste en la reabsorcin de una cantidad determinada de hueso

llevada a cabo por los osteoclastos, as como la formacin de la matriz osteoide por los

osteoblastos y su posterior mineralizacin (este proceso lleva aproximadamente 2 3

meses), completndose la remodelacin sea. Este fenmeno tiene lugar en pequeas

reas de la cortical o de la superficie trabecular, llamadas unidades bsicas de

remodelado seo.

Desde un punto de vista histolgico, el hueso es un tejido conjuntivo mineralizado muy

vascularizado e inervado, que est estructurado en laminillas de matriz osteoide

calcificada. La disposicin de estas laminillas es la que determina que el hueso sea

cortical o esponjoso [9].

El control de la remodelacin sea no ha sido comprendido completamente, diversos

autores fueron relacionados con la remodelacin sea, tales como: Meyer & Culmann

(1867), Julius Wolff (1892), Wilhelm Roux (1895), Cowin y Hegedus (1976) y Rik

Huiskes (1995), por citar algunos. Aunque se ha debatido este proceso de remodelado

seo, en teoras sobre esfuerzos mecnicos implicados en el tejido seo, hiptesis de

trayectorias de esfuerzos, entre otras. Es necesario considerar, que los estudios con

anlisis de elementos finitos pueden indicarnos con mayor exactitud la orientacin de

los principales esfuerzos en la arquitectura del hueso. Sin embargo, a nivel celular se

lleva a cabo la transformacin del tejido seo, debido a la actividad biolgica que se

presenta en la citologa del hueso [9, 10].


9

1.1.7 Envejecimiento del hueso

El envejecimiento del hueso es un proceso fisiolgico caracterizado por una deficiencia

progresiva en los mecanismos del tejido trabecular y cortical, que vara de manera

gradual con el paso de los aos.

Su principal consecuencia es el aumento de la fragilidad del tejido con probabilidad a la

fractura, ocasionada por la prdida de densidad mineral sea, resultando la destruccin

de la microarquitectura interna del hueso. A nivel del hueso esponjoso, las trabculas se

transforman en solo columnas, perdindose la red tridimensional trabecular, y por ende

se alteran las propiedades biomecnicas del hueso, figura 1.6.

Con el paso de los aos el hueso cortical produce un aumento de crecimiento peristico

y una disminucin del crecimiento endstico. Resultando que en la difisis exista un

aumento en su cavidad medular.

Durante el proceso de envejecimiento, los componentes orgnicos e inorgnicos del

hueso tienden a disminuir y esto da lugar a la osteoporosis, una reduccin en la cantidad

de hueso, o atrofiamiento del tejido esqueltico. Los huesos se fragilizan, perdiendo su

elasticidad, por lo que se incrementa considerablemente el riesgo de sufrir fracturas

[11].

a) b)

1.2 PROPIEDADES MECNICAS DEL HUESO

El hueso es un material compuesto (composite), debido a que posee dos sustancias o

fases, una mineral y otra orgnica, lo que le proporciona una gran resistencia como

tejido vivo.

El hueso tiene tres propiedades mecnicas fundamentales que son la resistencia, la

rigidez y la elasticidad. Si una carga se aplica en una direccin conocida sobre una

estructura, la deformacin de esta estructura puede ser medida y representada en una

Figura 1.6 a) Hueso normal. b) Hueso osteoportico. (Sol Nolla Joan Miquel, Blanch Rubi Josep,

Moraes Piga Antonio, Morillas Lpez Luis, Rodrguez de la Serna Arturo, Herrero-Beaumont

Gabriel. Enfermedades seas. Sociedad Espaola de Reumatologa. Editorial Masson. Espaa 1948-

1998.) [11].


10

curva de esfuerzo-deformacin de la figura 1.7, en donde se pueden observar tres

parmetros para determinar la resistencia de una estructura las cuales son: la carga y la

deformacin que la estructura puede soportar, as como la energa que se puede

almacenar antes del colapso, de esta manera entre ms grande sea el rea bajo la curva,

mayor es la energa que se absorbe en la estructura a medida en que se aplica la carga.

La rigidez de la estructura se indica por la pendiente de la curva en la regin elstica. En

la medida en que la pendiente es ms pronunciada, el material es ms rgido, figura 1.7.

La rigidez de un material o el modulo de Young E, es igual a la pendiente de la curva

esfuerzo-deformacin en la regin elstica, en donde E representa a la rigidez del

material de modo que si el mdulo de Young es ms elevado, ms rgido ser el

material. Los valores tpicos para el hueso trabecular es un modulo de Young de 75.5

MPa, y de 17.0 GPa para el hueso cortical [12].

El hueso cortical es ms rgido que el hueso esponjoso, soportando mayor carga pero

menos deformacin antes del colapso, su estructura tubular es adecuada para soportar

cargas de compresin, tensin, flexin y torsin.

Desde el punto de vista mecnico, el hueso esponjoso en pruebas in vitro se ha

demostrado que puede soportar hasta un 50% de deformacin antes de exceder el lmite

elstico, debido a su estructura porosa tiene una gran capacidad para el almacenamiento

de energa [12].

La mayor resistencia del hueso se observa entre los 20 y 40 aos, el hueso cortical

disminuye su mdulo elstico un 2% cada dcada sobre todo a partir de los 50 aos [11-

13].

Figura 1.7 Curva esfuerzo-deformacin para una estructura compuesta de un material

cualquiera. (Frankel Victor H., Nordin Margareta. Biomecnica del hueso) [12].


11

En la Tabla 1.2 muestra las propiedades mecnicas de algunos biomateriales.

Propiedades mecnicas de biomateriales

Resistencia

(MPa)

Mdulo de

Elasticidad

(GPa)

Elongacin

(%)

Metales

Aleacin Cr-Cb 655 248 8

Acero Inoxidable 316 LVM 850 210 10

Aluminio puro 300 70 60

Aleacin Ti 6Al 4V

Polmero

900

20

110 15

Cementos seos 20 2-4

Biolgico

Hueso cortical 100-150 10-17 1-3

Hueso trabecular 8-50 73-76 2-4

Tendn, ligamento 20-35 2.0-4.0 10-25

1.3 ANATOMA ESTRUCTURAL DEL HOMBRO

El miembro superior se caracteriza por la coordinacin de movimientos y la habilidad

para sostener, golpear y manipular objetos de forma eficiente.

De un modo similar los miembros superior e inferior comparten muchas caractersticas

comunes entre s, sin embargo, son lo suficientemente distintos en estructura, debido a

sus funciones y capacidades, el miembro superior no suele soportar mucho peso ni

participar en la locomocin, su resistencia mecnica ha sido sacrificada para ganar

movilidad [1, 15].

Tabla 1.2 Propiedades mecnicas de los biomateriales (Biomecnica del hueso

Frankel Victor H., Nordin Margareta) [12].


12

La figura 1.8 muestra cada uno de los huesos que componen al miembro superior.

1.3.1 Complejo articular del hombro

El hombro a su vez comprende las articulaciones glenohumeral, acromioclavicular,

esternoclavicular y escapulotorcica, as como las estructuras musculares que actan

sobre ellas para producir movilidad en la articulacin, figura 1.9.

La articulacin esternoclavicular, comprende el extremo medial, uniendo al miembro

superior directamente al torx.

As mismo, la articulacin acromioclavicular, se encuentra entre el extremo lateral de la

clavcula y el acromion de la escpula, es sometida a elevadas cargas transmitidas desde

la musculatura del pecho a la extremidad superior.

El comportamiento de la articulacin glenohumeral es esferoidal multiaxial con la

mayor libertad de movimiento del cuerpo, con un pobre perfil seo y estabilidad

principalmente por msculos, la mayor parte del movimiento se produce en la cavidad

glenohumeral. Las superficies articulares son la cabeza humeral y la cavidad glenoidea

de la escpula.

La cavidad glenoidea es poco profunda y es capaz de contener slo aproximadamente

un tercio del dimetro de la cabeza humeral. Se ha encontrado menos de 1.5 mm de

traslacin de la cabeza humeral sobre la superficie glenoidea en sujetos normales

durante un arco de movimiento de 30. As el movimiento de la articulacin

glenohumeral es casi puramente rotacional [16].

Figura 1.8 Huesos del miembro superior (Keith L. Moore, Arthur F. Dalley II. Anatoma con

Orientacin Clnica. Quinta Edicin. Editorial Mdica Panamericana. Mxico 2008) [1].


13

La estabilidad que tiene el miembro superior es proporcionada por las estructuras

capsulares, ligamentarias y musculares que rodean la articulacin glenohumeral.

Finalmente la articulacin escapulotorcica, est constituida por la articulacin

acromiclavicular y esternoclavicular en combinacin con la escpula y el trax. [3, 14-

16].

1.3.2 Hmero

Es el hueso ms largo del miembro superior, se articula con la escpula en la

articulacin glenohumeral, con el radio y cbito en el codo.

La superficie articular del hmero en el hombro es de forma esfrica, con un radio de

curvatura aproximado de 2.25 cm. Los ligamentos y msculos mantienen la estabilidad

glenohumeral perfilando la cabeza humeral para que la tensin producida constituya una

fuerza restrictiva hacia el centro de la articulacin. Presenta como en todos los huesos

largos, la difisis y dos extremos que constituyen la epfisis. En la figura 1.10 se

muestran las partes que constituyen el hmero.

La cabeza del hmero presenta dos protuberancias: la tuberosidad mayor o troquiter y la

tuberosidad menor o troqun, entre las dos tuberosidades se encuentra la corredera

bicipital, la cual envuelve el tendn de la cabeza larga del msculo bceps braquial.

La mitad superior del cuerpo del hmero est bien redondeada, pero por debajo del

punto medio llega a ser un prisma aplanado hasta que se une con la epfisis inferior en el

extremo distal del hueso, en donde se encuentra el cndilo, el cul es ancho y plano,

1. Figura 1.9 Estructuras seas del hombro y sus cuatro articulaciones esternoclavicular, acromioclavicular, glenohumeral, escapulotorcica. (H. Fu Freddie, Ticker Jonathan B,

Imhoff Andreas B. Atlas de ciruga del hombro. Editorial Masson) [15].


14

presentando una superficie articular ancha dividida en compartimientos lateral y medial

por un borde central.

La trclea es el segmento medial de la superficie articular de la parte inferior del

hmero, superior a la superficie posterior de la trclea se encuentra la fosa

oleocraneana, en la cual entra parte del olcranon del cbito cuando el brazo est

completamente extendido. El epicndilo es una protuberancia sea pequea que se sita

en la parte lateral de la superficie articular inferior del hmero. La epitrclea, es una

tuberosidad diferente, la cual proporciona inserciones a ligamentos de la articulacin del

codo y msculos flexores del antebrazo [16, 17]

a) b)

Figura 1.10 a) Vista anterior del hmero. b) Vista posterior del hmero. (H. Fu Freddie, Ticker

Jonathan B, Imhoff Andreas B. Atlas de ciruga del hombre. Editorial Masson) [15].


15

As mismo, la cabeza humeral tiene la forma de media esfera, presenta una inclinacin

con respecto a la difisis de 130 a 150 y una retroversin de 20-30 como se observa

en la figura1.11. [3, 16]

1.3.3 Clavcula

Es un hueso con doble curva, en forma de s, los dos tercios mediales del cuerpo son

convexos anteriormente mientras que el extremo lateral es cncavo. Conecta al

miembro superior con el tronco y sirve como un soporte rgido, figura 1.12.

Aunque la clavcula sea un hueso largo, no tiene cavidad medular, consiste de un hueso

esponjoso con una cubierta externa de hueso compacto.

La elevacin de la extremidad superior se asocia con la rotacin y con la elevacin de la

clavcula. Se tiene aproximadamente 4 de elevacin clavicular para cada 10 de

elevacin del brazo. El movimiento se produce principalmente en la articulacin

esternoclavicular [16, 17].

Figura 1.11 Retroversin e inclinacin de la cabeza del hmero. Miralles Rull R. Biomecnica

clnica de los tejidos y las articulaciones del aparato locomotor. Segunda Edicin. Editorial

Masson. [3].

Figura 1.12 Vista inferior de la clavcula izquierda (Rockwood, Matsen, Wirth & Lippitt.

Hombro. Tomo I. Tercera Edicin. Editorial Marbn. Madrid. Espaa 2006) [16].


16

1.3.4 Escpula

Es un hueso plano triangular situado en la parte posterolateral del trax, sirve de unin

entre el tronco y la extremidad superior. La escpula es capaz de realizar considerables

movimientos aportando grandes superficies y bordes para inserciones musculares en la

pared torcica, de la articulacin escapulotorcica, figura 1.13, esta estructura constituye

la base desde la que se mueve el miembro superior, lo que le permite al brazo moverse

libremente.

1.4 FISIOLOGA DEL HOMBRO

La fisiologa de la articulacin proximal del miembro superior, es la ms mvil de todas

las articulaciones del cuerpo humano. De esta forma es considerada como una de las

articulaciones de mayor complejidad, debido a que se requiere hacer el estudio de cada

uno de los movimientos que se ejercen sobre ella [18].

1.4.1 Planos anatmicos y ejes de movimiento del miembro superior

Las descripciones anatmicas se basan en tres planos imaginarios (sagital, frontal, y

horizontal) que se intersectan en el cuerpo en posicin anatmica figura 1.14.

A. Plano sagital.- En este plano se encuentra el eje anteroposterior (2), que pasa a travs del cuerpo y lo divide en parte derecha y parte izquierda,

permitiendo los movimientos de abduccin y aduccin.

B. Plano frontal (coronal).- En este plano se localiza el eje transversal (1), que atraviesa el cuerpo en ngulo recto, de manera que dividen el cuerpo en

anterior (parte delantera) y posterior (parte trasera), permitiendo los

movimientos de flexin y extensin.

Figura 1.13 Escpula derecha. (Rockwood, Matsen, Wirth & Lippitt. Hombro. Tomo I.

Tercera Edicin. Editorial Marbn. Madrid. Espaa 2006) [16].


17

C. Plano horizontal.- En este plano se ubica el eje vertical (3) que cruza el cuerpo en ngulo recto respecto a los planos frontal y sagital, dividiendo el

cuerpo en una parte superior y una inferior.

El principal uso de los planos es la descripcin de secciones, debido a que aportan

visiones al anatomista, permitiendo mostrar estructuras internas del organismo.

El eje longitudinal del hmero (4) permite la rotacin externa/interna del brazo.

a) b)

El trmino proximal, se usa para ubicar una seccin o parte ms prxima a los puntos

de insercin de un miembro (extremidad), a diferencia del trmino distal que se emplea

para ubicar zonas alejadas de la posicin central de una estructura lineal, por ejemplo la

articulacin del codo es proximal con respecto a la de la mueca, pero distal en relacin

al hombro [16-18].

1.4.2 Trminos de movimiento del hombro

Los movimientos que se producen en las articulaciones se denominan tambin, con una

terminologa especfica, como lo siguiente:

1.4.2.1 Flexin y extensin

Se define como flexin a cualquier movimiento hacia delante. Que se consigue rotando

la articulacin escapulohumeral de 0-90. A diferencia de la extensin que consiste en

llevar el miembro superior hacia atrs, alcanzando una amplitud de 45-50, figura 1.15

[18-20].

Figura 1.14 a) Planos del espacio del miembro superior. b) Ejes de movimiento del hmero.

(Kapandji AI. Fisiologa Articular Miembro Superior. Quinta Edicin. Editorial Panamericana.

Madrid, Espaa 2001) [18].


18

a) b)

1.4.2.2 Aduccin y abduccin

La abduccin es el movimiento que aleja el miembro superior del tronco y se eleva

hasta 180, a este movimiento de 0 a 90 se le conoce como abduccin y se realiza en

el plano frontal, figura 1.16. En la aduccin el miembro superior se acerca al plano de

simetra y como es mecnicamente imposible debido a la presencia del trax, slo es

posible s va unido a una retropulsin, en la cual la aduccin es muy leve o a una

antepulsin en la que la aduccin alcanza de los 30 a 45 [18, 21].

a) b)

Figura 1.15 a) Movimientos de flexin y b) extensin del hombro. (Kapandji AI. Fisiologa

Articular Miembro Superior. Quinta Edicin. Editorial Panamericana. Madrid, Espaa 2001) [18].

Figura 1.16 a) Movimiento de abduccin del hombro. b) Movimiento de aduccin del hombro.

(Kapandji AI. Fisiologa Articular Miembro. Superior. Quinta Edicin. Editorial Panamericana.

Madrid, Espaa 2001) [18].


19

1.4.2.3 Circunduccin

Es un movimiento circular, debido a que es una combinacin de flexin, extensin,

abduccin y aduccin. La circunduccin puede ocurrir en cualquier articulacin que

pueda realizar todos los movimientos antes mencionados [18, 21].

1.4.3 Msculos escapulohumerales del miembro superior

Son seis los msculos escapulohumerales que pasan desde la escpula del hmero y

actan sobre la articulacin escapulohumeral: el deltoides, redondo mayor y los

msculos del manguito rotador, los cules son: supraespinoso, infraespinoso, redondo

menor y subescapular, figura 1.17.

Deltoides.- Es un msculo potente, grueso y rugoso que cubre el hombro, es capaz de

actuar como msculo de soporte resistiendo y estabilizando el desplazamiento de la

cabeza del hmero en la cavidad glenoidea durante los movimientos del miembro

superior. Las partes anterior y posterior se usan para balancear los brazos durante la

marcha, durante los primeros 15 de abduccin, el deltoides es asistido por el

supraespinoso.

Redondo mayor.- Es un msculo grueso y redondeado de forma ovalada. Aduce y rota

medialmente el brazo y puede ayudar a extenderlo desde la posicin de flexin,

logrando ser un importante estabilizador de la cabeza humeral.

Msculos del manguito de los rotadores.- Son denominados a cuatro de los msculos

escapulohumerales: supraespinoso, infraespinoso, redondo menor y subescapular,

debido a que forman un manguito rotador musculocutneo alrededor de la articulacin

glenohumeral.

Supraespinoso: A excepcin de este msculo, son rotadores del hmero, inicia y

concurre al deltoides en los primeros 15 de abduccin del brazo, compuesto por

tendones unido a una capa fibrosa que protege la articulacin y le da estabilidad.

Infraespinoso: Esta parcialmente cubierto por el deltoides y el trapecio, ayuda a

consolidar la articulacin glenohumeral, logrando ser un potente rotador lateral del

hmero.

Redondo menor: Es un msculo estrecho y alargado que se encuentra escondido por el

deltoides. Trabaja con el infraespinoso para rotar lateralmente el brazo y asiste en la

aduccin.

Subescapular: Es un msculo grueso y triangular, que se encuentra en la superficie

costal de la escpula. Es el rotador medial primario del brazo y tambin es aductor,

unindose al resto de los msculos del manguito de los rotadores de la sujecin de la

cabeza humeral en la cavidad glenoidea durante los movimientos de la articulacin

glenohumeral (estabilizando codo, mueca y mano) [20-23].


20

1.4.4 Flexin y extensin horizontal

La flexin horizontal es un movimiento que asocia la flexin y aduccin de 140 de

amplitud, logrando activar los msculos: deltoides, subescapular, pectorales (mayor y

menor) y serrato mayor, figura 1.18.

La extensin horizontal es un movimiento que relaciona la extensin y la aduccin de

menor amplitud, 30-40activando los siguientes msculos: deltoides, supraespinoso,

infraespinoso, redondos (mayor y menor), romboides y trapecio [19, 20].

Figura 1.17 Uniones musculares del miembro superior. Netter, M.D. Frank. H. Atlas de Anatoma

Humana Tercera Edicin. Editorial Masson [23].


21

a) b)

1.4.7 Rotacin interna y externa del brazo

Se trata de la rotacin voluntaria o adjunta de las articulaciones con tres ejes y tres

grados de libertad. Para medir la amplitud de los movimientos de la rotacin interna es

obligatoria la flexin del codo a 90 logrando una amplitud de 95 con una

aproximacin hacia el plano sagital, es realizado por el msculo subescapular y el

redondo mayor [20-22].

La rotacin externa con una amplitud de 80, no llega a los 90, y es realizado por los

msculos supraespinoso, infraespinoso y redondo menor, para lograrlo es importante el

alejamiento del brazo hacia el costado, figura 1.19.

Figura 1.18 a) Flexin horizontal del hombro. b) Extensin horizontal del hombro. (Kapandji AI.

Fisiologa Articular del Miembro. Superior. Quinta Edicin. Editorial Panamericana. Madrid,

Espaa 2001) [18].

Figura 1.19 Rotacin interna y externa del brazo. (Kapandji AI. Fisiologa Articular

Miembro. Superior. Quinta Edicin. Editorial Panamericana. Madrid, Espaa 2001) [18].


22

CAPTULO I

REFERENCIAS

1. Moore KL, Dalley A. Anatoma con Orientacin Clnica. Quinta Edicin. Editorial Mdica Panamericana. Mxico 2008.

2. Jacob A, Francote M, Lossaw S. Anatoma y Fisiologa Humana. Cuarta Edicin. Editorial Interamericana- Mc Graw Hill, Madrid, Espaa 1999.

3. Miralles Rull R. Biomecnica clnica de los tejidos y las articulaciones del aparato locomotor. Segunda Edicin. Editorial Masson. Madrid, Espaa 2000.

4. Tortora G, Grabowski S. Principios de Anatoma y Fisiologa. Tercera Edicin. Editorial Harcourt Brace. Madrid, Espaa 1999.

5. Sobotta J. Atlas de Anatoma Humana Tomo 1. Vigsima Edicin. Editorial Panamericana. Madrid, Espaa 1994.

6. Prez TR. Principios de Patologa. Tercera Edicin. Editorial Panamericana. Mxico 1990.

7. Anthony C. Anatoma y Fisiologa. Novena Edicin. Editorial Iberoamericana. Mxico 1997.

8. Mandalunis PM. Remodelacin sea. Actualizaciones en Osteologa. 2006. Vol 2, No 1, pp 16-18.

9. Jovanovic JD, Jovanovic M Lj. Biomechanical model of vertebra based on bone remodeling. Medicine and Biology. 2004. Vol 11, No 1, pp 35-39.

10. Huiskes R. If bone is the answer, then what is the question? Orthopaedic Research Laboatory, 1999. pp. 145-156.

11. Sol NJM, Blanch RJ, Moraes PA, Morillas LL, Rodrguez de la Serna A, HG. Enfermedades seas. Sociedad Espaola de Reumatologa. Editorial Masson.

Espaa 1948-1998.

12. Frankel VH, Nordin M. Biomecnica bsica del sistema musculoesqueltico. Tercera Edicin. Editorial Mc Graw Hill, Madrid, Espaa 2001.

13. Gutirrez GJ. El proceso de remodelacin sea. AAPAUNAM. Volmen 4, Nmero 3. Jul.-Sep.2008.

14. Della Valle CJ, Rokito AS, Birdzell GM, Zuckerman JD. Biomecnica del hombro. Cuarta Edicin. Editorial Springer. Mxico 2007.


23

15. H. FF, Ticker JB, Imhoff Andreas B. Atlas de ciruga del hombro. Editorial Masson. Segunda Edicin. Editorial Panamericana. Mxico 2005.

16. Rockwood, Matsen, Wirth & Lippitt. Hombro. Tomo I. Tercera Edicin. Editorial Marbn. Madrid. Espaa 2006.

17. Rockwood, Matsen, Wirth & Lippitt. Hombro. Tomo II. Tercera Edicin. Editorial Marbn. Madrid, Espaa 2006.

18. Kapandji AI. Fisiologa Articular Miembro Superior. Quinta Edicin. Editorial Panamericana. Madrid, Espaa 2001.

19. Viladot VA. Lecciones bsicas de biomecnica del aparto locomotor. Editorial Springer. Primera Edicin. Editorial Springer. Barcelona, Espaa 2001.

20. Gosling JA, Harris PF, Humpherson JR., Whitmore I., Willan PLT. Anatoma Humana. Segunda Edicin. Editorial Interamericana McGraw-Hill. Mxico

1998.

21. Cailliet R, MD. Sindromes dolorosos del hombro. Tercera Edicin. Editorial Masson. Mxico 2002.

22. Crouch J. Principios de Anatoma Humana. Bases Morfolgicas y Correlacin Fisiolgica. Segunda Edicion. Centro Regional de Tcnica Humana. Editorial

Limusa. Mxico 2001.

23. Netter, MD. Frank. H. Atlas de Anatoma Humana Tercera Edicin. Editorial Masson. Madrid, Espaa 2003.

CAPTULO II: TUMORES SEOS Y PRTESIS

24

CAPTULO

II TUMORES SEOS

Y PRTESIS

A continuacin, se abordan aspectos

relacionados a las neoplasias que afectan

al tercio proximal del hmero, estudiando

su clasificacin, los sntomas, el

diagnstico y las diferentes tcnicas de

reconstruccin sea que se realizan en el

INR. As como, los diferentes tipos de

prtesis que se utilizan para el salvamento

del miembro afectado.


25

2.1 NEOPLASIAS DEL SISTEMA SEO

Una neoplasia, es una proliferacin anormal de tejido nuevo, conocida comnmente con

el nombre de tumor, cuyo crecimiento es excesivo e incontrolado respecto al del

tejido normal. Las neoplasias de forma general se dividen en dos clases, benignas y

malignas, tabla 2.1.

Un tumor es benigno, cuando el crecimiento no es canceroso. No invade el tejido

cercano ni se disemina hacia otras partes del cuerpo. Usualmente se pueden remover y

en la mayora de los casos no hay recidivas [1].

A diferencia de un tumor maligno, en el que las clulas anormales se multiplican sin

control y pueden invadir los tejidos cercanos, a travs del torrente sanguneo y el

sistema linftico. Las lesiones malignas, se caracterizan por un levantamiento del

periostio y por la ruptura de corticales. A la propagacin del cncer a otros rganos en

el cuerpo se le conoce con el nombre de metstasis, figura 2.1.

Cuando el cncer inicia en los tejidos de los huesos, se le conoce como cncer de

huesos primario, en cambio, cuando las clulas cancerosas se originan en otro rgano se

le conoce como cncer de huesos secundario.

Los tumores malignos generalmente se pueden clasificar en dos categoras:

Carcinomas.- Es una neoplasia maligna que se origina en el epitelio. El epitelio es el

recubrimiento de las clulas de un rgano. Los sitios de mayor frecuencia en la

formacin del los carcinomas son: la piel, prstata, pulmn, estmago, etc.

Sarcomas.- Es una neoplasia maligna que comienza en el hueso, el cartlago, la grasa, el

msculo, los vasos sanguneos u otro tejido conjuntivo o de sostn. Los sarcomas

frecuentemente forman crecimientos secundarios en los pulmones [1, 2].

CARACTERSTICAS DE LAS NEOPLASIAS

Benignas Malignas

Encapsuladas No encapsuladas

Crecimiento lento, logrando

interrumpirse y retroceder

Crecimiento rpido, usualmente no

retrocede

Bien diferenciadas Poco diferenciadas

Se expande y desplaza Invade, destruye y reemplaza

No produce metstasis Producen metstasis

Generalmente no ocasiona la muerte Puede originar la muerte si no se

diagnostica y suministra tratamiento

Tabla 2.1 Diferencia entre las neoplasias benignas y malignas. (Prez R. Principios de

Patologa. Tercera Edicin. Editorial Panamericana. Mxico 1990) [1].


26

2.2 CNCER DE HUESOS

El cncer comienza con cambios genticos en las clulas, figura 2.2. La transformacin

de una clula normal a una tumoral es un proceso que abarca varias fases y suele

consistir en una progresin de una lesin precancerosa a un tumor maligno. Esas

modificaciones son resultado de la interaccin entre los factores genticos de una

persona y tres categoras de agentes exteriores:

carcingenos fsicos: como la luz ultravioleta y la radiacin ionizante.

carcingenos qumicos: como el asbesto y el humo del tabaco.

carcingenos biolgicos: como las infecciones causadas por determinados virus, bacterias o parsitos.

El envejecimiento es otro factor fundamental en el desarrollo del cncer. La incidencia

de cncer aumenta drsticamente con la edad, muy probablemente porque con la edad

aumenta la acumulacin de factores de riesgo para producir cncer [3].

Figura 2.1 Diferencia ptica entre un tumor maligno y un tumor benigno. (Greenspan A MD, Remagen

W MD. Tumores de huesos y articulaciones). University de California. Davis School of Medicine.

University of Basel. Institute of pathology [2].

Figura 2.2 Inicio del cncer. (Greenspan A MD, Remagen W MD. Tumores

de huesos y articulaciones). University de California. Davis School of

Medicine. University of Basel. Institute of pathology. [2]

Vaso

linftico

Vaso

sanguneo


27

Los tumores malignos que surgen en el aparato musculoesqueltico son raros, y

representan del 0.5% al 0.7% de todas las neoplasias. El aspecto caracterstico del

cncer, es la capacidad de la clula de crecer rpidamente, de manera descontrolada e

independiente del tejido donde comenz, figura 2.3.

2.3.1 Patologa general de las neoplasias

Los tumores seos malignos primarios, son entidades poco frecuentes dentro de la

patologa esqueltica, antes de pensar en este padecimiento, se deben descartar otras

patologas ms comunes, como son: problemas traumticos, infecciosos, congnitos,

vasculares y metablicos. La patologa, considera a las neoplasias como un fenmeno

biolgico, lo cual indica la prdida del equilibrio interno de los organismos

multicelulares.

Para tratar todos los tumores musculoesquelticos es necesario contar con un equipo

multidisciplinario, formado por un cirujano, un patlogo, un radioterapeuta, y un

onclogo. El cirujano debe conocer bien la tcnica quirrgica, mientras que el radilogo

y el patlogo deben tener especial inters en los tumores seos y partes blandas.

Asimismo, el onclogo coordina los tratamientos coadyuvantes, teniendo mayor

cuidado e inters en casos de enfermedad metastsica.

De esta manera, es necesario obtener un diagnstico certero en el tratamiento de los

tumores en base a estudios clnicos. La edad, es una caracterstica muy importante en la

frecuencia y distribucin de los tumores. Los tumores malignos del esqueleto muestran

su incidencia mxima en adolecentes y adultos en etapa media de la vida. El

osteosarcoma representa cerca del 40% de todos los cnceres primarios de hueso; el

condrosarcoma el 20%, y el sarcoma de Ewing, el 12.5%. De forma global, los

sarcomas del hombro ocupan el tercer lugar en frecuencia despus de la cadera-pelvis y

la rodilla (porcin distal del fmur y proximal de la tibia). Encontrando, que el 33% de

todos los sarcomas afectan a la extremidad superior.

Si se consideran las dos lesiones primarias malignas y benignas del aparato

musculoesqueltico, los tumores del cartlago constituyen la lesin primaria ms

frecuente del esqueleto [4-6].

Figura 2.3 Tumor maligno (cncer en el hmero proximal).


28

Tabla 2.2 Principales neoplasias del miembro superior. (Instituto Nacional de Rehabilitacin)

2.2.2 Principales neoplasias del miembro superior

En la tabla 2.2, se mencionan los tumores seos que con mayor frecuencia afectan al

tercio proximal del hombro, en el Servicio de Tumores seos del Instituto Nacional de

Rehabilitacin, figura 2.4.

BENIGNOS BENIGNOS AGRESIVOS MALIGNOS METASTSICOS

Quistes seos

Osteocondromas

Quistes seos aneurismticos

Condroblastomas

Tumor de clulas gigantes

Osteosarcomas

Condrosarcomas

Sarcoma de Ewing

Liposarcomas

Mielomas mltiples

Adenocarcinomas

Renales

A continuacin se explican cada una de los padecimientos descritos anteriormente:

BENIGNOS

Las lesiones benignas no tienen un comportamiento agresivo y nunca han presentado

metstasis. La mayora son asintomticos o mnimamente sintomticos, cuando se

producen complicaciones como fracturas patolgicas [4].

a) Quistes seos

Los quistes seos simples o unicamerales surgen con mayor frecuencia en nios de 4 a

12 aos de edad. Suelen afectar la porcin proximal del hmero (50%), contienen

lquido de color ambarino y pueden confundirse con un quiste seo aneurismtico.

Cerca del 30% de los casos se ha sealado recidiva despus de raspado quirrgico y

colocacin de injerto de hueso. La principal zona en donde se ubica es en la metfisis

del hmero.

b) Osteocondromas

Es una lesin cartilaginosa benigna, ocupa el segundo lugar en incidencia en el hombro

despus de la pelvis. El osteocondroma solitario u exostosis es la neoplasia benigna ms

frecuente en el hombro, y cerca del 25% de todas estas neoformaciones aparecen en la

zona proximal del humero. Es una neoplasia que afecta principalmente a gente joven, en

la metfisis de los huesos tubulares largos.

BENIGNAS AGRESIVAS

Los tumores benignos de comportamiento agresivo se caracterizan por ser muy

sintomticos, de crecimiento rpido, por romper la cortical y hacerse

extracompartimentales en muy poco tiempo. Histolgicamente son benignos, aunque

pueden desarrollar metstasis pulmonar mltiple [7,8].


29

a) Quiste seo aneurismtico

El quiste aneurismtico, el fibroma no osifiacante y la displasia fibrosa son lesiones

benignas que frecuentemente afectan al hombro en la zona proximal del hmero. Se

desconoce su verdadera incidencia de los quistes seos aneurismticos, poseen una

imagen agresiva, y en ellos hay que hacer un estudio cuidadoso de biopsia, para valorar

la posibilidad de aparicin de otras lesiones (quiste simple, tumor de clulas gigantes y

condroblastoma).

b) Condroblastoma

El condroblastoma o tumor de Codman, es un tumor cartilaginoso benigno poco

frecuente, que afecta a la zona proximal de la epfisis humeral (25% de los casos).

Aparece en el esqueleto inmaduro, afectando a adolecentes y adultos jvenes.

c) Tumor de clulas gigantes

Son tumores frecuentes en la zona proximal del hmero, comprenden el 20% de todos

los tumores benignos del hueso. Es un tumor epifisiario y metafisiario, con un

predominio en gente joven, ligeramente ms en mujeres, debido a que alcanzan la

maduracin esqueltica a una edad ms temprana. Se convierte en una lesin ltica,

afectando al cartlago articular, no se conoce con certeza su histognesis,

macroscpicamente es rojiza con focos hemorrgicos o qusticos.

MALIGNOS

Los tumores malignos son masas de clulas cancerosas que logran invadir a los tejidos

circundantes, usualmente son sintomticos, con riesgo de presentar metstasis y causar

fallecimiento del paciente [8,9].

a) Osteosarcomas

Es el sarcoma primario de hueso ms frecuente en el hombro, seguido en ese orden por

el sarcoma de Ewing y el condrosarcoma. Un porcentaje importante de pacientes son

adultos jvenes, en la segunda dcada de la vida y afecta con mayor frecuencia a los

hombres que a las mujeres (2:1). Es un tumor agresivo, de alto grado que aparece en la

metfisis de huesos. El paciente tpico muestra dolor seo intrnseco por la noche, sin

relacin alguna con las actividades. Se sabe que del 10% al 15% de todos los

osteosarcomas afectan a la porcin proximal del hmero, en tanto que del 1% al 2% lo

hacen en la escpula o la clavcula.

b) Sarcoma de Ewing Es una neoplasia maligna, ocupa el segundo lugar entre los cnceres intraseos de la

adolescencia, siendo un tumor agresivo de clulas de mdula roja que asume la forma

de una neoplasia diafisiaria permeante, con bordes pocos precisos y por lo general se

asocia con una gran tumefaccin de tejidos blandos. Si exceden de 8 cm a 10 cm, es

necesario extirparlos por ciruga, si resulta lo contrario son tratados a menudo con

quimioterapia preoperatoria.


30

c) Condrosarcoma

Surge como una neoplasia primaria, en los adultos jvenes y constituye el 10% de todas

las neoplasias malignas primarias de hueso. Se presenta en ambos sexos. Generalmente

es voluminoso, expansivo, e infiltrante, con frecuencia compromete a la piel. En casi

todos los enfermos, el diagnstico se lleva a cabo por medios radiogrficos, al buscar

manifestaciones endsticas generadas por la proliferacin tumoral activa de tipo

cartilaginoso. Cerca del 66% de los condrosarcomas primarios tambin son de bajo

grado, y pueden surgir en la forma de lesiones cartilaginosas encapsuladas y benignas.

Las lesiones de alto grado son ms invasoras, y con mayor frecuencia de metstasis

pulmonar. Su pronstico es malo.

d) Liposarcomas

Es el segundo tumor maligno de los tejidos blandos. El liposarcoma a menudo aparece

en ambos sexos y habitualmente despus de los 40 aos, aunque puede surgir a

cualquier edad. Es ms frecuente en las extremidades, los sntomas se relacionan con la

presencia de una masa y slo ms tarde el dolor es llamativo. Es caracterstico de un

crecimiento lento, pero en ocasiones puede crecer con rapidez. La exploracin fsica

revela una masa de lmites mal definidos, aunque muchos liposarcomas estn en

apariencia encapsulados y son grandes, a menudo son blandos, gelatinosos y grasientos.

Suelen tener recidivas locales y llegar a producir metstasis.

e) Mieloma mltiple

Es la neoplasia primaria ms frecuente del hueso, el dolor es el principal motivo de

consulta de los pacientes. Generalmente presenta su incidencia entre la quinta y la

sptima dcada de la vida con un predominio en hombres. Los sntomas suelen ser de

corta duracin, debido a la naturaleza agresiva del tumor, las fracturas patolgicas son

frecuentes en la porcin proximal del hmero, de forma ocasional el mieloma mltiple

se caracteriza por su marcada expansin sea, dando el aspecto de forma de globo, de

color blanco con frecuencia focos hemorrgicos o necrticos. A pesar del tratamiento

agresivo con radioterapia posoperatoria, se puede considerar la artroplastia total, aunque

la mayora de los pacientes tienen una esperanza de vida corta.

METASTSICOS

Aproximadamente un 70% de todos los tumores seos malignos son de origen

metastsico. La incidencia vara en funcin del tipo de neoplasia primaria y de la

duracin de la enfermedad. La ruta ms frecuente de metstasis, inicialmente

ocasionada por desorden tumoral, generalmente es a travs del sistema linftico y por la

circulacin sangunea.

La mayora de las lesiones metastsicas se encuentran en las vertebras, costillas, pelvis,

crneo, fmur y hmero. La mayora de las metstasis son silenciosas Cuando las

metstasis son sintomticas, el dolor es la principal caracterstica clnica seguido de una

fractura patolgica a travs de la lesin [9, 10].


31

Figura 2.4 Tipos de tumores seos en hmero. Rockwood, Matsen, Wirth & Lippitt.

Hombro. Tomo II. Tercera Edicin. Editorial Marbn. Madrid. Espaa 2006. [4]

a) Adenocarcinomas renales

El adenocarcinoma de clulas renales es el tipo ms comn de cncer renal en los

adultos y ocurre con mayor frecuencia en personas de 50 a 70 aos de edad. Los

sntomas ms frecuentes es el dolor abdominal, sangre en la orina, aspecto demacrado.

Se recomienda la extirpacin quirrgica de todo el rin o parte de l.


32

Tabla 2.3 Clasificacin de W. Enneking para los sarcomas de tejidos blandos y seos. Tecualt G R,

Moreno H L F, Alonso A Z R. Clasificacin de los tumores seos. 2008. Medigraphic. Volumen 4, Nmero 2. [7].

2.3 CLASIFICACIN DE LAS NEOPLASIAS

El Dr. William Fisher Enneking propuso en 1980 un sistema de clasificacin para

determinar el estadio de los sarcomas de tejidos blandos y huesos, basado en

caractersticas clnicas, radiogrficas e histolgicas, agrupndolos de acuerdo a su

escuela superior de ingeniería mecánica y ... -...

Documents