ESTUDIOS CLÍNICOS
Asociación entre los defectos del cementado femoral y los valores de la presión arterial media
Federico J. Burgo, Diego E. Mengelle, Diego A. Piazza, Marcos Galli, Juan Pablo Guyot y Carlos M. Autorino
Hospital Universitario Austral. Sección Cirugía Reconstructiva de Cadera.
Recibido el 12-11-2007.
Aceptado luego de la evaluación el 23-3-2010.
Correspondencia:
Dr. Federico Jose Burgo
fburgo@cas.austral.edu.ar
Resumen
Introducción: Se ha demostrado que la disminución de
la presión arterial media (PAM) produce un efecto
hemostático en el conducto endomedular. En relación con
la calidad del cementado en las artroplastias, no se han
hallado publicaciones que correlacionen in vivo los valores
de PAM y los defectos de cementación.
Se diseñó un estudio de corte transversal de correlación
con el objetivo de investigar la posible asociación entre
estos dos factores.
Materiales y métodos: Se seleccionaron 56 pacientes
sometidos a artroplastias primarias de cadera, de acuerdo
con un muestreo por conveniencia.
Los valores de presión arterial media durante el cementado
se obtuvieron mediante la revisión de los monitoreos
anestésicos intraoperatorios. Se consideraron defectos de
cementado las burbujas y radiolucencias presentes en la
interfaz hueso-cemento.
Se efectuaron cálculos de regresión con el método de
Spearman entre ambas variables.
Resultados: La cantidad de burbujas encontradas por
región femoral no se correlacionó con la PAM, R2 = 0,02
(p > 0,05). Se observó una asociación estadísticamente
significativa entre la mayor cantidad de radiolucencias
en el manto de cemento y los mayores valores de PAM,
R2 = 0,7 (p < 0,05).
Conclusiones: Se ha logrado establecer una correlación
lineal entre la aparición de defectos del cementado en
forma de radiolucencias y los valores de la PAM.
En cuanto a los defectos denominados burbujas, no se
observó tal correlación.
Palabras Clave: Artroplastia; Defectos; Radiolucencias; Burbujas; Presión arterial media.
Association between femoral cementation defects and mean arterial pressure values
Abstract
Background: It has been shown that a reduction in mean
arterial pressure (MAP) causes a haemostatic effect in the
intramedullary canal. We found no publications describing
an association between in vivo MAP and cementation
defects during arthroplasty. This study investigates
the association between these two factors.
Methods: Fifty six patients were selected after total hip
replacement according to a convenience sample.
Mean arterial pressure (MAP) during the cementation
process was obtained reviewing the intraoperative anaesthetic
records. Bubbles and radiolucencies in the bonecement
interphase were considered cementation defects.
Regression calculations were made using the Spearman
method across both variables.
Results: The amount of bubbles found in the femoral
region was not related to the MAP,R2 = 0,02 (p > 0,05).
A statistically significant association between radiolucencies
in the cement mantle and MAP values was found.
R2 = 0,7 (p < 0,05).
Conclusions: A linear correlation was established between
cementation defects like radiolucencies and MAP values.
This correlation was not seen with bubble defects.
Key Words: Arthroplasty; Cementation; Defects; Bubbles; Radiolucencies; Mean arterial pressure.
La mayoría de los estudios que analizan los factores
involucrados en la microinterdigitación mecánica del cemento en el hueso esponjoso, como la presión y la viscosidad,
se realizaron in vitro.9,10,18,21 Por tal motivo, en
ellos no se consideró el "efecto líquido" (sangre) ni la
presión que esta ejerce en sentido contrario a la presión
del cemento.
Barrack y cols.3 especificaron, en su clasificación, las
características radiológicas que definen la calidad del
manto de cemento en relación con la supervivencia del
implante. Según demostraron numerosos estudios, esta es
muy baja en las categorías C2 y D.
La presencia de líquidos y detritos en el espacio endomedular
en el momento del cementado se asoció con
defectos de la interfaz hueso-cemento.4 Se demostró que
la disminución de la presión arterial media produce un
efecto hemostático en el conducto endomedular.24 En
cuanto a la calidad del cementado, no se han hallado
publicaciones que correlacionen los valores de presión
arterial media y la calidad del manto de cemento. Se diseñó un estudio de corte transversal de correlación con el
objetivo de investigar la posible asociación entre los valores
de la presión arterial media y los defectos del cementado.
Materiales y métodos
Para la evaluación radiológica se seleccionaron, de acuerdo
con un muestreo por conveniencia, 56 pacientes sometidos a
artroplastia primaria de cadera. El muestreo por conveniencia se
estableció con el objetivo de comparar pacientes con similares
características en relación con las variables confundidoras. Se
consideraron los siguientes criterios de inclusión:
Cirugía electiva de reemplazo articular de cadera primaria
por patología degenerativa no inflamatoria o displásica, con
calidad ósea Dorr A o B.
Mismo equipo quirúrgico entrenado específicamente en
reemplazos articulares.
Mismo diseño protésico (Exeter, Stryker).
Utilización de cemento de viscosidad intermedia e igual
marca comercial.
Técnica de cementación de tercera generación (uso de tapón
distal, lavado pulsátil del conducto endóstico, hemostasia local
a través de una gasa embebida con adrenalina, reducción de la
porosidad del cemento con mezclado al vacío, cementado en
forma retrógrada con pistola).
Pacientes que tuvieran controles radiológicos posoperatorios
de una semana de evolución, radiografía de frente de ambas
caderas con centro en el pubis y perfil de la cadera operada.
Los criterios de exclusión fueron:
Pacientes con radiografías posoperatorias que evidenciaran
un espesor del manto de cemento inferior a 2 mm en cualquiera
de las zonas de Gruen11, tanto en el frente como en el perfil.
Pacientes cuyos criterios de inclusión no pudieran ser constatados
por los registros clínicos.
Diferencias mayores de 15 mm Hg entre los valores máximo
y mínimo de PAM en un mismo paciente.
La calidad del cementado se evaluó en ambas incidencias
radiográficas utilizando los criterios descritos por Barrack y
cols. La evaluación radiológica fue realizada en todos los casos
por un mismo operador, entrenado en cirugía de cadera.
Se estableció la cantidad de defectos del manto de cemento y
de la interfaz hueso-cemento dividiendo el fémur en siete sectores
en el frente y en el perfil de acuerdo con las zonas descritas
por Gruen. Se consideraron defectos: burbujas y radiolucencias
en la interfaz hueso-cemento. Se estableció el conteo de los
defectos en relación con las zonas mencionadas en las incidencias
de frente y de perfil. Se consideró burbuja (A) un defecto
radiolúcido circular de tamaño variable, definido por un contorno
esclerótico (Fig. 1). Se consideró radiolucencia (B) todo defecto
radiolúcido lineal que delimitara claramente el tejido óseo
del cemento (Fig. 2). De acuerdo con la clasificación de Barrack
y cols. para determinar la calidad del manto de cemento, se establecieron
cinco grupos: A, B1, B2, C, D.
Figura 1. Burbujas.
Figura 2. Radiolucencias.
La presión arterial media (PAM) se encuentra representada por la media de todas las presiones medidas en un período dado. No equivale a la media entre la presión sistólica y diastólica porque la PAM es más cercana a la diastólica que a la sistólica durante la mayor parte del ciclo cardíaco. Por lo tanto, la presión arterial media está determinada en un 60% por la presión diastólica y en un 40% por la presión sistólica. Se calcula mediante la fórmula: presión diastólica más un tercio de la diferencia entre la presión sistólica y la diastólica.12
PAM = Presión diastólica + 1/3 (presión sistólica – presión diastólica)
La información relacionada con los valores de presión arterial
media durante el cementado se obtuvo mediante la revisión de
los monitoreos anestésicos incluidos en las historias clínicas
digitales elaboradas a través del sistema PECTRA. De acuerdo con un protocolo institucional, el registro de la PAM se realiza
en forma sistemática cada 5 minutos, desde la incisión en la piel
hasta el cierre de la herida.
Los valores de PAM registrados durante el período relacionado
con el proceso de cementación del tallo femoral fueron diferenciados
del resto de las mediciones mediante la inscripción de
la letra "C". Se estableció un promedio de presión arterial
media con los valores obtenidos en el período mencionado.
Con el objetivo de determinar una asociación entre los defectos
del cementado evaluados con radiología y los valores de
PAM correspondientes, se efectuaron cálculos de regresión con
el método de Spearman entre la variable dependiente A (burbuja)
y la variable independiente PAM, y entre la variable dependiente
B (radiolucencias) y la PAM. Se estableció la asociación
entre el hallazgo de burbujas y radiolucencias, estableciendo un
cálculo de regresión y la prueba de la t. Para los cálculos estadísticos
se estableció un nivel de significación de 0,05.17
Resultados
En los 56 pacientes evaluados, la PAM tuvo un valor
promedio de 76 mm Hg con un rango de 60 a 93.
El promedio de defectos totales fue de 2,4, rango 0 a 7;
DE 1,8.
La media de defectos A (burbujas) fue de 2, rango 0 a 6; DE 1,5.
Los defectos B (radiolucencias) tuvieron una media de
2,7, rango 0 a 7; DE 1,9.
La diferencia entre los valores promedio de radiolucencias
y burbujas detectadas en la interfaz no fue estadísticamente
significativa p = 0,08 (p > 0,05).
En relación con la distribución de los defectos en las
siete zonas de Gruen, se observó que el 60% de las radiolucencias
se distribuyeron en forma proporcional entre
las zonas 2, 3 y 4. La mayor proporción de burbujas
(40%) se localizaron en la zona 4, correspondiente al
extremo distal del implante.
La media total de todos las defectos no tuvo una correlación
lineal con los valores de PAM R2 = 0,3 (p > 0,05).
La cantidad de burbujas encontradas por región femoral
no se correlacionó con la presión arterial media, R2 =
0,02 (p > 0,05). La mayor cantidad de burbujas no se asoció con mayores valores de PAM (Fig. 3).
Figura 3. No se encontró una correlación entre
la cantidad de burbujas
y la PAM
R2 = 0,02 (p > 0,05).
Se observó una asociación estadísticamente significativa entre la mayor cantidad de radiolucencias en el manto de cemento y los mayores valores de PAM, siendo el coeficiente de correlación lineal R2 = 0,7 (p < 0,05). El aumento de la PAM coincidió en forma proporcional con un aumento en las radiolucencias detectadas (Fig. 4).
Figura 4. Existió una
correlación lineal
entre la mayor cantidad
de radiolucencias
y los valores mayores
de PAM
R2 = 0,7 (p < 0;05).
Discusión
En el presente estudio se observó una correlación
lineal entre la cantidad de radiolucencias detectadas en el
análisis radiológico y los valores de PAM registrados en
las historias clínicas digitales. Es sabido que el grado de
presurización es directamente proporcional a la profundidad
de penetración del cemento en el hueso esponjoso.
Con referencia a los líquidos endomedulares, se observó que una columna de sangrado que genera una presión de
15 a 30 cm H2O puede desplazar fácilmente al cemento
de baja viscosidad. En cambio, si el cemento es de viscosidad
normal, a la misma presión no habrá desplazamiento. 8,21,26
La presión ejercida por el cemento debe superar la presión
de sangrado endóstico (aproximadamente 27 mm
Hg) y, en condiciones ideales, a la presión arterial media.
En este estudio se consideró uno de los criterios de inclusión
la utilización de cementos de viscosidad intermedia. 9,10,23 Es factible que las presiones arteriales medias
elevadas superen en ciertas zonas de la interfaz a la presión
ejercida por el cemento en períodos de fraguado
temprano, y que esto explique la correlación lineal mencionada
entre radiolucencias y PAM.
No se ha podido determinar una correlación entre la
cantidad de burbujas y los valores de presión arterial
media. Esto sugiere que los cambios en la PAM condicionan
la aparición radiológica de radiolucencias pero no
de burbujas. Se observó que la mayor proporción (40%)
de defectos A (burbujas) se localizaron en la zona 4 de
Gruen. Este sector representa el espacio endomedular
distal en donde se deposita el volumen de sangre y partículas óseas provenientes de la superficie endóstica. Los
defectos de tipo A (burbujas) hallados en esta zona tuvieron
una variación significativa de tamaño. La ausencia de
correlación entre los defectos A (burbujas) y los valores
de PAM podría deberse a que, para el análisis estadístico,
se consideró la cantidad y no el tamaño de la burbuja.
Las características que definen una interfaz huesocementoóptima están condicionadas por múltiples factores
relacionados con la técnica quirúrgica, como: 1,3,5,7,14,18,19,22,25
• La magnitud de la presión ejercida por el cemento
sobre la superficie esponjosa endóstica.7,8,13
• El tiempo de aplicación de la presión.20
• La presencia de líquido o detritos óseos en el espacio
endomedular.4
• La viscosidad del cemento.
• Las condiciones locales de la superficie esponjosa.6
La utilización de fármacos hipotensores y agentes
hemostáticos locales en la cirugía de cadera tiene por
objetivo:17
• Optimizar el procedimiento, disminuyendo la morbilidad
mediante la reducción del sangrado intraoperatorio.
• Contribuir a generar un "efecto" hemostático en el conducto
endomedular.16
En un estudio realizado sobre artroplastia de cadera, se
evaluó el impacto de la circulación sanguínea en la penetración
del cemento en el hueso esponjoso. Antes y después
de la osteotomía de la cabeza femoral, se inyectó cemento y se comparó la profundidad de penetración.
Esta fue significativamente mayor sin sangre circulante
luego de la osteotomía.15
En 1990, Bannister, Young y cols.2 observaron que la
utilización de anestesia raquídea hipotensiva redujo el
sangrado endóstico en un promedio del 44%, a través de
la reducción de la presión arterial media.
En relación con la calidad del cementado, el beneficio
de una disminución de la presión arterial media menor de
60 mm Hg no se ha establecido debidamente.
Con el propósito de aislar a la variable PAM como predictora
de defectos de la interfaz, se implementó una técnica
de muestreo por conveniencia con la finalidad de
unificar los factores de la técnica quirúrgica más importantes
asociados con la calidad del cementado que podrían
actuar como variables confundidoras.
No obstante, como se trata de un estudio observacional
retrospectivo, existen variables dependientes del cirujano
y del paciente que no pueden ser aisladas, y que podrían
influir en la relación causa-efecto entre la aparición de
defectos y los valores de PAM. Se desconoce la magnitud
de la influencia de cada una de estas variables en forma
aislada en la obtención de una interfaz hueso-cemento óptima, y no se han hallado publicaciones referidas a la
influencia de la PAM en la generación de defectos de la
interfaz.
Esta información permitiría valorar con mayor precisión
el riesgo o el beneficio de utilizar algún método tendiente
a disminuir el volumen de sangrado endóstico en
un individuo en particular.
Conclusiones
Se ha logrado establecer una correlación lineal entre la aparición de defectos del cementado en forma de radiolucencias y los valores de la PAM, no así en los defectos denominados burbujas, en los que no se encontró tal correlación.
1. Ballard WT, Callaghan JJ, Sullivan PM, et al. The results of improved cementing techniques for total hip arthroplasty in patients less than fifty years old: A ten-year follow-up study. J Bone Joint Surg 1994;76A:959.
2. Bannister GC, Young SK, Baker AS, et al. Control of bleeding in cemented arthroplasty. J Bone Joint Surg 1990;72B:444.
3. Barrack R, Mulroy RD, Harris WH. Improved cementing techniques and femoral component loosening in young patients with hip arthroplasty. J Bone Joint Surg 1992;74B:385.
4. Benjamin JB, Gie GA, Lee AJ, Ling RS, et al. Cementing technique and the effects of bleeding. J Bone Joint Surg 1987;69B:620.
5. Bishop NE, Ferguson S, Tepic S. Porosity reduction in bone cement at the cement-stem interface. J Bone Joint Surg 78B: 349, 1996.
6. Breusch SJ, Norman TL, Schneider U, et al. Lavage technique in total hip arthroplasty. Jet lavage produces better cement penetration then syringe lavage in the proximal femur. J Arthroplasty 2000;15:91.
7. Callaghan JJ, Albright JC, Goetz DD, et al. Charnley total hip arthroplasty with cement: Minimum twenty-five-year followup. J Bone Joint Surg 2000;82A:487.
8. Churcill DL, Incavo SJ, Uroskie JA, et al. Femoral stem insertion generates high bone cement pressurization. Clin Orthop 2001;393:335.
9. Dayton MR, Incavo SJ, Churchill DL, et al. Effects of early and late stage cement intrusion into cancellous bone. Clin Orthop 2002;405:39.
10. Dozier JK, Harrigan T, Kurtz WH, et al. Does increased cement pressure produce superior femoral component fixation? J Arthroplasty 2000;15N4.
11. Gruen TA, McNiece GM, Amstutz HC. "Modes of failures" of cemented stem-type femoral components: A radiographic analysis of loosening. Clin Orthop 1979;141:17.
12. Guyton AC, Hall JE. Distensibilidad vascular y funciones de los sistemas arterial y venoso. En Tratado de fisiología médica. México: McGraw-Hill Interamericana; 1997. p.191-2.
13. Horne JG, BruceW, Devane PA. The effect of different cement insertion techniques on the bone-cement interface. J Arthroplasty 2002;17.
14. Johanson NA, Bullough PG,Wilson Jr PD, et al. The microscopic anatomy of the bone-cement interface in failed total hip arthroplasties. Clin Orthop 1987;218:123.
15. Juliusson R, Flivik G, Nilsson J, et al. Circulating blood diminishes cement penetration into cancellous bone: In vivo studies of 21 arthritic femoral heads. Acta Orthop Scand 1995;66:234.
16. Lange DR. The mechanical bonding of methylmethacrylate to cancellous bone: Effect of a haemostatic agent. J Bone Joint Surg 1979;61A:254.
17. Lieber RL. Statistical significance and statistical power in hypothesis testing. J Orthop Res 1990;8:304.
18. MacDonaldW, Swarts E, Beaver R. Penetration and shear strength of cement-bone interfaces. Clin Orthop 1993;286:283.
19. Maloney WJ, Jasty M, Burke DW, et al. Biomechanical and histological investigation of cemented total hip arthroplasties. A study of autopsy-retrieved femora after in vivo cycling. Clin Orthop 1989;249:129.
20. Maltry JA, Noble PC, Kamaric E, et al. Factors influencing pressurization of the femoral canal during cemented total hip arthroplasty. J Arthroplasty 1995;10:492.
21. Panjabi MM, Goel VK, Drinker H, et al. Effect of pressurization on methylmethacrylate-bone interdigitation: An in vitro study of canine femora. J Biomech 1983;16:473.
22. Reading AD, McCaskie AW, Barnes MR, Gregg PJ. A comparison of 2 modern femoral cementing techniques: Analysis by cement-bone interface pressure measurements, computerized image analysis, and static mechanical testing. J Arthroplasty 2000;15:479.
23. Rey Jr RM, Paiement GD, McGann WM, et al. A study of intrusion characteristics of low viscosity cement Simplex-P and Palacos cements in a bovine cancellous bone model. Clin Orthop 1987;215:272.
24. Sharrock NE, Salvati EA. The effect of two levels of hypotension on intraoperative blood loss during total hip arthroplasty performed under epidural anesthesia. Anesth Analg 1993.
25. Shepard MF, Kabo JM, Lieberman JR. The Frank Stinchfield Award: Influence of cement technique on the interface strength of femoral components. Clin Orthop 2000;381:216.
26. Stone J-SJ, Rand JA, Chiu JJ, et al. Cement viscosity affects the bone-cement interface in total hip arthroplasty. Short Communication. J Orthop Res 1996;14:834.