Principios de Instrumentacion Art. 3

8/18/2019 Principios de Instrumentacion Art. 3

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PROGRAMA DE FORMACIÓNCONTINUA AOSPINE

Nivel 2Módulo II: Fisiología y BiomecánicaTópico 1

Principios de lainstrumentación

vertebral

AutorDr. Eduardo Fairbanks von Uhlendorff


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PROGRAMA DE FORMACIÓNCONTINUA AOSPINE Nivel 2. Módulo II–Fisiología y Biomecánica Tópico 1: Principios de la instrumentación vertebral 2

OBJETIVOSReconocer conceptos elementales de biomecánica en lasinstrumentaciones raquídeas.

Describir las condiciones que deben cumplir los distintosimplantes utilizados en la columna vertebral en la actualidad.

Identificar los principios generales de la instrumentaciónvertebral.

PROGRAMA DE FORMACIÓN CONTINUA AOSPINE

Nivel 2Módulo II: Fisiología y BiomecánicaTópico 1

Principios de la instrumentación vertebralAutorDr. Eduardo Fairbanks von Uhlendorff


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ÍNDICE1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04

Conceptos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04

2. Implantes vertebrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 07Implantes posteriores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 07

Implantes anteriores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3. Artrodesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4. Principios generales de la instrumentación vertebral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Infecciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Tumores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Trauma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Deformidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

5. Síntesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21


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1. INTRODUCCIÓNConceptos generales

La columna vertebral es el eje del cuerpo humano y tiene queconciliar dos principios mecánicos contradictorios:

La naturaleza alcanzó estos dos objetivos constituyendo a la columnavertebral de varios segmentos móviles. Un segmento móvil estácompuesto por dos vértebras articuladas por un disco intervertebralen la parte anterior (cuerpos vertebrales), y dos articulacionesinterfacetarias en la parte posterior (arcos vertebrales).

Los principales estabilizadores dinámicos de la columna vertebral son

los músculos. La aparición por sí sola de deformidades vertebralesgraves en pacientes portadores de patologías neuromusculares(poliomielitis, parálisis cerebral, mielomeningocele, artrogriposis,distrofia muscular, etc.) deja en evidencia la necesidad de losmúsculos como importantes estabilizadores de la compleja estructuravertebral.

Toda fisioterapia motora focalizada en el fortalecimiento, balanceoy estiramiento muscular presenta, sin duda, gran beneficio en eltratamiento del dolor vertebral. Esto también habla de la importantecontribución de los estabilizadores dinámicos (músculos) en la saludde la columna vertebral.

A pesar de toda su relevancia, no se abordarán en este tópico losestabilizadores dinámicos (músculos), dado que el tema principal esla instrumentación vertebral y sus principios biomecánicos.

Se abordarán los estabilizadores estáticos de la columna vertebral, esdecir:

• vértebras;

• discos intervertebrales;

• facetas articulares;

• ligamentos:− amarillo,− supraespinoso,− interespinoso,− longitudinal anterior,− longitudinal posterior.

De manera general y bastante simplificada, se puede decir que losestabilizadores dinámicos (músculos) son estabilizadores primarios,o sea, son las primeras estructuras que deben ser solicitadas en laestabilización, armonía de los movimientos y soporte de cargas dela columna vertebral como un todo. Los estabilizadores estáticoso secundarios deben ser resguardados la mayor parte del tiempo,

y solamente deben ser solicitadosa “entrar en acción” cuando losestabilizadores dinámicos (músculos)fallen.

Utilizando dos conceptos de Whitey Panjabi (1990), se puede definir laestabilidad de la columna vertebralcomo “capacidad para tolerar desvíoso de formidades que pud ierancausar lesión o irritación de tejidosneuronales cuando está sometida acargas fisiológicas”.

Teniendo en cuenta los preceptos de White y Panjabi (1990), si seprefiere, se puede utilizar el concepto inverso, o sea, la inestabilidadde la columna vertebral es la inhabilidad de la misma para preveniro limitar el movimiento anormal y excesivo entre las estructuras quela componen.

Rigidez

Necesaria para dar soporte altronco y proteger las estructuras

neuronales.

Elasticidad

Obligatoria para permitir lamovilidad.

La estabilidad del segmentomóvil individualmente, yde la columna vertebralcomo un todo, se debe aestructuras denominadasestabilizadores dinámicos yestabilizadores estáticos.

De cierta forma, los esta-bilizadores estáticos de lacolumna vertebral fueronpreparados para actuar ensituaciones eventuales y deemergencia. Cuando sonsolicitados frecuentementeo muy intensamente, pu-eden fallar y degenerarse.


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A continuación se presentan dos ejemplos teórico-ilustrativos:

Cuando un individuo sufre un trauma súbito y violento(accidente de automóvil, caída de altura, etc.), los estabilizadoresdinámicos (músculos) no tienen tiempo ni fuerza suficiente paraproteger la columna vertebral e inmediatamente son requeridoslos estabilizadores estáticos. Si el trauma tuviera intensidadmoderada, estos serían suficientes para proteger la columnavertebral; si el trauma fuera muy violento, podrían fallar (fracturasvertebrales, hernias discales traumáticas, lesiones ligamentarias).

La integridad y principalmente la estabilidad del segmento móvil/columna vertebral podrían estar afectados y causar inestabilidadtraumática.

Un individuo de 50 años, obeso, fuera de estado físico, quetrabaja como estibador de los canales del puerto, ejerce un trabajode carga pesado y repetitivo. Sus estabilizadores dinámicos(músculos) no están preparados para la función ejercida, por loque, día tras día, sus estabilizadores estáticos (ligamentos, discos,facetas articulares) son solicitados de manera leve, pero constante.Después de un tiempo, los estabilizadores estáticos también“fallarán” (hernia discal, espondilolistesis, etc.), ocasionando unainestabilidad degenerativa.

Esto se relaciona con los principios de instrumentación de lacolumna vertebral, ya que la misma se basa en colocar implantes conel objetivo de disminuir la movilidad de los segmentos vertebralesdonde fueron colocados. O sea, se busca restablecer la estabilidad de

los segmentos donde se aplica (Benzel, 2001).

En ambos ejemplos expuestos anteriormente, se manifiesta unainestabilidad vertebral (exceso de movilidad segmentaria).

Esta movilidad excesiva o potencial de uno o más segmentosvertebrales puede causar dolor y ser responsable de lesionesneurológicas graves. Innumerables patologías vertebrales pueden

necesitar la colocación de implantes vertebrales como parte de sutratamiento:

• patologías traumáticas:− fracturas, − luxaciones;

• patologías tumorales:− metástasis,− tumores vertebrales primarios;

• patologías infecciosas:− tuberculosis,− infecciones fúngicas,

− espondilodiscitis inespecíficas;• algunas patologías degenerativas:

− espondilolistesis,− escoliosis degenerativa.

Algunas veces, dependiendo de lapatología del paciente y de la formaen que el implante vertebral se aplicaen la columna vertebral, su funciónno es restablecer la estabilidad sinocorregir una deformidad, como sucedeen las escoliosis y cifosis del niño y deladolescente.

Deformidad e inestabilidad de lacolumna no son sinónimos, y muchasveces no ocurren simultáneamente.

Estos ejemplos tienen en común que los estabilizadoresestáticos de la columna vertebral pueden fallar causandoinestabilidad, ya sea de manera abrupta (fracturas, luxaciones)o lenta (espondilolistesis degenerativa, hernias discales), si losestabilizadores dinámicos (músculos) fallan antes.

Se puede decir que, de manera general, los implantesvertebrales deben ser aplicados cuando existe movilidadexcesiva de los segmentos, situación casi siempre asociada a lalesión de los estabilizadores estáticos de la columna vertebral.

Es necesario aclarar queel dolor vertebral muchasveces no está asociado a ladeformidad ni a la inestabi-lidad. Esto significa que, enla mayoría de los pacientescon dolor vertebral, noexiste necesidad de instru-

mentación de la columnavertebral.


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Se debe emplear instrumentación solamente en aquellos pacientesque lo necesiten. Para esto hay que considerar varios factores:

• cuadro clínico y diagnóstico precisos;

• edad del paciente;

• radiografías dinámicas;

• densidad ósea.

Antes de optar por la necesidad o no de instrumentación de la

columna vertebral de un paciente que será operado, se debereflexionar qué decisión se tomaría si el paciente a ser operado fuesealguien cercano (padre, madre, hermano, hijo), para buscar el mejorconsejo sobre si vale la pena aplicar realmente la instrumentación, oes mejor efectuar apenas una cirugía descompresiva, poco invasiva yeconómica, o incluso mantener el tratamiento conservador.

Solamente las necesidadesreales del paciente, sumadasa la convicción/experienciamédica individual, debendictar la conducta y decisiónrespecto de la instrumen-

tación o no de la columnavertebral del paciente.Ninguna otra razón debeinterferir en esta decisión.


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Los implantes vertebrales pueden ser divididos en dos grandes grupos:

Implantes posteriores

Los implantes posteriores se caracterizan por ser aplicados en la parte

posterior de la columna vertebral (arco vertebral). Los más utilizadosson los siguientes:

• tornillos pediculares,

• tornillos de masa lateral,

• ganchos.

Estos establecen la interfaz hueso-implante. Los implantes seconectan entre sí (interfaz implante-implante) a través de las barrasy de los DTT (dispositivos de tracción transversal).

Como regla general, se puede afirmar que las principales funciones

de los implantes posteriores son corregir deformidades vertebrales yrestablecer la “banda de tensión” posterior de la columna vertebral(Harms y Tabasso, 1999).

Tornillos pediculares

El tornillo pedicular está dividido en varias partes.

Núcleo

El núcleo del tornillo es la parte central. Cuanto mayor es sudiámetro, mayor es su resistencia al quiebre (fatiga) cuando unafuerza perpendicular es aplicada al tornillo.

Según Errico, Lonner y Moulton (2009), la relación matemática noes lineal pero sí exponencial y está relacionada con el diámetro delnúcleo del tornillo elevado al cubo (diámetro del núcleo). Por estemotivo, se utiliza preferentemente el tornillo con el mayor diámetroposible en relación al pedículo vertebral aplicado.

2. IMPLANTES VERTEBRALES

Rosca Cabeza

Punta

Núcleo

Esquema mostrando una fuerza perpendicular al tornillo (Benzel, 2001)

Partes del tornillo pedicular (Benzel, 2001)

A mayor diámetrodel núcleo, mayorresistencia.

Implantes

Posteriores

Anteriores

Tornillos pediculares

Barras

Placas

Ganchos

Cajas


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El núcleo del tornillo puede ser uniforme (cilíndrico) o cónico: Los tornillos de núcleo cónico tienen mayor resistencia alarrancamiento que los tornillos de núcleo cilíndrico. Estudios biomecánicos no muestran pérdida s ignificativa de la resistencia alas fuerzas de arranque, mismo cuando se retrocede “una vuelta” eltornillo previamente implantado, para una mejor fijación en la barra(Errico et al., 2009).

Punta

La punta del tornillo puede ser autorroscante o no. En el primer caso,existe una pequeña ranura que permite cortar el hueso esponjosodurante la inserción. Muchos de estos tornillos tienen esta ranura entoda su extensión, que permite que el hueso cortado, que ocupaba ellugar donde el tornillo se insertó, se acomode.

La presencia de una punta cortante y una canaleta lateral paraalmacenar el hueso esponjoso cortado durante la inserción

caracterizan a un tornillo autorroscante.

Los tornillos no autorroscantes siempre necesitan del uso previo delmacho antes de su inserción definitiva.

Núcleocilíndrico

Núcleocónico

El momento de inercia que favorece su quiebreocurre en la unión del núcleo con la cabeza.

El momento de inercia puede ocurrir en cualquierpunto, y la localización de la fatiga es variable, deacuerdo con la dirección y la carga de la fuerza

aplicadas.

M&O

Distancia de la punta

O =

M =

O =

MZ

F

M&O

Distancia de la punta

O =

M =

O =

MZ

F

Sitio de fatiga de un tornillo de núcleo cilíndricoy de uno de núcleo cónico (Benzel, 2001)

Tornillos autorroscantes (Benzel, 2001)

Tornillo de núcleo cilíndrico.

Tornillo de núcleo cónico.

Se observa tornillo conranura solo en la punta.

Se observa tornillo conranura en toda la rosca.

Se debe dar preferencia a los tornillos autorroscantes,principalmente cuando se fijan huesos osteoporóticos.


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Cabeza

La cabeza del tornillo puede ser monoaxial o poliaxial.

Rosca

La rosca del tornillo corresponde al diámetro externo del tornillo. Elmenor diámetro de un tornillo es el diámetro de su núcleo; el mayordiámetro depende de la profundidad de la rosca.

La profundidad de la rosca en relación al núcleo del tornillo es muyimportante en la resistencia al arrancamiento, pues cuanto mayor esel volumen del hueso entre dos roscas consecutivas, mayor será laresistencia a las fuerzas de arranque.

No es objetivo de este tópico describir la técnica de inserción deltornillo, pues para esto existen innumerables libros y cursosespecializados. Pero es importante recordar que una “triangulación”adecuada entre dos tornillos colocados en una misma vértebrapuede aumentar y mucho la resistencia a las fuerzas de arranque delos tornillos del sistema. Más allá del volumen óseo contenido entrelas roscas, el área triangular definida por los tornillos también esimportante.Cabeza

monoaxial

Cabezapoliaxial

No existe movimiento entre la cabeza y el núcleodel tornillo (es una pieza sola).

A pesar de que la instrumentación con tornillosmonoaxiales es más resistente a la deformación,la conexión de la barra en el tornillo es más difícil,siendo muchas veces necesario moldear la barrapara un encaje adecuado en la cabeza del tornillo.

Existe un grado variable de movilidad entre lacabeza y el cuerpo del tornillo, lo que facilita eltrabajo del cirujano.

Además, después del encaje, el micromovimientoresidual que persiste en la interfaz tornillopoliaxial-barra disminuye la chance de quiebre ofatiga del sistema.

Independientemente de queel tornillo sea mono o poli-axial, lo importante es que laconexión de la barra sea he-cha lo más próxima posiblea la columna vertebral. Asíel brazo de palanca será elmenor posible, y las fuerzas

necesarias para el arranque,mayores (Benzel, 2001).

Punta

Diámetro mayor

Diámetro menorRosca

Espacio entre espiras

Relación entre diámetro menor (núcleo) y diámetro mayor (rosca) (Benzel, 2001) Sitio de fatiga de un tornillo de núcleo cilíndricoy de uno de núcleo cónico (Benzel, 2001)

Cuanto mayor sea el volumen del hueso contenido entre las roscas del tornillo (diseño de la izquierda),

mayor será la resistencia a ser arrancado. Cuanto mayor sea el área del triangulo óseo formado por lapunta de los tornillos, mayor también será su resistencia al arrancamiento (diseño de la derecha).

Siendo así, lo ideal es colocar el tornillo más largo y convergente posible.

El direccionamiento convergente y la longitud del tornillotienen vital importancia.


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Ganchos

La barra de Harrington fue el primer implante proyectado paracorrección de las deformidades vertebrales, sobretodo la escoliosis.Durante muchos años, este fue el gold standard en el tratamiento dela escoliosis idiopática del adolescente. La fijación al hueso de las barras de Harrington es hecha a través de dos ganchos, uno supray otro infralaminar del lado cóncavo de la deformidad y algunosganchos transversos aplicados del lado convexo.

La interfaz hueso-implante de un gancho es conocida como grip.Esta interfaz es diferente a la abastecida por un tornillo, puesel gancho queda en contacto solamente con el hueso cortical. Lalámina vertebral y el proceso transverso son los puntos de apoyonormalmente elegidos.

Las extremidades donde se insertan los ganchos laminares sonrectas. Con el tiemplo, se confeccionaron ganchos con la extremidadcóncava que, además de ser infralaminares, podrían encajarsetambién en los pedículos vertebrales aumentando el poder defijación.

Con la llegada de los tornillos pediculares, el uso de ganchosdisminuyó mucho, hasta tal punto que los cirujanos más jóvenesnunca los han utilizado. Sin embargo, siempre se debe considerar laposibilidad de su uso.

Como el apoyo de los ganchos se da en el hueso cortical, son unaóptima opción de fijación para vértebras osteoporóticas.

En las deformidades en cifosis donde se utiliza la técnica cantileverpara corrección, el uso de ganchos es muy superior a los tornillospediculares, debido a que las fuerzas de corrección puedenfavorecer el arranque de tornillos pediculares.

Otra utilidad de los ganchos es aumentar la resistencia alarrancamiento de tornillos pediculares cuando son aplicados enlas vértebras proximal y distal en una reconstrucción larga.

Gancho infralaminar (Benzel, 2001)

Técnica del cantilever para cifosis (Benzel, 2001)

Gancho transverso (Benzel, 2001)


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Un gancho infralaminar colocado en la misma vértebra que fuefijada con un tornillo permite una óptima fijación en la vértebracaudal de un montaje. Este puede ser hecho con un ganchosupralaminar en la vértebra craneal, disminuyendo bastante elriesgo de pullout .

Barras

Las barras son la parte de la instrumentación responsable por la uniónde varios puntos de anclaje óseo de un dispositivo. Normalmente,las barras se fijan a los tornillos o ganchos, o sea, forman parte dela interfaz implante-implante, mientras que los tornillos/ganchosforman parte de la interfaz hueso-implante.

Las barras se fijan a los tornillos/ganchos a través de piezas o clips de bloqueo. Este bloqueo puede ocurrir directamente en la cabeza del

tornillo o de forma lateral. El cirujano debe utilizar el sistema con elcual se sienta más cómodo.

Actualmente, los materiales que componen las barras son acero otitanio, y estas son cilíndricas. En lo que respecta a la cuestión sobrela resistencia al quiebre, tanto el acero como el titanio son suficientespara ser usados como implantes vertebrales, pues la media de ciclosde una columna vertebral es de 3 millones/año, y estos ciclos sonde baja frecuencia (0,2 Hz). Solamente en ciclos por encima de 4 Hzse observan diferencias significativas entre acero y titanio (Benzel,2001).

La resistencia a la flexión y al quiebre de una barra está relacionada a

su momento de inercia. Este, a su vez, está directamente relacionadoal diámetro de la barra elevado a la cuarta potencia (diámetro4). Porejemplo, el aumento de 1 mm en el diámetro de una barra de 4 a 5mm aumenta su resistencia a la torsión en un 250% (Errico et al.,2009).

Actualmente, existen piezas metálicas con alto grado de maleabilidadque permiten utilizar con gran facilidad técnicas de corrección demodelaje in situ en las deformidades. Son barras que pueden sermoldeadas con menor fuerza y no presentan memoria, o sea, la barra “va y no vuelve”, transmitiendo menos estrés en la interfazhueso-implante durante la maniobra de reducción. Es una muy buena tecnología.

Esquema de gancho infralaminar con un tornillo en la misma vértebra(Benzel, 20 01)

Cuanto más resistencia tenga una barra, menor será el riesgode quiebre de la misma. Esto es bueno. Por otro lado, sedebe recordar que, en reconstrucciones largas, las barras másflexibles (menos rígidas) tienen una chance menor de quese suelten los tornillos, pues el estrés mecánico en la interfazhueso-implante es menor.


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Dispositivo de tracción transversal (DTT)

Los dispositivos de tracción transversal (DTT) son implantesque conectan una barra a otra. Tienen por objetivo disminuir el brazo de palanca en la reconstrucción; por lo tanto, son útiles enreconstrucciones largas como las cirugías de escoliosis o cifosis.

Cuando se analiza el movimiento de una reconstrucción largacon dos barras, se sabe que, durante los movimientos de flexión,extensión y lateralización, ambas dos barras se mueven de forma

concomitante. Sin embargo, durante los movimientos rotatorios(torsión), las barras se mueven por separado y tienden a alejarseuna de otra. Para bloquear los movimientos rotatorios, se utilizan losDTT, principalmente en reconstrucciones en que se hayan utilizadomayormente ganchos.

Implantes anteriores

Los implantes anteriores son aplicados en la parte anterior de lacolumna vertebral, más precisamente en el cuerpo vertebral. Losmás utilizados son los siguientes:

• cajas de sustitución vertebral,

• cajas de sustitución discal,

• placas.

De modo general, los implantes anteriores son utilizados parasustituir partes lesionadas de la columna vertebral (fracturas,infecciones, tumores, discos degenerados), restableciendo laestabilidad y la capacidad de absorber la carga anterior disipada através de los cuerpos vertebrales.

Cajas

El surgimiento de las cajas de sustitución discal deriva de lacomprensión de que el disco intervertebral, principalmentedegenerado, no es capaz de impedir, por sí solo, la flexión de unareconstrucción posterior con tornillos/ganchos. Tal hecho justificala gran frecuencia de desprendimientos/quiebres de implantes,principalmente en la extremidad caudal de una reconstrucciónvertebral larga.

La colocación de un apoyo anterior disminuye la oscilación de una barra. Por esto, la utili zación de una caja anter ior disminuye laposibilidad de desprendimiento, flexión o quiebre de un tornillopedicular aplicado posteriormente.

La ausencia de un soporte anterior explica la flexión, el quiebre o eldesprendimiento distal de una reconstrucción larga. El uso de la cajasería la mejor manera de evitar este efecto “parabrisas”.

Los DTT siempre deben usarse en reconstrucciones largas.Los montajes cortos de uno o dos segmentos donde fueronutilizados tornillos pediculares no necesitan DTT (Errico et al.,2009).

Normalmente estos implantes establecen solamente la interfazhueso-implante.

En situaciones normales,el 80% de la carga axial essoportada por los cuerposvertebrales, y el 20%, porel arco posterior (Harms yTabasso, 1999).

Esquema del efecto estabilizador de una caja anterior sobre los implantes posteriores(Errico et al., 2009)


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Esquema de falla de un implante posterior por ausencia de soporte anterior(Errico et al., 2009)

Las cajas anteriores pueden ser confeccionadas con materialesosteoconductores, favoreciendo la artrodesis. Otra gran ventaja esque pueden tener formatos específicos para aumentar la lordosisde los segmentos lumbares o cervicales donde fueron aplicados. Deesta forma, pueden ayudar tanto en la corrección de la deformidad,como en la mayor estabilidad de la reconstrucción.

Las cajas fueron pensadas inicialmente para ser aplicadas por separadoen la columna vertebral anterior. Las mismas son suficientes pararesistir a cargas compresivas aplicadas en flexión. Sin embargo,

rápidamente se observó que, cuando se aplican como implante único,son ineficaces para soportar fuerzas de torsión o extensión.

Cuando se aplican aisladas de una placa de soporte anterior o sinuna estabilización posterior asociada, estas cajas se sueltan y puedenmoverse de lugar. Cuando las cajas son pequeñas o están aplicadasen el centro del cuerpo vertebral (hueso esponjoso), pueden ingresaren el hueso del cuerpo vertebral.

Para evitar estos problemas, es fundamental asociar lainstrumentación posterior o utilizar cajas que ya vienen acopladasa placas atornilladas en los cuerpos vertebrales adyacentes. Elárea de contacto de la caja con los cuerpos vertebrales también es

importante, siendo que, cuanto mayor es el área de contacto, menorserá la presión ejercida y la chance de impactarse en el hueso.

Las cajas de sustitución discal pueden ser aplicadas con las siguientestécnicas:

• vía posterior (PLIF);

• vía anterior (ALIF);

• extremo lateral/transpsoas (XLIF);

• extremo transforaminal (TLIF).

Cada una de estas técnicas tiene sus ventajas y sus desventajas.

Independiente de la técnica elegida, son primordiales las siguientesacciones:

• preparación;

• sangrado;

• inserción del injerto;

• elección del formato y el tamaño adecuados de la caja;

• colocación precisa y minuciosa.


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Este último punto es fundamental: si no se realiza la colocación enforma correcta se obtendrá un mal resultado a corto o medio plazo.

La real necesidad de la utilización de cajas de sustitución discal enlas patologías degenerativas de la columna lumbar todavía es unasunto muy controversial en la literatura. Sin duda, existen abusosen el uso de cajas innecesarias. Por otro lado, muchos casos conmalos resultados podrían haberse evitado si las cajas hubiesen sidoasociadas a la reconstrucción.

Los pacientes sintomáticos con discos degenerados, de poca alturay prácticamente inamovibles seguramente evolucionarán biencon una artrodesis posterolateral aislada, no necesitando de cajasanteriores. En ese caso, utilizarlas es un exceso, un abuso.

Los pacientes que necesitan de artrodesis lumbares largas (L1-S1),como los pacientes adultos con escoliosis, desbalanceo sagital ydolor, se beneficiarán mucho de las cajas discales, principalmenteen los niveles distales (L4-L5 y L5-S1). Al utilizar las cajas endichos pacientes, las tasas de pseudoartrosis y desprendimientode los tornillos distales (efecto “limpiador de parabrisas”) serán bastante menores.

Los pacientes con desbalanceo sagital también pueden mejorarmucho la lordosis de la unión lumbosacra o de la columnacervical. En estos casos, se recomienda el uso de cajas.

La utilización de cajas de sustitución vertebral expansibles esmuy útil en las patologías tumorales e infecciosas o fracturas conretropulsión de fragmentos para dentro del conducto, asociadasa déficit neurológico que necesitan grandes resecciones óseas delos cuerpos vertebrales. Al utilizarlas, se puede dar estabilidadinmediata a la columna del paciente.

Las cajas pueden ser cortadas en el sitio ideal. Si fueran expansibles,podrían ser colocadas directamente en el sitio de resección ósea y ser

expandidas in situ para adaptarse perfectamente al sitio receptor.

Las cajas de sustitución del cuerpo vertebral tienen la ventaja deestar vacías y ser rellenadas por injerto óseo, promoviendo a largoplazo la consolidación de la artrodesis.

Caja de Harms utilizada como sustitución del cuerpo vertebral(Harms y Tabasso, 1999)

Caja de Harms utilizada como sustitución del disco invertebral(Harms y Tabasso, 1999)


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Placas

Las placas anteriores unidas por tornillos a los cuerpos vertebralesson muy utilizadas principalmente en la columna cervical. Se debeconsiderar que la fijación de tornillos en el hueso esponjoso delcuerpo vertebral es una fijación frágil, especialmente cuando no esposible la fijación de dos corticales.

Desde el punto de vista mecánico, una placa anterior funcionacomo una banda de tensión; sin embargo, solamente es útil, como

tal, en los movimientos de extensión de la columna vertebral. Enlos movimientos de flexión, las mismas no tienen esta utilidad,pudiendo hasta soltarse precozmente. Si la interfaz placa-tornillofuese rígida, el desprendimiento ocurriría por barrido del tornillo enel hueso. Si fuese semirrígida, ocurriría por pullout : el tornillo seríaarrancado siguiendo su mismo eje.

Como las propiedades mecánicas de estabilidad de las placas encuerpos vertebrales son restringidas, su utilización muchas vecesnecesita complementarse con bandas de tensión posteriores, sobretodo en la columna torácica y lumbar. En la columna cervical, regiónde menor requerimiento mecánico, su principal ventaja es prevenirel dislocamiento de las cajas hasta que se obtenga la artrodesis.

Representación de la falla en un sistema tornillo-barra rígido(Benzel, 20 01)

Representación de la falla en un sistema no rígido(Benzel, 2001)


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3. ARTRODESISEn los últimos 30 años, la calidad, la cantidad, la variedad y lasposibilidades de uso de los implantes vertebrales aumentaron mucho.Esto facilitó la labor del cirujano de columna y, principalmente, dioa los pacientes nuevas posibilidades terapéuticas. El lado negativo dela relación paciente-cirujano-implantes es el excesivo aumento enlos costos del tratamiento.

Es obligatorio que la utilización de los implantes vertebrales siga lassiguientes pautas:

• sea minuciosamente estudiada previamente;

• la técnica quirúrgica de implantación sea la mejor posible;

• la selección del paciente sea rigurosa.

La única excepción a esta regla son las neoplasias vertebralesmalignas metastásicas cuya expectativa de vida es menor a 1 año.En estos casos, la instrumentación vertebral junto con el cementoóseo son suficientes para el alivio del dolor y la estabilización dela columna vertebral del paciente con expectativa de vida corta.En dichos pacientes, no hay necesidad de utilizar injerto óseo yartrodesis.

En las demás situaciones, la técnica de preparación de artrodesis y lacolocación del injerto óseo deben ser minuciosas. Solo las artrodesispodrán garantizar un buen resultado clínico a largo plazo. En casode que esta regla no se cumpla, ocurrirá una pseudoartrosis, y lareconstrucción, tarde o temprano, fallará, ya sea por desprendimientode los implantes en la interfaz hueso-implante, o por quiebre en lainterfaz implante-implante.

Se debe tener siempre pre-sente que los implantes ver-tebrales propician estabili-dad inmediata posoperatoria y que prev ienen y corrigendeformidades, pero nuncasubstituyen a la artrodesisvertebral. Los implantesvertebrales son auxiliares dela artrodesis.

Si el cirujano utiliza implantes vertebrales sin la debidaartrodesis y, pasado un largo período, este implante no falla(quiebre o desprendimiento), el implante no era necesario yfue utilizado indebidamente.

Cirugía

Tiempo

Componente defusión de hueso

Componente deimplante espinal I

n t e

g r i d a d e s t r u c t u r a l

d e l

i m p l a n t e y f u s i ó n

Esquema de resistencias entre el implante y la artrodesis(Benzel, 2001)

Se representa la resistencia decreciente de un implante aplicado y la resistenciacreciente de una artrodesis después de la maduración ósea.

En el largo plazo, la estabilidad de un montaje depende solo de la artrodesis.


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A continuación se abordarán, de manera simple y resumida, losprincipios de instrumentación vertebral dependiendo de la patologíainvolucrada.

Infecciones

Las infecciones vertebrales, en su mayoría, son secundarias a focosprimarios distantes y atacan a la columna vertebral debido a unadiseminación hematogénica. Con menor frecuencia, pueden sersecundarias a un procedimiento quirúrgico vertebral previo.

Las infecciones vertebrales restringidas al disco intervertebral(discitis) muchas veces no necesitan de tratamiento quirúrgico,siendo tratadas con reposo y antibioticoterapia. Mismo enpacientes con déficit neurológico, la cirugía puede no ser necesaria(Errico et al., 2009). La regresión del absceso puede ser observadasolamente con la antibioticoterapia.

En los casos de destrucción de los cuerpos vertebrales(espondilodiscitis), donde se observa la osteomielitis del cuerpovertebral, la infección puede causar las siguientes complicaciones:

• compresión medular o radicular causada por las siguientesrazones:– absceso,– colapso vertebral,– deformidad;

• inestabilidad;

• deformidad (principalmente cifosis).

En este caso, el tratamiento es el abordaje anterior

de la columna para desbridamiento amplio. Lalaminectomía está formalmente contraindicada,pues puede empeorar la inestabilidad. Se utilizancajas de sustitución del cuerpo vertebral asociadasa injerto óseo para estabilizar y restaurar lacolumna anterior. En casos en que ya existacifosis del segmento, se debe complementar lacirugía con tornillos pediculares para restablecerla banda de tensión posterior.

Tumores

Los tumores vertebrales frecuentemente atacan al cuerpo vertebral.

En la mayoría de los casos, los tumores son metastásicosy la sobrevida del paciente es corta. En esta situación, lainstrumentación posterior (sin artrodesis) asociada a corpectomíaes suficiente. El cuerpo vertebral resecado es sustituido por unacaja del tamaño adecuado, rellena con cemento óseo.

Este es el procedimiento más simple y rápido (Harms y Tabasso,1999):

• proporciona estabilización inmediata;

• permite la descompresión;

• dura el tiempo correspondiente a la baja sobrevida delpaciente.

En caso de tumores malignos primarios de la columnavertebral (cordoma) y tumores benignos agresivos (tumorde células gigantes), la situación es más compleja.

El abordaje oncológico obliga a una resección amplia,en bloque y con márgenes libres (vertebrectomía). Este

procedimiento, además de ser técnicamente complejo,impone la necesidad de restauración de la anatomía yfunción de la columna de forma definitiva y duradera. Enestos casos, se debe siempre estabilizar la columna con cajase injerto óseo anterior y neutralizar esta reconstrucción con barras y tornillos o ganchos posteriores (montajes largos, depreferencia dos o tres vértebras por encima y por debajo).En los montajes lumbares, es prudente incluir la pelvis paramayor estabilidad.

4. PRINCIPIOS GENERALES DE LA INSTRUMENTACIÓN VERTEBRAL

La columna no quedará

inestable, pues la granmayoría de estos casosevolucionan a anquilosisespontánea.

La utilización deimplantes posteriores(tornillos y bar-ras) solamente sinreposición de la co-lumna anterior es un

error. Ciertamente, lareconstrucción fallará(pullout o quiebre delimplante) dado quela columna posteriorno tiene capacidad desoportar carga axial.

Cuando los dos abordajes indicados están siendo realizadosen el mismo día, se debe iniciar por el abordaje posterior parano correr riesgo de contaminar la columna posterior con unainfección de la columna anterior.


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Trauma

En los traumas de la columna vertebral, se debe procurar entendercuál fue el mecanismo involucrado:

• compresión axial,

• flexocompresión,

• flexodistracción,

• traumatismo rotatorio.

Dependiendo del tipo y de la magnitud de los traumas involucrados,se obtiene el patrón típico de la fractura y se puede clasificar (Magerl,Aebi, Gertzbein, Harms y Nazarian, 1994).

Existe indicación absoluta de cirugía en pacientes con las siguientescaracterísticas (Delfino, 2005):

• déficit neurológico después de un intervalo de tiempo sinsíntomas;

• pacientes con déficit neurológico progresivo;

• fracturas y luxaciones irreductibles;

• riesgo de lesión neurológica debido a inestabilidad.

Se pueden establecer algunos principios generales.

Las lesiones ligamentarias posteriores graves no cicatrizan bieny deben ser operadas con reposición de la banda posterior(luxaciones puras, fracturas con componentes de distracción o

rotación). El empleo de tornillos o ganchos posteriores asociados aDTT está indicado y, casi siempre, es suficiente.

Las fracturas del cuerpo vertebral se consolidan naturalmente. Porlo tanto, debemos entender esta ruptura de la columna anteriorcomo temporaria, es decir, después de la consolidación no ocurrirámás inestabilidad. Es por esto que, en la mayoría de los casos,no es necesario restablecer la integridad de la columna anteriorcon cajas de sustitución vertebral. En esos casos, los tornillospediculares por vía posterior solamente funcionarían como un

resguardo interno temporario que después podría ser retirado. Enestas circunstancias, el empleo de técnicas mínimamente invasivaspuede ser muy interesante.

Las fracturas de cuerpos vertebrales sin déficit neurológicoasociadas a cifosis y fragmentos dentro del canal vertebral no sonindicación absoluta de sustitución de la columna anterior por cajas,pues, con el instrumental posterior moderno, es posible reduciry fijar la deformidad además de obtener una descompresiónindirecta del canal vertebral a través de la ligamentotaxis.

La necesidad de abordaje anterior en las fracturas vertebrales estema controversial, pero ciertamente está indicado en las fracturasexplosivas del cuerpo vertebral con fragmentos dentro del canal ycuadro neurológico asociado.

Gaines, Holt y McCormack (1993) propusieron criterios objetivosutilizando los siguientes parámetros:

• grado de conminución vertebral;

• distribución de los fragmentos;

• desvío traslacional y cifótico del segmento fracturado.

Cuanto más graves sean estos elementos, más necesario será elabordaje con reconstrucción anterior de la columna vertebral.

Deformidades

Las deformidades vertebrales pueden atacar cualquier segmentode la columna vertebral y tener etiologías variadas (congénitas,idiopáticas, neurofibromatosis, etc.):

• escoliosis,

• cifosis,

• lordosis,• cifoescoliosis,

• lordoescoliosis.

Para cada tipo (localización, grado de curva y etiología), existe unaindicación ideal de montaje de buena instrumentación como la mejormanera de corregir la deformidad. De esta forma, el tratamientodebe ser individualizado, valiendo siempre la antigua regla de “cadacaso es un caso”.

La indicación quirúrgica en las fracturas vertebrales estádirectamente relacionada con la presencia de inestabilidad,déficit neurológico y compresión neural.


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Independientemente de la inmensa variedad de situaciones, algunasreglas básicas son siempre válidas y deben ser respetadas.

Las radiografías deben ser de buena calidad para que puedan seridentificadas, con precisión, las vértebras caudal, craneal y apical,tanto en el plano frontal (escoliosis) como en el plano sagital(cifosis o lordosis).

Nunca se debe terminar una artrodesis en la vértebra apical.

Es frecuente encontrar fijaciones que terminan en el medio dela cifosis torácica, y que ocurra pullo ut del montaje debido alempeoramiento de la cifosis encima de la última vértebra cranealinstrumentada.

Otra situación frecuente en la escoliosis idiopática es invadirla curva lumbar compensatoria y detener la instrumentaciónen la vértebra apical de la misma, reduciendo su capacidad decompensación espontánea.

Cuando no se utiliza la técnica de derrotación, se debeninstrumentar las dos vértebras caudales y las dos vértebrascraneales (tornillo pedicular bilateral) para mayor rigidez del

sistema. En este caso, las vértebras intermediarias, incluyendo laapical, pueden recibir apenas un tornillo. No se pierde estabilidaddel montaje, y el costo es menor.

Siempre que sea posible, se debe proteger el montaje cefálicoy caudal con ganchos supra o infralaminares para disminuir lachance de pullout del tornillo pedicular de la vértebra caudal ocraneal.

En los montajes con ganchos, siempre se debe utilizar el DTT.

Los montajes largos en pacientes osteoporóticos deben serrealizados preferentemente con ganchos, principalmente en la

parte cefálica de las curvas cifóticas, debido al alto riesgo de pullout precoz.

En todas las deformidades se debe recordar que se está tratandoa un paciente y no a una radiografía. De esa forma, casi nunca esnecesaria la corrección total de la deformidad y lo que importaes el equilibrio del tronco (en el plano frontal y sagital) y lanivelación de los hombros.


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5. SÍNTESIS

El profundo conocimiento de la biomecánica esfundamental para comprender qué implantes deben serempleados y en qué momento.

No todas las patologías raquídeas que necesitan cirugía requierenla utilización de un implante. Solo en algunos pacientes con

tumores secundarios con poca sobrevida pueden utilizarseimplantes sin injerto óseo. Los implantes vertebrales brindanestabilidad inmediata posoperatoria y previenen y corrigendeformidades, pero nunca substituyen a la artrodesis vertebral:son auxiliares.

Solo las artrodesis podrán garantizar un buen resultado clínico alargo plazo.


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BIBLIOGRAFÍA

Benzel, E. C. (2001) Biomechanics of the Spine Stabilization (1º Ed.).Rolling Meadows (IL): Thieme.

Delfino, L. A. (2005) Lesões traumáticas da columna vertebral (1º Ed.).São Paulo: Bevilacqua.

Errico, T. J., Lonner, B. S. y Moulton, A. W. (2009) Surgical

management of spinal deformities (1º Ed.). Philadelphia: SaundersElsevier.

Gaines, R. W., Holt, B. y McCormack, T. (1993, septiembre) A classification to predict screw breakage when using short segmentinstrumentation with pedicle screw. The load-sharing classification of spinal fractures. Presentado en 28th Annual Meeting of SRS, Dublin,Irlanda.

Harms, J. y Tabasso, G. (1999) Instrumentação em cirurgia da columnavertebral. Princípios e Técnicas (1º Ed.). Rio de Janeiro (RJ): Di-Livros.

Magerl, F., Aebi, M., Gertzbein, S. D., Harms, J. y Nazarian,

S. (1994) A comprehensive classification of thoracic andlumbar injuries. Eur Spine J, 3, 184-201.

White, A. A. y Panjabi, M. M. (1990) Clinical biomechanics of the Spine (2º Ed.). Philadelphia: Lippincott.

http://books.google.co.in/books?id=Q-oreNpkRlgC&printsec=frontcover&source=gbs_vpt_read%20-%20v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.co.in/books?id=Q-oreNpkRlgC&printsec=frontcover&source=gbs_vpt_read%20-%20v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.co.in/books?id=Q-oreNpkRlgC&printsec=frontcover&source=gbs_vpt_read%20-%20v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.co.in/books?id=Q-oreNpkRlgC&printsec=frontcover&source=gbs_vpt_read%20-%20v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.co.in/books?id=Q-oreNpkRlgC&printsec=frontcover&source=gbs_vpt_read%20-%20v=onepage&q&f=falsehttp://www.sciencedirect.com/science/book/9781416033721http://www.sciencedirect.com/science/book/9781416033721http://www.sciencedirect.com/science/book/9781416033721http://www.sciencedirect.com/science/book/9781416033721http://www.sciencedirect.com/science/book/9781416033721http://www.sciencedirect.com/science/book/9781416033721http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02221591%20-%20page-1http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02221591%20-%20page-1http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02221591%20-%20page-1http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02221591%20-%20page-1http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02221591%20-%20page-1http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02221591%20-%20page-1http://www.amazon.com/dp/0397507208http://www.amazon.com/dp/0397507208http://www.amazon.com/dp/0397507208http://www.amazon.com/dp/0397507208http://www.amazon.com/dp/0397507208http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02221591%20-%20page-1http://www.sciencedirect.com/science/book/9781416033721http://books.google.co.in/books?id=Q-oreNpkRlgC&printsec=frontcover&source=gbs_vpt_read%20-%20v=onepage&q&f=false


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Coordinación del proyectoNéstor FioreLuciana Braga Garcia

Diseño instruccional y revisión pedagógicaMaría Alejandra ZangaraMaría Eugenia Bregliano

Proyecto y formateo gráficoAndré Secundino

IlustracionesGustavo Francesconi

Copyright ©2013 by AOSpine International, SwitzerlandStettbachstrasse 10, CH-8600 Dübendorf

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