Correlation Between Cortical Bone Structure and Biomechanics and Metabolic

GUSTAVO ROBERTO COINTRY; STELLA MARIS DANIELE; RICARDO FRANCISCO CAPOZZA; STELLA MARIS MARTINEZ; MARÍA ROSA ULLA; LIDA MORISOLI; JOSÉ LUIS FERRETTI

Honolulu (Hawaii, USA)

Congreso; XXIX ANNUAL MEETING, American Society for Bone & Mineral Research (ASBMR); 2007

American Society for Bone & Mineral Research (ASBMR)

a resistencia ósea a la fractura depende de 3 factores independientes, que operan sucesivamente en el proceso fracturario: rigidez (resistencia a la deformación), resiliencia (resistencia a la generación de cracks), y tenacidad (resistencia al progreso de esos cracks). La rigidez depende del módulo elástico (E) y de la distribución espacial del tejido duro. La resiliencia determina el límite del comportamiento "elástico" de los huesos (deformación reversible), y la tenacidad refuerza el sucesivo comportamiento "plástico" (deformación irreversible) hasta la fractura. Las 2 últimas propiedades configuran la "resistencia" a la fractura. Su estudio es importante porque involucra factores de "calidad ósea" no siempre dependientes de la mineralización. Hemos identificado efectos inéditos sobre estas propiedades en fémures de ratas tratadas con hipofisectomía (Hx; 20 tratados, 9 controles), ovariectomía (Ox;6,5), olpadronato (OPD;24,16), alendronato (ALN;13,13) ó (OH)3Al (14,14), ó con diabetes genética tipo I (línea eSS; 9,10), analizados mediante pQCT y tests mecánicos (Tabla). Todas estas condiciones indujeron aumentos o reducciones significativas (p<0.01 siempre) del % de carga soportado en condiciones plásticas (tenacidad), cuya  magnitud o cuyo sentido variaron independientemente de 1. la mineralización (vDMO) de la compacta; 2. la rigidez o módulo E del tejido; 3. la rigidez diafisaria (relación carga/deformación), y/o 4. la carga límite soportada elásticamente (resiliencia). En 2 casos particulares (Hx, eSS), el módulo E varió independientemente de la mineralización, hallazgo también singular. Exceptuando solamente el grupo tratado con (OH)3Al, nuestro Bone Strength Index (BSI), producto de la vDMO cortical (indicador de "calidad" material) y el momento de inercia seccional (indicador de "calidad" del diseño diafisario), falló en predecir la carga de fractura en los demás grupos tratados. La independencia entre efectos y la incapacidad predictiva del BSI (que no captura factores microestructurales de calidad material), sugiere la participación de fibras colágenas y cristales en esos efectos, asociados más con el progreso (tenacidad) que con la formación (resiliencia) de cracks, relevantes para el mecanismo de fractura durante la deformación plástica, proceso no necesariamente asociado a la mineralización. Estos hallazgos 1. explican algunos efectos asimétricos, aparentemente paradójicos, de tratamientos actuales (especialmente bisfosfonatos) sobre la mineralización y la incidencia de nuevas fracturas, y 2. cuestionan la creencia de que la masa ósea remanente es biológica y mecánicamente normal en las osteopenias metabólicas, en congruencia con estudios con otras metodologías. La Biomecánica Osea tiene mucho por aportar a la Osteología Clínica, para evitar la peligrosa extrapolación de las determinaciones densitométricas usuales hacia el mal definido concepto de "calidad ósea".