Estudio experimental de oxígenoterapia hiperbárica para cirugía bucomaxilofacial, traumatología y osteología
Authors:   , Stulgis Ricardo Martín 
Published: June 2022

El trazo primario se basó en la idea de utilizar una tecnología que hiciera un aporte innovador, un complemento de las técnicas y destrezas del cirujano. Para alcanzar esta meta antes sería necesario comprobar la eficacia del tratamiento de Oxigenoterapia Hiperbárica (OHB) en la terapéutica del trauma óseo. El origen de la OHB deriva de la terapéutica de patologías que se pueden presentar luego de actividades profesionales de buceo o subacuáticas. Posteriormente se utilizó básicamente en el tratamiento de patologías o lesiones de etiología hipóxica. Los principios físicos y químicos de la termodinámica, las leyes y fundamentos de la mecánica de los fluidos, la hidráulica y neumática permiten comprender en forma práctica el funcionamiento de las cámaras hiperbáricas. Respirar oxígeno al 100% a 3 ATA es rápidamente tóxico para el tejido neuronal y nervioso. Por este motivo los tratamientos implican presurizaciones entre 1,4 ATA y 2,8 ATA por períodos de 60 a 120 minutos una o dos veces al día. El presente trabajo es un aporte a la cirugía bucomaxilofacial y especialidades médicas como traumatología y osteología, también para el estudio de propiedades y/o aplicación de nuevos materiales, elementos o compuestos biocompatibles con finalidad terapéutica. Posibilitó un avance hacia una nueva línea de investigación interdisciplinaria para posibles aplicaciones o indicaciones de OHB. El estudio experimental se realizó en base a un modelo animal de laboratorio para extrapolación clínica. Inicialmente se proyectaba que el alcance de sus resultados serían de interés solo para Cirugía Bucomaxilofacial (mandíbula humana), pero luego, debido a la metodología y evidencia científica obtenida se encontró que los datos podrían extrapolarse a traumatología humana (miembro inferior); osteología humana (densidad ósea en miembros y raquis); y traumatología veterinaria (miembro posterior de animales). El sustento científico para la extrapolación se originó contemplando una serie de factores conexos. En primera medida se basó en la filogenia entre especies, por relación evolutiva genética y morfológica entre diferentes grupos de organismos. Otro apoyo lo aportó el estudio del desarrollo embriológico óseo, específicamente los procesos de osificación. Básicamente son dos: osificación endocondral e intramembranosa o membranosa (membrana conjuntiva osteogénica). Ambos procesos intervienen en el crecimiento longitudinal de la mandíbula y los huesos largos apendicular y axial. Los otros pilares que dieron sostén metodológico fueron la función neuroendocrina y sus patologías asociadas; procesos fisiopatológicos análogos y manejo de lesiones con las mismas características y tiempos de cicatrización; el dosaje de marcadores séricos y urinarios por métodos complementarios a los utilizados en humanos. La fisiopatología y biología ósea relacionada con la recuperación de lesiones en el hueso se interpretó con estudios séricos de laboratorio bioquímico, histomorfométricos y radiológicos. El concepto de elementos reactantes o reactivos químicos de acción biológica y farmacológica se basó en el criterio de uso terapéutico de elementos químicos tales como el oxígeno 100 % y mezclas de gases a una presión atmosférica superior a 1,4 ATA en un recinto hermético presurizado con la finalidad de mejorar la resolución o cicatrización de lesiones óseas, como terapéutica complementaria de isquemias traumáticas agudas (ITA). Para evaluar la respuesta ósea a los tratamientos se utilizaron dos lesiones distintas en un mismo miembro posterior izquierdo de un modelo animal de conejos californianos (extrapolable a mandíbula humana). Una lesión por biopsia, cavitaria bicortical en metaepífisis proximal tibial, y otra lesión por fractura simple diafisiaria proximal de peroné. Las lesiones estudiadas son las definidas como consolidación ósea secundaria, sin reducción, con poca o escasa movilidad, con callo. La consolidación primaria es aquella que se presenta sin callo, con reducción y sin movilidad entre los bordes del trazo fracturario. Luego de una lesión se activa la proliferación del periostio y endostio que forman tejido de granulación, que posteriormente se transforma en tejido fibroso, condroide, y osteoide que reparan la herida. El enfoque abordó el estudio de la OHB y la respuesta terapéutica sobre el trauma óseo. El hueso es tejido conectivo especializado duro con tejidos blandos anexos de capacidad osteogénica (periostio y endostio). Los tejidos epitelial y muscular esquelético, aunque son de importancia en el proceso integral de cicatrización posterior a una injuria traumática exceden el trabajo de tesis doctoral donde el enfoque fue puesto en reducir los tiempos de consolidación de fracturas óseas con una estructura ósea equivalente a la lograda con tratamientos convencionales aplicados actualmente. La idea fue obtener un callo duro mineralizado, hueso laminar, en menos de 4 a 5 semanas posteriores al trauma. Secundariamente se observó si los tratamientos previnieron riesgo de complicaciones por infecciones anaerobias, mutilaciones o amputaciones en tejidos duros, y si mejoraban la función articular en caso de verse afectada. El esquema terapéutico simplificado implicó una muestra de 24 conejos machos, divididos en 3 grupos: Grupo 1 Postoperatorio (G 1) de 8 individuos con dos lesiones diferentes, una en tibia y otra en peroné, antibioticoterapia postoperatoria y OHB postoperatoria; un segundo grupo experimental Grupo 2 Prepostoperatorio (G 2) de 8 individuos con las dos lesiones óseas descriptas, antibioticoterapia postoperatoria y OHB preoperatoria y postoperatoria; ambos tratamientos OHB fueron comparados a datos basales y a un Grupo 3 Control (G 3) con la misma cantidad de unidades experimentales (8) y las mismas lesiones óseas, antibioticoterapia postoperatoria, tratamiento Placebo con aire 1,3 ATA, sin OHB. Los tratamientos se realizaron en una cámara hiperbárica experimental de características técnicas monoplaza (Clase C ). Los resultados obtenidos permitieron la posibilidad de dar un paso para la obtención de un nivel de evidencia B para una nueva indicación de OHB. La OHB indujo la osteogénesis y la neoangiogénesis, pero estos efectos deberían también explicarse comprobando los mecanismos de acción, si es por aumento en la proliferación de las células mesenquimales progenitoras óseas que acelerarían la construcción del callo óseo, por mecanismos hormonales o nerviosos, o ambos procesos simultáneamente. Los datos obtenidos y la evidencia científica consultada indicarían una acción sistémica de la OHB a nivel del Hipotálamo y a partir de allí una cascada de respuestas con participación del Sistema Nervioso Autónomo y el Sistema Inmune que explicarían su alcance terapéutico en el hueso. Tampoco se conoce con exactitud como la tensión tisular de oxígeno afecta la actividad metabólica y enzimática del osteoblasto en la formación ósea o del osteoclasto en la resorción (remodelado óseo). La tesis permitió investigar sobre la existencia de una acción de la OHB que produjera un efecto positivo sobre lesiones óseas interviniendo en la función de los osteoblastos, osteoclastos y la velocidad de mineralización ósea in vivo. Los resultados obtenidos mediante estudios histomorfométricos, radiográficos, séricos y urinarios indicaron que la Oxigenoterapia Hiperbárica con esquema de tratamientos Grupo 1 Postoperatorio y Grupo 2 Prepostoperatorio como terapéutica complementaria de isquemias traumáticas agudas en fracturas óseas podría mejorar la cicatrización en el hueso, con un postoperatorio en menor tiempo. Existió diferencia entre en la respuesta osteogénica inducida con OHB y Control en relación al hueso afectado, tibia o peroné, y el tipo de trauma o lesión provocada. En la lesión de tibia la consolidación o formación de callo óseo con OHB G 2 se produjo en tiempo más reducido respecto a G 3 Control. En tibia considerando velocidad de mineralización (VM) desde el día 15 al 25 postquirúrgico (PosQx) la OHB con tratamiento G 2 fue más rápida en μ/día que G 3 Control. G 1 fue más lento, pero con mejor estructura (hueso laminar), esto se corresponde con parámetros como superficie trabecular doble marcación (STDM) y volumen óseo. En tibia las propiedades estructurales y funcionales de la matriz mineralizada del callo óseo son superiores con G 2 OHB respecto a G 3 Control. En peroné desde el día 23 al 45 PosQx G 3 Control fue más rápido en μ/día que los tratamientos OHB G 1 y G 2. Sin embargo, en el mismo período de medición, G 1 alcanzó un nivel superior (50 % ˃ Control) de STDM. Un dato relevante por tratarse de superficie ósea de hueso maduro. Las Radiografías coincidieron con los parámetros histomorfométricos estáticos volumen óseo y superficie osteoblástica para confirmar estas conclusiones. El callo óseo de tibia según las imágenes radiográficas tuvo mejor resolución con OHB G 2 que en G 3 Control. En peroné, no existieron diferencias entre grupos experimentales G 1 y G 2 en relación a G 3 Control. Las radiografías coinciden con los parámetros histomorfométricos volumen trabecular, volumen óseo total y VM, esto quiere decir que con diferentes métodos de medición se obtuvieron resultados semejantes. Calcemia con valor bajo respecto a Basal se relaciona con mejora en la densidad ósea y mayor calcificación. G 2 presentó mayor efecto hipocalcemiante, esto se asoció a niveles más altos de calcificación. G 1 redujo la calcemia entre el día 30 y 45 PosQx, coincidiendo con la histomorfometría donde se observó un aumento de la mineralización para esa misma fecha. La OHB sería más favorable en períodos diferentes, e.g. G 2 hasta el día 25-30 PosQx y G 1 a partir del día 30 PosQx. En tratamientos OHB la relación Calcemia-Fosfatemia habría sido mejor que en G 3 Control, G 2 tuvo valores más positivos durante toda la experiencia desde el día 10 prequirúrgico (PreQx) hasta el día 45 PosQx. Esto se pudo interpretar como mejor conservación de estructura mineral ósea que G 3 Control. G 2 obtuvo los mejores niveles de 25OHD entre el día 7 al 21 PosQx. Calciuria y Fosfaturia aportaron al análisis que G 2 enlazaría con el concepto de mayor conservación de hueso, estructura mineral y formación ósea de novo. Relación PTH-25OHD indicó la función regulatoria hormonal de calcemia y fosfatemia, G 2 y G 3 Control fueron semejantes entre el día 15 y 45 PosQx, PTH registró valores sin variaciones considerables. La curva de G 1 habría tenido un efecto similar a G 2 hasta el día 30 PosQx, desde el día 30 al 45 PosQx adquirió evolución ascendente, 25OHD marcó progresivamente valores más altos y PTH valores más bajos. Esto coincidiría con el “efecto inercial” o “efecto inercia aceleración” donde existiría aumento de formación ósea en G 1 OHB a partir del día 30 PosQx cuando finalizó el tratamiento. Los datos obtenidos podrían deberse a un “efecto óseo descompresivo” producido por acumulación o saturación de oxígeno en un compartimento, que en este caso sería la zona donde existió la fractura ósea, considerándose la misma como un “compartimento óseo cicatrizal” donde el oxígeno “acumulado”, habría saturado los tejidos afectados y luego de terminar el suministro de OHB se habría producido una descompresión generadora de una respuesta biológica positiva (acelerada o aumentada) en heridas de hueso, promoviendo la cicatrización en menor tiempo y con mejores propiedades estructurales. En tibia OHB G 2 encontró mejor respuesta osteogénica hasta el día 30 PosQx, resultados compatibles con mayor presencia de hueso laminar maduro que el logrado en tratamiento G 3 Control. Se confirmó por parámetros histomorfométricos dinámicos STDM, STSM y VM. En G 1 se habrían logrado mejores resultados entre el día 30 y 45 PosQx. En peroné OHB G 1 habría logrado mejor respuesta osteogénica que G 3 Control, pero desde el día 30 al 45 PosQx. Confirmado con histomorfometría por STDM, STSM y VM. Estos parámetros comparados aportaron resultados que indicarían en síntesis, que los tratamientos con OHB G 1 y G 2 tuvieron un resultado superior que G 3 Control. Los resultados logrados en tibia y peroné del modelo de extrapolación con OHB G 1 y G 2 permitirían la extrapolación clínica quirúrgica y traumatológica bucomaxilofacial humana en el tratamiento complementario de fracturas en cuerpo y ramas ascendentes mandibulares (OHB G 1); tratamiento complementario de osteonecrosis mandibular por quimioterapia, radioterapia, bifosfonatos (OHB G 1); mejoramiento de la oseointegración de implantes de titanio odontológicos en mandíbula (OHB G 2); tratamiento complementario en cirugía ortognática, en casos con indicación de osteotomías mandibulares por requerimientos estéticos y funcionales en deformaciones, prognatismo, mordida abierta, disfunción de ATM (OHB G 2); casos que requieren cirugía correctiva por pseudoartrosis o consolidación ósea viciosa mandibular (OHB G 1). No se registraron diferencias marcadas entre los grupos experimentales y control en la disminución de infecciones anaerobias de tejidos duros y blandos. Sin embargo la evidencia científica avalaría el uso de OHB complementaria de antibioticoterapia en esquema G 1 en infecciones con o sin origen odontogénico: osteomielitis aguda de mandíbula; artritis séptica (ATM); gangrena gaseosa; fascitis necrotizante; abscesos; celulitis; miositis. Las articulaciones no se vieron afectadas por las maniobras quirúrgicas o el proceso cicatrizal como para sacar conclusiones respecto a si un tratamiento OHB es mejor que otro. No se requirió la indicación de amputaciones en grupos experimentales OHB y G 3 Control.