Biomechanical analysis of interlaminar and transforaminal endoscopic decompression techniques in adjacent segment disease associated with lumbar fusion at L4–L5, in a finite element model

Introducción y objetivo: La enfermedad de segmento adyacente (ESA) es una complicación relevante tras la fusión lumbar. El objetivo de este estudio fue analizar, mediante un modelo de elementos finitos (FEM) de la columna T12–S1 basado en anatomía de un paciente colombiano, el impacto biomecánico de la artrodesis L4–L5 y de distintas descompresiones endoscópicas sobre los segmentos adyacentes. Métodos: Se realizó un estudio biomecánico in silico en el laboratorio de biomecánica de un hospital universitario colombiano. Se construyó y validó un modelo FEM intacto frente a valores experimentales de rango de movimiento. Posteriormente se simularon: (1) columna intacta, (2) fusión L4–L5, (3) fusión + descompresión interlaminar proximal (L3–L4) y (4) fusión + descompresión distal (L5–S1). Se aplicó una carga axial de 400 N y momentos de ±10 Nm en flexión, extensión e inclinación lateral. El análisis se centró en las tensiones de von Mises en discos adyacentes, platillos, elementos posteriores y sistema tornillo–barra. Resultados La fusión aislada produjo un aumento moderado de las tensiones en los discos L3–L4 y L5–S1. Con la descompresión IL proximal, la tensión en el anillo posterior de L3–L4 en flexión aumentó de 0,237 a 0,450 MPa (≈+90%). En la descompresión IL caudal, la tensión posterior de L5–S1 en inclinación lateral izquierda pasó de 0,556 a 2,08 MPa (≈+270%). En la barra, la tensión máxima en flexión se incrementó de 27,6 a 53,6 MPa (≈+94%) y en inclinación lateral izquierda de 13,0 a 54,2 MPa (≈4 veces). Las descompresiones TF generaron tensiones intermedias (barra ≈40–45 MPa), aproximadamente un 25–35% menores que las IL para las mismas condiciones de carga, aunque todavía biomecánicamente relevantes. Conclusiones La artrodesis L4–L5 asociada a descompresiones extensas, especialmente caudales e interlaminares, impone una carga biomecánica significativa al segmento adyacente y a la instrumentación. Este modelo FEM, ajustado a anatomía local, constituye un primer paso hacia simulaciones más representativas de nuestra población. Futuras investigaciones deben incorporar cohortes latinoamericanas y plataformas de mayor potencia que permitan modelar ligamentos, cápsulas y musculatura mediante elementos específicos para refinar la predicción de ESA y optimizar la planificación quirúrgica.