Artículo original
Vol. 60 Núm. 303
13 min
Análisis biomecánico dinámico intraoperatorio del balance medial y lateral en artroplastia total primaria de rodilla mediante navegación quirúrgica
Intraoperative dynamic biomechanical analysis of medial and lateral balance in primary total knee arthroplasty using surgical navigation
Damián Mifsut-Miedes*, Juan Carlos Martínez-Algarra, Vicente Hurtado-Oliver
Hospital Universitario Francesc de Borja, Gandía, España
Correspondencia:
Recepción:
24/12/2025
Aceptación:
24/12/2025
Publicación:
31/12/2025
Métricas
231
Visualizaciones
17
Descargas
Compartir
Compartir
Resumen (ES)
Introducción: El equilibrio ligamentoso en extensión y flexión es un factor determinante para el éxito de la artroplastia total de rodilla (ATR). Sin embargo, la relación dinámica entre los compartimentos medial y lateral a diferentes grados de flexión no está completamente definida.
Objetivo: Analizar las discrepancias intraoperatorias del “gap” medial y lateral en extensión parcial y flexión, así como su relación con la deformidad en varo, durante la ATR primaria asistida por navegación.
Material y métodos: Se efectuó un estudio prospectivo sobre 39 rodillas con gonartrosis y deformidad en varo, intervenidas mediante ATR primaria utilizando navegación OrthoPilot® y el sistema BalanceBot Omnium Platform®. Tras una resección tibial estandarizada de 8 mm en el compartimento lateral y una resección tibial medial variable, según la planificación del sistema de navegación en cada caso, se midieron los gaps medial y lateral a 10° de extensión y 90° de flexión. Se analizaron las discrepancias intraindividuales y su correlación con el varo preoperatorio.
Resultados: La edad media fue de 72,3 ± 7,9 años. El varo preoperatorio medio fue de 7,1° ± 3,5°. El gap medial aumentó significativamente de la extensión a la flexión, mientras que el gap lateral permaneció relativamente constante. No se observó correlación significativa entre la asimetría medial–lateral en extensión y flexión (r = 0,266; p = 0,102), ni entre el comportamiento dinámico medial y lateral (r = 0,149; p = 0,366). El varo mostró una tendencia a correlacionarse con la diferencia de resección (r = 0,292; p = 0,084) y con la asimetría medial–lateral en extensión (r = 0,305; p = 0,070).
Conclusiones: El balance medial y lateral en la ATR no es constante entre extensión y flexión, comportándose ambos compartimentos de forma independiente. La deformidad en varo influye principalmente en el equilibrio en extensión, lo que justifica el uso de sistemas de navegación que permitan una evaluación dinámica intraoperatoria del balance ligamentoso.
Palabras clave (ES):
Resumen (EN)
Introduction: Ligament balancing in extension and flexion is a key determinant of success in total knee arthroplasty (TKA). However, the dynamic relationship between the medial and lateral compartments at different degrees of flexion has not been fully defined.
Objective: To analyze intraoperative discrepancies between the medial and lateral gaps in partial extension and flexion and to assess their relationship with preoperative varus deformity during primary navigated TKA.
Materials and methods: A prospective study was conducted on 39 knees with osteoarthritis and varus deformity undergoing primary TKA using the OrthoPilot® navigation system and the BalanceBot Omnium Platform®. Following a standardized lateral tibial resection of 8 mm and a variable medial tibial resection according to the navigation system planning in each case, medial and lateral gaps were measured at 10° of extension and 90° of flexion. Intraindividual discrepancies were analyzed, as well as their correlation with preoperative varus alignment.
Results: The mean patient age was 72.3 ± 7.9 years, and the mean preoperative varus alignment was 7.1° ± 3.5°. The medial gap increased significantly from extension to flexion, whereas the lateral gap remained relatively constant. No significant correlation was found between medial–lateral asymmetry in extension and flexion (r = 0.266; p = 0.102), nor between the dynamic behavior of the medial and lateral compartments (r = 0.149; p = 0.366). Varus deformity showed a trend toward correlation with resection difference (r = 0.292; p = 0.084) and with medial–lateral asymmetry in extension (r = 0.305; p = 0.070).
Conclusions: Medial and lateral balancing in TKA is not constant between extension and flexion, with both compartments demonstrating independent biomechanical behavior. Varus deformity predominantly influences balance in extension, supporting the use of navigation systems that allow dynamic intraoperative assessment of ligament balance.
Palabras clave (EN):
Introducción
El restablecimiento de un balance ligamentoso adecuado es uno de los pilares fundamentales para el éxito clínico y la supervivencia a largo plazo de la artroplastia total de rodilla (ATR). La presencia de desequilibrios entre los compartimentos medial y lateral puede traducirse en inestabilidad, dolor persistente, desgaste precoz del implante y peores resultados funcionales.
Tradicionalmente, la valoración intraoperatoria del balance se ha realizado mediante técnicas subjetivas, basadas en la experiencia del cirujano y en tensiómetros manuales. Sin embargo, estas herramientas presentan una elevada variabilidad interobservador. El desarrollo de sistemas de navegación y dispositivos de medición objetiva ha permitido una evaluación más precisa y reproducible de los gaps articulares.
A pesar de ello, persiste controversia sobre si el equilibrio alcanzado en extensión es representativo del balance en flexión y sobre el papel real de la deformidad coronal en el comportamiento dinámico de los compartimentos. El objetivo de este estudio fue analizar de forma objetiva las discrepancias del gap medial y lateral en extensión y flexión durante ATR primaria asistida por navegación.
Material y métodos
Diseño del estudio
Estudio prospectivo analítico realizado sobre una serie consecutiva de pacientes diagnosticados de gonartrosis con deformidad en varo, candidatos a ATR primaria.
Población de estudio
Se incluyeron 39 rodillas correspondientes a 39 pacientes. Todos firmaron consentimiento informado tanto para la cirugía como para la inclusión en el estudio.
Técnica quirúrgica
Todas las cirugías se realizaron mediante un abordaje anterior parapatelar medial, con liberación de partes blandas del compartimento medial tibial, y utilizando como modelo de prótesis: APEX® con sistema de navegación OrthoPilot® y el dispositivo BalanceBot Omnium Platform®. La utilización de sistemas de medición objetiva intraoperatoria para la evaluación del balance ligamentoso en artroplastia total de rodilla ha demostrado una mayor fiabilidad y reproducibilidad frente a las técnicas manuales tradicionales. En este contexto, dispositivos basados en sensores y navegación, como el BalanceBot Omnium Platform® (Figura 1), permiten cuantificar de forma precisa los gaps medial y lateral bajo condiciones controladas, reduciendo la variabilidad interobservador inherente a la evaluación subjetiva.

La resección tibial se efectuó perpendicular al eje mecánico tibial, con un espesor constante de 8 mm en el compartimento lateral y un espesor variable en el compartimento medial, de acuerdo a la planificación efectuada por el sistema de navegación, tras la recogida de datos o referencias anatómicas.
Medición de los gaps
Tras la resección tibial y antes del corte femoral, se registraron los gaps medial y lateral a 10° de extensión y 90° de flexión, con una tensión mantenida de 70 N de fuerza. La tensión aplicada durante la medición intraoperatoria del gap fue de 70 N, valor que se encuentra dentro del rango utilizado en estudios biomecánicos y sistemas instrumentados para la evaluación del balance ligamentoso1. Esta magnitud permite superar la laxitud inicial de los tejidos blandos sin inducir deformaciones excesivas, proporcionando mediciones reproducibles y comparables entre pacientes. El objetivo de esta fuerza no es reproducir la carga fisiológica completa de la rodilla, sino estandarizar la evaluación del equilibrio ligamentoso bajo condiciones controladas. Para obtener el valor real del gap, se restó la resección ósea tibial realizada en cada compartimento.
Análisis estadístico
Las variables continuas se expresaron como media ± desviación estándar. Se evaluó la normalidad mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Las comparaciones pareadas se realizaron con la prueba t de Student o la prueba de Wilcoxon según correspondiera. Las correlaciones se analizaron mediante el coeficiente de Pearson. Se consideró estadísticamente significativo un valor de p < 0,05.
Resultados
Se analizaron un total de 39 rodillas intervenidas mediante artroplastia total primaria de rodilla asistida por navegación. La edad media de los pacientes fue de 72,3 ± 7,9 años (rango 49–85), con una distribución de sexo equilibrada (20 mujeres y 19 varones). El grado medio de deformidad en varo preoperatoria fue de 7,1° ± 3,5° (rango 1–18°).
La resección tibial lateral fue constante en todos los casos (8,0 mm), mientras que la resección medial presentó una variabilidad considerable (4,0 ± 2,5 mm), lo que generó una diferencia media de resección medial–lateral de 4,0 ± 2,6 mm. Esta asimetría de resección refleja la corrección necesaria de la deformidad coronal en rodillas en varo.
Comportamiento del gap medial y lateral
En extensión parcial (10°), el gap medial medio fue inferior al gap lateral, mientras que en flexión (90°) el gap medial aumentó de forma consistente, reduciendo parcialmente la diferencia entre compartimentos. La diferencia medial–lateral del gap fue de 0,43 ± 3,75 mm a 10° y de 1,40 ± 3,96 mm a 90°, mostrando una elevada dispersión interindividual.
Solo en 3 de los 39 casos (7,7%) se observaron gaps medial y lateral coincidentes tanto en extensión como en flexión, lo que pone de manifiesto la escasa reproducibilidad de un balance simétrico a lo largo del arco de movilidad.
Análisis dinámico extensión–flexión
El cambio dinámico del gap entre extensión y flexión fue diferente para cada compartimento. El gap medial mostró una tendencia al aumento con la flexión (Dif M 10–90: −0,17 ± 2,74 mm), mientras que el compartimento lateral presentó un comportamiento más estable (Dif L 10–90: −0,75 ± 2,20 mm).
No se observó correlación significativa entre el cambio dinámico medial y lateral (r = 0,149; p = 0,366), indicando que el comportamiento de ambos compartimentos durante la flexión es independiente. Se observó una marcada variabilidad interindividual y una falta de correspondencia sistemática entre la asimetría medial–lateral en extensión y en flexión, lo que indica que el balance alcanzado en extensión no predice de forma fiable el equilibrio en flexión durante la artroplastia total primaria de rodilla (Figura 2).

También se observó una elevada variabilidad interindividual y un comportamiento no paralelo entre ambos compartimentos, lo que refleja la independencia biomecánica del compartimento medial y lateral durante el arco de movilidad en la artroplastia total primaria de rodilla (Figura 3).

Correlación con la deformidad en varo
El varo preoperatorio mostró una correlación positiva débil–moderada con la diferencia de resección medial–lateral (r = 0,292; p = 0,084), así como con la asimetría del gap en extensión parcial (r = 0,305; p = 0,070), sin alcanzar significación estadística. No se observó correlación entre el varo y la asimetría del gap en flexión (r = 0,038; p = 0,825).
Se apreció una tendencia paralela entre ambas variables (varo vs. resección medial-lateral), sugiriendo que un mayor varo se asocia a una mayor asimetría de resección, aunque con una elevada variabilidad interindividual (Figura 4).

Discusión
Diversos estudios han demostrado que los sistemas instrumentados de medición del gap presentan una alta fiabilidad intraobservador e interobservador, con una reproducibilidad significativamente superior a la obtenida mediante espaciadores manuales o tensiómetros convencionales. Siston et al. observaron que la percepción manual del balance ligamentoso presenta una variabilidad considerable entre cirujanos, incluso entre expertos, lo que limita su utilidad como único método de evaluación intraoperatoria2.
En contraste, sistemas de medición asistida por sensores han mostrado una correlación consistente entre las fuerzas registradas y la estabilidad articular real, permitiendo detectar desequilibrios que no son evidentes mediante la exploración manual. Gustke et al. demostraron que el uso de sensores intraoperatorios mejora la precisión del balance ligamentoso y se asocia a una mayor consistencia en la obtención de gaps simétricos3.
Aunque los estudios específicos sobre el BalanceBot Omnium Platform son todavía limitados, su principio de funcionamiento es comparable al de otros sistemas validados de navegación y medición objetiva. Estudios que analizan plataformas instrumentadas similares han demostrado una alta repetibilidad de las mediciones, con coeficientes de correlación intraclase elevados para la evaluación del gap medial y lateral en diferentes grados de flexión4,5.
Además, la integración del BalanceBot Omnium Platform con sistemas de navegación permite estandarizar tanto la posición articular como la tensión aplicada durante la medición, dos factores críticos para la fiabilidad del registro. Hirschmann et al. subrayaron que la estandarización del método de medición es esencial para interpretar correctamente los datos de balance ligamentoso y compararlos entre pacientes y estudios6.
El principal hallazgo del presente estudio es que el balance medial–lateral del gap en la artroplastia total de rodilla no es constante entre extensión y flexión, incluso cuando se realiza una resección ósea controlada y se emplean sistemas de navegación para la medición objetiva intraoperatoria. Estos resultados refuerzan la idea de que el equilibrio ligamentoso es un fenómeno dinámico y dependiente del ángulo de flexión, más que una condición estática alcanzada en un único punto del arco de movilidad.
Independencia funcional de los compartimentos
La ausencia de correlación entre el comportamiento dinámico del compartimento medial y lateral confirma que ambos están gobernados por mecanismos biomecánicos distintos. El compartimento medial se comporta como una estructura relativamente isométrica, fuertemente condicionada por la integridad y tensión del ligamento colateral medial, mientras que el compartimento lateral presenta mayor laxitud y dependencia de la resección ósea y de la geometría protésica. Este patrón concuerda con la biomecánica de la rodilla nativa descrita por Freeman y Pinskerova, quienes demostraron que el eje funcional de la rodilla se localiza preferentemente en el compartimento medial7.
Asimismo, el concepto de medial pivot, descrito por Blaha y posteriormente desarrollado por otros autores, postula que la estabilidad medial actúa como punto de referencia cinemática, mientras que el compartimento lateral permite una mayor traslación durante la flexión8,9. Nuestros resultados clínicos intraoperatorios respaldan este modelo teórico.
Extensión vs. flexión: dos escenarios biomecánicos distintos
La falta de correlación entre la asimetría medial–lateral del gap en extensión y en flexión sugiere que un balance aparentemente correcto en extensión no garantiza un equilibrio adecuado en flexión. Mihalko et al. ya advirtieron que el balance ligamentoso debe evaluarse de forma independiente en extensión y flexión, dado que los tejidos blandos presentan respuestas no lineales a la carga y al cambio de ángulo1.
Estudios de cinemática in vivo han demostrado que, tras la ATR, el compartimento lateral mantiene una mayor movilidad durante la flexión, incluso cuando el alineamiento coronal y el balance en extensión son adecuados10,11. Este fenómeno explica la elevada variabilidad observada en nuestros resultados y la escasa proporción de rodillas con gaps simétricos en ambos grados de flexión.
Influencia del varo preoperatorio
El varo preoperatorio mostró una tendencia a asociarse con una mayor diferencia de resección y con una mayor asimetría medial–lateral en extensión parcial. Aunque estas correlaciones no alcanzaron significación estadística, su magnitud sugiere relevancia clínica. Bellemans et al. demostraron que el varo condiciona una tensión medial residual que debe ser compensada mediante resecciones asimétricas o liberaciones selectivas para restaurar el equilibrio en extensión12.
Sin embargo, la ausencia de relación entre el varo y la asimetría del gap en flexión indica que el balance en flexión depende en mayor medida de factores intraoperatorios como la rotación femoral, la posición del componente femoral y el control del gap en flexión, tal como han señalado Scuderi y Whiteside13,14.
Resección ósea y balance ligamentoso
La variabilidad observada en la resección medial frente a la constancia de la resección lateral sugiere una estrategia quirúrgica orientada a preservar la estabilidad medial y ajustar preferentemente el compartimento lateral. No obstante, la ausencia de una correlación fuerte entre la diferencia de resección y la asimetría del gap confirma que la resección ósea por sí sola no explica completamente el balance final, en consonancia con lo descrito por Victor y Siston, quienes destacaron la elevada variabilidad interindividual de los tejidos blandos15,2.
Implicaciones clínicas
Desde un punto de vista práctico, estos hallazgos refuerzan la utilidad de sistemas de navegación y medición objetiva intraoperatoria, que permiten evaluar el balance de forma dinámica y adaptar la estrategia quirúrgica a cada rodilla. Estudios comparativos entre técnicas de “measured resection” y “gap balancing” han demostrado que ninguna técnica aislada garantiza un equilibrio óptimo, siendo necesaria una evaluación continua a lo largo del arco de movilidad16.
Limitaciones del estudio
El presente estudio presenta varias limitaciones que deben tenerse en cuenta al interpretar sus resultados. En primer lugar, se trata de una serie prospectiva con un tamaño muestral relativamente reducido, lo que puede haber limitado la potencia estadística para detectar asociaciones significativas, especialmente en los análisis de correlación. No obstante, la magnitud de algunas correlaciones observadas sugiere una posible relevancia clínica que podría confirmarse en estudios con mayor número de casos.
En segundo lugar, todas las mediciones se realizaron intraoperatoriamente, lo que impide establecer una relación directa entre las discrepancias del gap y los resultados clínicos o funcionales postoperatorios. Por tanto, no es posible determinar en qué medida las diferencias observadas influyen en la satisfacción del paciente, la estabilidad subjetiva o la supervivencia del implante.
Por último, no se analizaron otras variables potencialmente influyentes en el balance ligamentoso, como la rotación femoral, el estado del ligamento cruzado posterior, el tipo exacto de implante o las liberaciones ligamentarias realizadas, lo que podría haber aportado una visión más completa del comportamiento dinámico de los compartimentos.
Financiamiento
Esta investigación no recibió ninguna subvención específica de agencias de financiamiento de los sectores públicos, comercial o sin fines de lucro.
Contribución de los autores
Los autores certifican haber contribuido de igual manera con la concepción, diseño, material científico e intelectual y redacción del manuscrito.
Conflicto de intereses
Los autores declaran no tener conflicto de interés.
Uso de IA
Los autores declaran que no se utilizaron herramientas de inteligencia artificial en ninguna fase de la elaboración del manuscrito.
Referencias
- Mihalko WM, Krackow KA, Phillips MJ. Soft-tissue balancing in total knee arthroplasty. J Am Acad Orthop Surg. 2009;17(12):766–774.
- Siston RA, Goodman SB, Delp SL, Giori NJ. Coronal plane stability before and after total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2005;87(11):2519–2527.
- Gustke KA, Golladay GJ, Roche MW, Jerry GJ, Elson LC, Anderson CR. Increased satisfaction after total knee replacement using sensor-guided technology. J Knee Surg. 2014;27(6):475–482.
- Manzotti A, Confalonieri N, Pullen C, et al. Computer-assisted ligament balancing in total knee arthroplasty. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2012;20(12):2406–2413.
- Meneghini RM, Ziemba-Davis M, Lovro LR, Ireland PH, Damer BM. Can intraoperative sensors predict knee balance and outcomes? J Arthroplasty. 2016;31 (9 Suppl):122–127.
- Hirschmann MT, Becker R. The role of ligament balancing in total knee arthroplasty. Bone Joint J. 2018;100-B (1 Supple A):1–6.
- Freeman MAR, Pinskerova V. The movement of the normal tibiofemoral joint. J Biomech. 2005;38(2):197–208.
- Blaha JD. The rationale for a medial pivot knee. Orthopedics. 2002;25(9):963–966.
- Dennis DA, Komistek RD, Mahfouz MR, Haas BD, Stiehl JB. Multicenter determination of in vivo kinematics after total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2001;(392):37–57. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1097/01.blo.0000092986.12414.b5
- Matsumoto T, Kubo S, Muratsu H, et al. In vivo kinematics of posterior-stabilized total knee arthroplasty. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2017;25(11):3632–3640.
- Van Lieshout WAM, Koenraadt KLM, van Etten-Jamaludin FS, Kerkhoffs GMMJ. The medial pivot knee design: a systematic review. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2020;28(7):2021–2036.
- Bellemans J, Colyn W, Vandenneucker H, Victor J. The influence of coronal alignment on soft tissue balance in total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2010;92(5):1072–1079.
- Scuderi GR, Komistek RD, Dennis DA, et al. The impact of femoral component rotation on flexion gap in total knee arthroplasty. J Arthroplasty. 2006;21(6 Suppl 2):144–149.
- Whiteside LA. Soft tissue balancing: the knee. Clin Orthop Relat Res. 1999;(367):62–67.
- Victor J, Van Doninck D, Labey L, et al. How precise can bony landmarks be determined on a CT scan of the knee? J Bone Joint Surg Br. 2009;91(3):342–349.
- Schnurr C, Eysel P, König DP. Gap balancing versus measured resection technique in total knee arthroplasty. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2015;23(6): 1676–1682.
Explorar
Artículos
Volúmenes
Sobre la revista
Más leídos
Revista Española de Cirugía Osteoarticular
Revista Española de Cirugía Osteoarticular
Revista Española de Cirugía Osteoarticular
Revista Española de Cirugía Osteoarticular
Radioterapia a bajas dosis en artrosis: ¿una opción terapéutica real o un efecto placebo sofisticado?
Revista Española de Cirugía Osteoarticular