Cuña Cinética: Efecto biomecánico, aplicación clínica y diseño ortopédico

La cuña cinética o Kinetic Wedge (KW) es un elemento ortopédico que aplicamos cada vez con mayor frecuencia en las Ortesis de nuestros pacientes.

Sin embargo, es muy importante que comprendamos las implicaciones Biomecánicas de su colocación, así como diseñarla correctamente y en qué casos debemos pautarla.

¿Qué es la cuña cinética?

La KW es una pieza ortopédica, descrita por primera vez por el Podiatra Howard Dananberg, en 1988 (1).

En aquel momento, se concibió como parte del tratamiento ortopédico del Hallux Limitus Funcional y las diferentes alteraciones biomecánicas derivadas del mismo (2).

En su diseño original, la pieza consiste en la combinación de dos materiales de confección de plantillas con dos densidades diferentes bajo las cabezas metatarsales: una expansión de 2º a 5º metatarsianos realizada con un EVA de densidad media (40º-45º Shore A) combinando con un material de acomodación (Poron) en la región plantar a la cabeza del primer metatarsiano y falange proximal del Hallux.

Podemos optar por la utilización de una cuña cinética ya lista para la confección de plantillas posturológicas y paliativas, como es el caso de la cuña cinética de Herbitas o también podemos optar por diseñarla nosotros mismos.

Hoy en día tenemos diferentes formas de realizar el diseño de una cuña cinética. Una de las más utilizadas, es la que vemos en las siguientes imágenes:

Esta variante en el diseño, consiste en la colocación de un material de shore medio, generalmente EVA de 40º-45º Shore, de 2 a 4mm de grosor, bajo la región plantar de todo el antepié (entre el forro y el Shell de nuestra Ortesis) excepto la cabeza del 1er metatarsiano, y la zona retrocapital al mismo. Es una pieza muy similar a la fenestración de la cabeza del 1er metatarsiano (3).

Cabe destacar la importancia de biselar bien los bordes distal y proximal de la pieza, tal y como podemos ver en las imágenes, para no generar problemas compresivos tanto de los dedos con el calzado, como del borde proximal de la pieza contra la superficie plantar del pie de nuestro paciente.

Para poder elegir correctamente, qué pacientes son candidatos a utilizar una cuña cinética en sus Ortesis plantares, es fundamental que conozcamos el funcionamiento patomecánico del 1er Radio (complejo anatomo-funcional, formado por la 1ª cuña y el 1er metatarsiano)

Patomecánica del 1er Radio

En el año 1935, el Doctor Merton L. Root, fue el primero en describir la relación entre la hipermovilidad del primer radio, y su relación con el desarrollo de patología en el pie y la extremidad inferior. En esta publicación, explica como una condición de “Hipermovilidad” del 1er radio en condiciones de carga, supone el desplazamiento del mismo en flexión dorsal, el aumento de tensión en la fascia plantar y una mecánica en pronación (4,5).

Sin embargo, más adelante el Doctor Kevin A. Kirby introdujo un concepto más interesante, que nos permite entender de forma más precisa el funcionamiento patomecánico del 1er radio: la “inestabilidad” del mismo.

Se refiere a la fuerza que debe soportar la cabeza del primer metatarsiano para desplazarse una cantidad determinada de milímetros. Es decir, en nuestra exploración clínica, debemos dar mucho más importancia a la rigidez a la flexión dorsal del primer metatarsiano, que a sus milímetros de desplazamiento en flexión dorsal (6).

De manera que, un paciente con un 1er radio que se desplace en flexión dorsal “X” milímetros ante la aplicación de una fuerza muy baja, presentará mayor inestabilidad y será más probable que desarrolle patología que otro paciente que desplace en flexión dorsal el 1er radio la misma cantidad de milímetros, pero a costa de una mayor cantidad de fuerza dorsiflexora.

Debemos comprender, que el 1er radio será más inestable, cuanto mayor sea la magnitud de fuerzas reactivas del suelo soporta en situaciones de carga.

Las condiciones más frecuentes que provocan la inestabilidad del 1er radio son: pronación de la articulación subastragalina y/o retracción de fascia muscular de complejo gastrosóleo (gemelo, sóleo o ambos) con pronación mediotarsiana compensatoria (7, 8).

Esta situación de aumento de fuerzas reactivas del suelo bajo la cabeza del primer metatarsiano, mantenidas en el tiempo, van a provocar una deformación plástica del complejo capsular y ligamentoso que permiten la estabilidad del 1er radio, a medida que vaya acercándose a su límite de deformación plástica (9).

Esta situación de inestabilidad del primer radio, va a estar estrechamente relacionada con la correcta instauración del Mecanismo de Windlass (10)

De manera que un primer radio inestable, es uno de los elementos que va a hacer que el mecanismo de Windlass se instaure más tarde, a costa de un mayor coste energético y de un mayor estrés tensil de todas aquellas estructuras supinadoras, rotadoras en externo y aceleradoras (8).

Durante la fase de apoyo medio o apoyo completo, en aquellos pacientes que presenten una inestabilidad del primer radio, sucederá un mayor movimiento de flexión dorsal del complejo M1-C1.

Este desplazamiento en flexión dorsal, aumentará la elongación de la fascia plantar, y el colapso de la articulación mediotarsiana. El choque entre cabeza del metatarsiano y base de la falange proximal será mayor (Hallux limitus funcional) y la pronación retrógrada de la articulación subastragalina también será de mayor magnitud (11).

De manera que estos pacientes pasan más tiempo en fase de apoyo medio. Las estructuras encargadas de decelerar el momento pronador y de generar un momento plantarflexor sobre la articulación del tobillo y extensor sobre la cadera, soportarán un mayor estrés tensil y durante más tiempo (12).

Podemos encontrar esta situación de inestabilidad del primer radio, en un gran número pacientes en consulta, especialmente en aquellos con una pronación de la articulación subastragalina y/o retracción de complejo gastrosóleo (7,8)

Por lo tanto es imprescindible que, como Podólogos, uno de nuestros objetivos terapéuticos en estas situaciones, sea el de estabilizar el 1er radio y mejorar la instauración del mecanismo de Windlass.

Eugeni Llorca

Efecto Biomecánico de la Cuña Cinética

El efecto de la cuña cinética, es muy similar al de una fenestración de la cabeza del primer metatarsiano, una cuña pronadora de antepié (extensión de antepié en valgo) o una expansión de 2º a 5º.

Todas estas piezas se caracterizan por reducir la magnitud de fuerzas reactivas del suelo que soporta la cabeza del metatarsiano (M1) tanto durante la fase estante, como durante el 2º y 3er rocker de la marcha, así como durante casi todo el ciclo de la carrera humana.

De esta forma, la excusión que realiza el 1er radio en flexión dorsal es menor, la fascia plantar presentará una menor deformación, y el paciente podrá realizar antes el mecanismo de Windlass y acosta de menor tensión en las principales estructuras supinadoras de la articulación subastragalina y plantarflexoras de la articulación de tobillo (1, 8, 12-15).

La principal diferencia, es que la cuña cinética en forma de fenestración de M1, también genera un momento dorsiflexor sobre la falange proximal del Hallux, por lo que podría resultar más indicado en pacientes con marcada inestabilidad del primer radio o para reducir la presión de forma selectiva bajo la región sesamoidea (1, 8, 13, 14)

Indicaciones de la Cuña Cinética

Como ya hemos comentado, el principal efecto de la cuña cinética es el de reducir la magnitud de las fuerzas reactivas del suelo bajo la región plantar de la cabeza de M1. (1, 8, 12-15)

Sin embargo, podemos beneficiarnos de esta condición en diferentes situaciones clínicas, dependiendo de cuales sean los objetivos que nos hemos planteado con ese paciente un concreto. Sus principales indicaciones son:

1. Reducir la presión selectiva bajo la cabeza de M1 o sesamoideos, ante un cuadro doloroso la misma.
2. Disminuir el momento de fuerza medial al eje subtalar, que ocurrirá en aquellos pacientes con pies cavos, eje de la subastragalina lateralizado y varo de calcáneo.
3. En aquellas situaciones en las que el paciente presente un 1er radio inestable y nos interese reducir su desplazamiento en flexión dorsal, mejorando la instauración del mecanismo de Windlass. Por ejemplo: fasciopatías plantares tensiles asociadas a pronación mediotarsiana y/o subtalar, pie plano infantil flexible, tendinopatías del tendón de Aquiles, sobrecargas de vientre muscular de gemelo-sóleo-isquiotibiales, limitación en flexión dorsal de la 1ª articulación metatarso-falángica, etc.

Contraindicaciones

Aunque en la bibliografía científica consultada no se describen contraindicaciones en la aplicación de la cuña cinética, en opinión del autor de este artículo existen varias situaciones en las que nuestros pacientes no van a beneficiarse de esta modificación ortésica.

Puede resultar especialmente útil en aquellos pacientes que presenten en descarga un antepié valgo, o una plantarflexión de M1 (Imagen de la izquierda) debido a que aquí conseguimos limitar el desplazamiento del 1er Radio en Flexión dorsal, manteniendo la estabilidad de la articulación mediotarsiana.

En casos donde el antepié sea neutro o paralelo al plano de retropié en descarga (podemos valorarlo con la Maniobra de Root) también podría ser una pieza de elección, si nuestros objetivos terapéuticos incluyen la estabilización del 1er radio.

Sin embargo, podría no ser una pieza de elección a utilizar en aquellos pacientes que presenten una condición en flexión dorsal del 1er radio no reductible: ya sea un metatarsus primus elevatus, o un antepié supinado no reductible (Imagen de la derecha)

En estas situaciones, la reducción de fuerzas reactivas del suelo bajo la cabeza de M1, no se traducirían en una estabilización del mismo, si no en un movimiento de pronación de la articulación subastragalina, hasta que la región plantar de la cabeza de M1 volviera a entrar en contacto con el suelo.

Sin embargo, estas contraindicaciones se basan en la experiencia clínica del autor de este artículo. Por lo tanto, son necesarias nuevas publicaciones que nos permitan conocer las contraindicaciones de la cuña cinética basándonos en la literatura y evidencia científica.

Bibliografía

1. Dananberg HJ. The Kinetic Wedge. J Am Podiatr Med Assoc 1988 78: 98a-99ª
2. Dananberg HJ: “Low Back Pain as a Gait Related Repetitive Motion Injury,” in Movement, Stability and Low Back Pain, ed by A Vleeming, V Mooney, T Dorman, et al, Churchill Livingstone, New York, 1997.
3. Kevin Kirby: Foot and Lower Extremity Biomechanics Vol I. Precision Intricast Newsletters
4. Morton DJ: Dorsal hypermobility of the first metatarsal segment: part III. In The Human Foot: Its Evolution, Physiology, and Functional Disorders, Columbia University, New York, 1935. pp 187–195.
5. Root ML, Orien WP, Weed JH, Hughes RJ. Biomechanical Examination of the Foot, vol 1, pp 80–87, edited by SA Root, Clinical Biomechanics, Los Angeles, 1971.
6. Kevin Kirby: Foot and Lower Extremity Biomechanics Vol. III. Precision Intricast Newsletters 2002-2008
7. L. S. Barouk .The Effect of Gastrocnemius Tightness on the Pathogenesis of Juvenile Hallux Valgus : A Preliminary Study. Foot and Ankle Clinics of North America 19(4). December 2014.
8. A Aquino , C Payne. Function of the windlass mechanism in excessively pronated feet. J Am Podiatr Med Assoc. 2001 May;91(5):245-50. doi: 10.7547/87507315-91-5-245.
9. Kevin Kirby: Foot and Lower Extremity Biomechanics Vol. IV. Precision Intricast Newsletters 2009-2013
10. Hicks JH. The mecanics of the foot. J Anat, 27: 345. 1953
11. DananbergHJ: Functional hallux limitus and its relationship to gait efficiency. JAPMA 76: 648, 1986.
12. Alexandria Kappel-Bargas 1, Richard D Woolf, Mark W Cornwall, Thomas G McPoil. “The windlass mechanism during normal walking and passive first metatarsalphalangeal joint extensión”.  Clin Biomech (Bristol, Avon). 1998 Apr;13(3):190-194
13. Kevin Kirby: Foot and Lower Extremity Biomechanics Vol. II. Precision Intricast Newsletters 1997-2002
14. Ricardo Becerro de Bengoa Vallejo, Rubén Sanchez Gómez, Marta Elena Losa Iglesias. Clinical improvement in functional hallux limitus using a cut-out orthosis. Prosthet Orthot Int. 2016 Apr;40(2):215-23. doi: 10.1177/0309364614550262. Epub 2014 Sep 26.
15. S K Sarrafian. Functional characteristics of the foot and plantar aponeurosis under tibiotalar loading. Foot Ankle. 1987 Aug;8(1):4-18.