An Assessment of Ankle Function, Oxidative Damage, and Inflammatory Factor Levels in Minimally Invasive Ankle Joint Fusion Surgery for the Treatment of Traumatic Ankle Osteoarthritis

SUMMARY: Traumatic ankle osteoarthritis is a degenerative condition resulting from traumatic injuries. The objective of this study was to evaluate the impact of minimally invasive ankle joint fusion surgery on ankle function, oxidative damage, and inflammatory factor levels in traumatic ankle osteoarthritis patients. A total of 112 traumatic ankle osteoarthritis patients treated in our hospital from January 2022 to January 2023 were enrolled. They were randomly rolled into a control group (Group C) and an experimental group (Group E), with the former undergoing conventional open ankle joint fusion surgery and the latter receiving minimally invasive ankle joint fusion surgery. A comparison was made between the two groups based on American Orthopedic Foot and Ankle Society (AOFAS), bony fusion rates, and visual analog scale (VAS) scores at pre-operation, and at 1, 2, and 3 months post-operation. Additionally, serum oxidative damage indicators and inflammatory factor levels were measured to evaluate the recovery effects in both groups. Relative to Group C, Group E showed drastically increased AOFAS scores and bony fusion rates (P<0.05), as well as greatly decreased VAS scores (P<0.05). Moreover, Group E exhibited more pronounced improvements in oxidative damage indicators and inflammatory factors versus Group C (P<0.05). Minimally invasive ankle joint fusion surgery drastically improves ankle function in traumatic ankle osteoarthritis patients and reduces levels of oxidative damage and inflammatory response. This provides an important clinical treatment option.

La osteoartritis traumática del tobillo es una afección degenerativa resultante de lesiones traumáticas. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de la cirugía mínimamente invasiva de fusión de la articulación talocrural sobre la función del tobillo, el daño oxidativo y los niveles de factor inflamatorio en pacientes con osteoartritis traumática del tobillo. Se inscribieron un total de 112 pacientes con artrosis traumática de tobillo tratados en nuestro hospital desde enero de 2022 hasta enero de 2023. Fueron divididos aleatoriamente en un grupo de control (Grupo C) y un grupo experimental (Grupo E), donde el primero se sometió a una cirugía de fusión de la articulación talocrural abierta convencional y el segundo recibió una cirugía de fusión de la articulación talocrural mínimamente invasiva. Se realizó una comparación entre los dos grupos según la Sociedad Estadounidense de Ortopedia de Pie y Tobillo (AOFAS), las tasas de fusión ósea y las puntuaciones de la escala visual analógica (EVA) antes de la operación y 1, 2 y 3 meses después de la operación. Además, se midieron los indicadores de daño oxidativo sérico y los niveles de factor inflamatorio para evaluar los efectos de la recuperación en ambos grupos. En relación con el grupo C, el grupo E mostró puntuaciones AOFAS y tasas de fusión ósea drásticamente aumentadas (P <0,05), así como puntuaciones VAS muy disminuidas (P <0,05). Además, el grupo E exhibió mejoras más pronunciadas en los indicadores de daño oxidativo y factores inflamatorios en comparación con el grupo C (P <0,05). La cirugía de fusión de la articulación talocrural mínimamente invasiva mejora drásticamente la función del tobillo en pacientes con osteoartritis traumática del tobillo y reduce los niveles de daño oxidativo y la respuesta inflamatoria. Esto proporciona una importante opción de tratamiento clínico.

Complejo ligamentoso lateral de la articulación talocrural (tobillo): biometría y patrones de división / Lateral ankle ligamentous complex: biometrics and division patterns

El complejo ligamentoso lateral de la articulación talocrural o «tobillo» (CLT) contempla básicamente tres estructuras denominadas como ligamento talofibular anterior (LTFA), ligamento calcaneofibular (LCF) y ligamento talofibular posterior (LTFP). En los últimos artículos publicados en relación con la morfología del CLT, se clasifica al LTFA en tres tipos, basada en el número de bandas o fascículos. Esta variabilidad morfológica plantea nuevos desafíos de estudios anatómicos en la biomecánica y estabilidad de la región talocrural. El objetivo de este estudio fue profundizar la anatomía de este complejo, en base a disecciones por capa que nos permitan visualizar las relaciones existentes entre estos ligamentos y estructuras aledañas. Se utilizaron 10 piezas congeladas pertenecientes al Departamento de Anatomía y Medicina Legal de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, cuyos ligamentos fueron localizados y medidos en ancho y longitud. Para el LTFA se observó un patrón único en 5 muestras, bifurcado en 4, mientras que en un caso se visualizó un patrón trifurcado. El conocimiento del complejo ligamentoso lateral de tobillo, así como de su dirección, biometría y bandas o fascículos son un importante aporte para la imagenología, rehabilitación, clínica y cirugías que aborden esta región.

SUMMARY: The lateral ankle complex (LAC) basically includes three structures called anterior talofibular ligament (ATFL), calcaneofibular ligament (CFL) and posterior talofibular ligament (PTFL). In recent works published in relation to the morphology of LAC, ATFL is classified into three types, based on the number of bands or fascicles. This morphological modification poses new challenges for anatomical studies in biomechanics and ankle stability. The objective of this is to deepen in greater detail the anatomy of this complex, based on dissections by layer that allow us to study the existing relationships between these ligaments and surrounding structures. 10 frozen pieces belonging to the Department of Anatomy and Legal Medicine of the Faculty of Medicine of the University of Chile were used; whose ligaments were located and measured in width and length. For ATFL, a single pattern was found in 5 samples, bifurcated in 4, while a trifurcated pattern was seen in one case. Knowledge of the lateral ligamentous complex of the ankle, as well as its direction, biometry and bands or fascicles, are an important contribution to imaging, rehabilitation, clinics and surgeries that address this region.

The attachment sites and attachment areas of deltoid ligament related to clinical implications: a cadaveric study / Los sitios y las áreas de inserción del ligamento deltoideo relacionadas con las implicaciones clínicas: un estudio cadavérico

Currently, the treatment for patients with deltoid ligament injuries who require surgical treatment are anatomical repair and reconstruction. The clinicians should understand the exact knowledge of attachment areas of individual bands of deltoid ligament for a successful treatment. We studied 46 ankles of fresh frozen cadavers. The individual bands of deltoid ligament were divided to small fibers. Afterwards, each small fiber of each band was cut and marked with acrylic color on the origin and insertion followed by photo taking. Lastly, the photos of individual origin and insertion were used to calculate the attachment areas. We found six bands of deltoid ligament in all ankles except tibionavicular ligament. Moreover, we discovered deep to tibiocalcaneal and posterior to sustentaculum tali ligaments in 3 cases. Regarding the attachment area, the deep posterior tibiotalar ligament had the largest proximal and distal attachment areas which were 87.36±23.15 mm2 and 88.88±24.24 mm2, respectively. The anterior tibiotalar ligament had the least proximal and distal attachment areas which were 23.12±8.25 mm2 and 33.16±14.63 mm2, respectively. Hence, the accuracy and exact areas of attachment of deltoid ligament are important as it can help clinicians to select the suitable treatments including injury prevention.

Actualmente, el tratamiento para pacientes con lesiones del ligamento colateral medial de la articulación talocrural (ligamento deltoideo), que requieren tratamiento quirúrgico es la reparación y reconstrucción anatómica. Los médicos, para un tratamiento exitoso, deben conocer exactactamente las áreas de inserción de las partes de ligamento deltoideo. Estudiamos 46 tobillos de cadáveres congelados frescos. Las bandas individuales del ligamento deltoideo se dividieron en fibras pequeñas. Posteriormente, cada pequeña fibra de cada banda se cortó y marcó con color acrílico en el origen y la inserción, seguido de la toma de fotografías. Por último, las fotos de origen e inserción individuales se utilizaron para calcular las áreas. Encontramos seis bandas de ligamento deltoides en todos los tobillos, excepto el ligamento tibionavicular. Además, descubrimos en profundidad hasta los ligamentos tibiocalcaneaos y posteriores al sustentaculum tali en 3 casos. Con respecto al área de inserciónn, la parte tibiotalar posterior profundamente tenía las áreas de inserción proximal y distal más largas, que eran 87.36 ± 23.15 mm2 y 88.88 ± 24.24 mm2, respectivamente. La parte tibiotalar anterior del ligamento deltoideo tpresentaba áreas de unión menos proximales y distales 23.12 ± 8.25 mm2 y 33.16 ± 14.63 mm2, respectivamente. Por lo tanto, la precisión y las áreas exactas de inserción del ligamento deltoideo de la articulación talocrural son importantes, ya que pueden ayudar a los médicos a seleccionar los tratamientos adecuados, incluida la prevención de lesiones.

Virtual movement of the ankle and subtalar joints using cadaver surface models / Movimiento virtual de las articulaciones talocrural y subtalar utilizando modelos de superficie de cadáveres

Medical students in the dissection room do not fully understand the ankle joint for dorsiflexion and plantar flexion as well as the subtalar joint for inversion and eversion. Thus, a three-dimensional simulation of the movements would be beneficial as a complementary pedagogic tool. The bones and five muscles (tibialis anterior, tibialis posterior, fibularis longus, fibularis brevis, and fibularis tertius) of the left ankle and foot were outlined in serially sectioned cadaver images from the Visible Korean project. The outlines were verified and revised; and were stacked to build surface models using Mimics software. Dorsiflexion and plantar flexion were simulated using the models on Maya to determine the mediolateral axis. Then, inversion and eversion were done to determine the anteroposterior axis. The topographic relationship of the two axes with the five affecting muscles was examined to demonstrate correctness. The models were placed in a PDF file, with which users were capable of mixed display of structures. The stereoscopic image data, developed in this investigation, clearly explain ankle movement. These graphic contents, accompanied by the sectioned images, are expected to facilitate the development of simulation for the medical students' learning and the orthopedic surgeons' clinical trial.

Los estudiantes de medicina en la sala de disección no entienden completamente la dorsiflexión y flexión plantar de la articulación talocrural, así como la inversión y eversión de la articulación subtalar. Por tanto, la simulación 3D de estos movimientos resultaría beneficiosa como herramienta pedagógica complementaria. Los huesos y cinco músculos (tibial anterior, tibial posterior, fibular largo, fibular corto y fibular tercero), se describen en imágenes del proyecto "Visible Korean", de cadáveres seccionados en serie. Los contornos fueron verificados, revisados, y agrupados para construir modelos de superficie utilizando el programa Mimics. Los movimientos de dorsiflexión y flexión plantar fueron simulados utilizando los modelos generados en el programa Maya, para determinar el eje mediolateral. La inversión y eversión se realizó para determinar el eje anteroposterior. Se examinó la relación topográfica de los dos ejes con los cinco músculos estudiados para demostrar la exactitud de movimientos. Los modelos fueron colocados en un archivo PDF, mediante el cual los usuarios fueron capaces de obtener una visualización combinada de las estructuras. Los datos procedentes de imágenes estereoscópicas, obtenidos en esta investigación, permiten explicar claramente el movimiento de las articualciones talocrural y subtalar. Estos contenidos gráficos, acompañados de las imágenes seccionadas, facilitarán el desarrollo de la simulación en el aprendizaje de los estudiantes y su uso en ensayos clínicos por parte de cirujanos ortopédicos.

Morphometric study and anatomical variations of the medial ligament of the talocrural joint / Estudio morfométrico y variaciones anatómicas del ligamento medial de la articulación talocrural

The aim of this study was to perform a descriptive study of the morphology, anatomical variations and morphometry of medial talocrural (or deltoid) ligament. We dissected 27 lower limbs obtained from amputations without histories of age, sex or disease. The measurements were made with a caliper, compass and ruler, expressing the results in millimeters. We described the superficial layer morphology of the medial ligament, measuring the size and ligament's thickness. For the deep layer we described and measured the length (l), width (w) and thickness (t). Results: Superficial layer: trapezoid form=66.7 percent (anterior margin=30.5 mm; posterior margin=27.6 mm; top margin=22.6 mm; bottom margin=50.5 mm), rectangular form=19 percent (anterior margin=19.3 mm; posterior margin=27.2 mm; top margin=24.4 mm; bottom margin=29.8 mm), triangular form=14.3 percent (anterior margin=37 mm; posterior margin=37.8 mm; bottom margin=48.3 mm). The average thickness of the superficial layer was 3.6 mm. Deep layer of the medial ligament: l=6.9 mm, w=11 mm, t=5.7 mm; presented rectangular form in 100 percent. In 76.2 percent of the specimens, the deep layer was covered completely by the superficial layer; however, in 23.8 percent the coverage is incomplete, showing the deep layer by posterior angle. The literature is contradictory regarding the anatomy and variations of the medial ligament of the ankle. There are important differences in morphology, attachments, subdivisions and relationships between the two layers of the deltoid ligament. Conclusions: We found significant anatomical variations in the morphology and the relationship between the superficial and deep layers of the deltoid ligament.

El objetivo fue realizar un estudio descriptivo de la morfología, variaciones anatómicas y la morfometría del ligamento talocrural medial (o deltoídeo). Se disecaron 27 miembros inferiores obtenidos de amputaciones sin antecedentes de edad, sexo, ni morbilidad. Las mediciones se realizaron con un pie de metro, regla y compás, expresando los resultados en milímetros. Se describió la morfología del ligamento medial en su capa superficial, midiendo el tamaño y grosor del ligamento. Para la capa profunda se describió y midió la longitud (l), ancho (a) y espesor (e). Resultados: En la capa superficial se observó: forma trapezoidal = 66,7 por ciento (margen anterior = 30,5 mm; margen posterior = 27,6 mm; margen superior = 22,6 mm; margen inferior = 50,5 mm), forma rectangular= 19 por ciento (margen anterior = 19,3 mm; margen posterior = 27,2 mm, margen superior = 24,4 mm; margen inferior = 29,8 mm), forma triangular = 14,3 por ciento (margen anterior=37 mm, margen posterior = 37,8 mm; margen inferior = 48,3 mm). El espesor promedio de la capa superficial fue de 3,6 mm. La capa profunda del ligamento medial: l = 6.9 mm, a = 11 mm, e = 5,7 mm, presentó forma rectangular en el 100 por ciento de los casos. En el 76,2 por ciento de las muestras, la capa profunda estaba completamente cubierta por la capa superficial, sin embargo, en 23,8 por ciento la cobertura fue incompleta, mostrando la capa profunda por el ángulo posterior. La literatura es contradictoria respecto a la anatomía y variaciones del ligamento medial del tobillo. Existen importantes diferencias en su morfología, inserciones, subdivisiones y las relaciones entre las dos capas del ligamento deltoídeo. Conclusiones: Se encontraron importantes variaciones anatómicas en la morfología y la relación entre las capas superficial y profunda del ligamento deltoídeo.

Clinical evaluation of fibularis tertius muscle prevalence / Evaluación clínica de la prevalencia del músculo fibular tercero

The fibularis tertius muscle (FTM) in man has been developed over time to acquire subsequent bipedal gait. The FTM functions as a crucial contributor in dorsiflexion and eversion, postulated over the years as a stabilizer of the talocrural joint, avoiding forced investment and protecting the anterior talofibular ligament. The literature describes that FTM is absent in 10 percent of cases, with no data on Chilean population. A study of surface anatomy in 168 young subjects, 60 percent female and 40 percent male students at the Universidad de Talca, Chile, with a mean age of 20.6 +/- 1.68 years, was conducted. The presence of FTM was identified following the implementation of a clinical assessment protocol that determines the presence of muscle on the basis of a progression called F1, F2, and F3. The FTM was present in 49.11 percent of cases. On the right side, 20 percent (n = 37) of the subjects presented the FTM in F2 and 30 percent (n = 50) in F3. On the left side, 1 percent (n = 2) showed the muscle in F1, 21 percent (n = 35) in F2, and 26 percent (n = 44) in F3. Our results contrast with the high prevalence of FTM in the literature and suggest studies of association with lesions of the talocrural region.

El músculo fibular tercero (MFT) es un músculo que en el hombre se ha desarrollado paulatinamente, al adquirir la posición bípeda y posteriormente la marcha. Dentro de las funciones del MFT destaca su contribución en la flexión dorsal y eversión, postulándose que actuaría como estabilizador de la articulación talocrural, al evitar la inversión forzada y proteger al ligamento talofibular anterior. La literatura describe que el MFT se encuentra ausente en un 10 por ciento de los casos, no existiendo datos de la población chilena. Se realizó un estudio de anatomía de superficie en 168 sujetos jóvenes, el 60 por ciento de sexo femenino y 40 por ciento de sexo masculino, estudiantes de la Universidad de Talca, Chile, con edad promedio de 20,6 +/- 1,68 años. La presencia del MFT se identificó tras la aplicación de un protocolo de evaluación clínica que determina la presencia del músculo en base a una progresión denominada F1, F2, F3. El MFT estuvo presente en el 49,11 por ciento de los casos. En el lado derecho el 20 por ciento (n=37) de los sujetos presenta el MFT en F2 y un 30 por ciento (n=50) en F3. En el lado izquierdo un 1 por ciento (n=2) exhibe el músculo en F1, 21 por ciento (n=35) en F2 y un 26 por ciento(n=44) en F3. Nuestros resultados contrastan con la alta prevalencia del MFT descrita en la literatura y se sugiere la realización de estudios de asociación con las lesiones de la región talocrural.