Pediküler vida revizyonlarında üç farklı tip vidanın sıyırma kuvvetlerinin karşılaştırılması: Biyomekanik çalışma

Amaç: Pediküler vida revizyon cerrahisinde üç farklı tipte pediküler vida tasarımının aksiyel sıyırma kuvvetini nasıl etkilediği araştırıldı. Çalışma planı: Çalışmada dana lomber vertebralarından iki ayrı deney grubu oluşturuldu. Vertebraların her bir pedikülüne (tepleme uyguladıktan sonra veya tepleme uygulamadan) 6.5 mm dış çaplı Alıcı pediküler vidalar uygulandı. Vidalara aksiyel sıyırma (pull-out) testi uygulanarak pedikül yetersizliği geliştirildi. Tüm vertebraların sol pediküllerine 7 mm dış çaplı Alıcı tipi pediküler vida uygulandı. Sağ pediküllere ise, bir deney grubunda birinci tipte, diğer deney grubunda ikinci tipte uç kısımları genişleyebilen pediküler vida uygulandı. Aksiyel sıyırma testi her iki grupta tekrar edildi ve elde edilen sonuçlarla 6.5 mm Alıcı vidalarla ölçülen sıyırma kuvvetleri karşılaştırıldı. Sonuçlar: Birinci deney grubunda, 7 mm’lik Alıcı tipi revizyon vidalarıyla başlangıçtaki sıyırma kuvvetinin %65’i, birinci tip uç kısımları genişleyebilen pediküler vidalarla da %64’ü elde edildi. İkinci deney grubunda ise 7 mm’lik Alıcı tipi revizyon vidalarıyla başlangıçtaki sıyırma kuvvetinin %70’i, ikinci tip uç kısımları genişleyebilen pediküler vidalarla da %68.5’i elde edildi. Vida giriş yerinin teplenmesi, teplenme uygulanmayan grupla karşılaştırıldığında, sıyırma kuvvetinde ortalama %13’lük bir azalmaya neden oldu. Çıkarımlar: Pediküler vidaların revizyonunda, vida çapında sadece 0.5 mm’lik bir artışla yeterli vida-kemik ara yüzey kuvveti ve pedikül doluluğu elde edilemedi. Genişleyebilen pediküler vida kullanımıyla da yeterli pediküler vida stabilitesi sağlanamadı.

Comparison of the pull-out strengths of three different screws in pedicular screw revisions: a biomechanical study

Objectives: We investigated the possible effects of three pedicular screws on axial pull-out strength in pedicular revision surgery. Methods: Two study groups were formed from calf lumbar vertebrae. Initially, Alıcı pedicular screws with an outer diameter of 6.5 mm were applied (with our without tapping) to all the pedicles. All the pedicles were subjected to axial pull-out testing to induce pedicular insufficiency. Then, Alıcı pedicular screws with an outer diameter of 7 mm were applied to the left pedicles. The right pedicles in the two study groups were assigned to receive two different types of pedicular screws with an expandable (enlargeable) end, respectively. Axial pull-out testing was repeated in both groups and the results were compared with the initial pull-out strength values. Results: In the first group, 65% and 64% of the initial pull-out strengths were obtained with 7-mm Alıcı pedicular screws and with expandable pedicular screws, for the left and right pedicles, respectively. The corresponding pull-out strengths in the other study group were 70% and 68.5% of the initial values, respectively. Tapping of the screw hole entrance resulted in a mean decrease of 13% in the pull-out strength compared to screw applications without tapping. Conclusion: Pedicular screw revisions using a 0.5 mm greater screw in diameter did not provide adequate screw-bone inter-face strength and pedicle filling. Similarly, expandable pedicular screws did not contribute to screw stability.

___

  • 1. Cook SD, Salkeld SL, Whitecloud TS 3rd, Barbera J. Biomechanical evaluation and preliminary clinical experience with an expansive pedicle screw design. J Spinal Disord 2000;13:230-6.
  • 2. Gaines RW Jr. The use of pedicle-screw internal fixation for the operative treatment of spinal disorders. J Bone Joint Surg [Am] 2000;82:1458-76.
  • 3. Halvorson TL, Kelley LA, Thomas KA, Whitecloud TS 3rd, Cook SD. Effects of bone mineral density on pedicle screw fixation. Spine 1994;19:2415-20.
  • 4. Hirano T, Hasegawa K, Takahashi HE, Uchiyama S, Hara T, Washio T, et al. Structural characteristics of the pedicle and its role in screw stability. Spine 1997;22:2504-9.
  • 5. Okuyama K, Sato K, Abe E, Inaba H, Shimada Y, Murai H. Stability of transpedicle screwing for the osteoporotic spine. An in vitro study of the mechanical stability. Spine 1993;18: 2240-5.
  • 6. Polly DW Jr, Orchowski JR, Ellenbogen RG. Revision pedicle screws. Bigger, longer shims-what is best? Spine 1998; 23:1374-9.
  • 7. Scifert JL, Sairyo K, Goel VK, Grobler LJ, Grosland NM, Spratt KF, et al. Stability analysis of an enhanced load sharing posterior fixation device and its equivalent conventional device in a calf spine model. Spine 1999;24:2206-13.
  • 8. Vaccaro AR, Garfin SR. Internal fixation (pedicle screw fixation) for fusions of the lumbar spine. Spine 1995;20(24 Suppl): 157S-165S.
  • 9. Wu SS, Edwards WT, Yuan HA. Stiffness between different directions of transpedicular screws and vertebra. Clin Biomech 1998;13(1 Suppl 1):S1-S8.
  • 10. Lonstein JE, Denis F, Perra JH, Pinto MR, Smith MD, Winter RB. Complications associated with pedicle screws. J Bone Joint Surg [Am] 1999;81:1519-28.
  • 11. Mummaneni PV, Haddock SM, Liebschner MA, Keaveny TM, Rosenberg WS. Biomechanical evaluation of a doublethreaded pedicle screw in elderly vertebrae. J Spinal Disord Tech 2002;15:64-8.
  • 12. Myers BS, Belmont PJ Jr, Richardson WJ, Yu JR, Harper KD, Nightingale RW. The role of imaging and in situ biomechanical testing in assessing pedicle screw pull-out strength. Spine 1996;21:1962-8.
  • 13. Zindrick MR, Wiltse LL, Widell EH, Thomas JC, Holland WR, Field BT, et al. A biomechanical study of intrapeduncular screw fixation in the lumbosacral spine. Clin Orthop Relat Res 1986;(203):99-112.
  • 14. Talu U, Kaya I, Dikici F, Sar C. Pedicle screw salvage: the effect of depth and diameter on pull-out strength: a biomechanical study. [Article in Turkish] Acta Orthop Traumatol Turc 2000;34:300-7.
  • 15. Pfeifer BA, Krag MH, Johnson C. Repair of failed transpedicle screw fixation. A biomechanical study comparing polymethylmethacrylate, milled bone, and matchstick bone reconstruction. Spine 1994;19:350-3.
  • 16. Brantley AG, Mayfield JK, Koeneman JB, Clark KR. The effects of pedicle screw fit. An in vitro study. Spine 1994;19: 1752-8.
  • 17. Krag MH, Van Hal ME, Beynnon BD. Placement of transpedicular vertebral screws close to anterior vertebral cortex. Description of methods. Spine 1989;14:879-83.
  • 18. McKoy BE, An YH. An expandable anchor for fixation in osteoporotic bone. J Orthop Res 2001;19:545-7.
  • 19. Cook SD, Barbera J, Rubi M, Salkeld SL, Whitecloud TS 3rd. Lumbosacral fixation using expandable pedicle screws. an alternative in reoperation and osteoporosis. Spine J 2001; 1:109-14.
  • 20. Lin LC, Chen HH, Sun SP. A biomechanical study of the cortex- anchorage vertebral screw. Clin Biomech 2003;18:S25-32.
  • 21. Rassi-Neto A, Shimano A. Biomechanical properties of expander compared with conventional screws. J Neurosurg 2002;97(3 Suppl):346-9.
  • 22. Esenkaya I, Olcay E, Gulmez T, Vehid H. Biomechanical evaluation of the pull-out strengths of pedicular screws with expandable distal tips. [Article in Turkish]. Acta Orthop Traumatol Turc 2000;34:396-402.
  • 23. Swartz DE, Wittenberg RH, Shea M, White AA 3rd, Hayes WC. Physical and mechanical properties of calf lumbosacral trabecular bone. J Biomech 1991;24:1059-68.
  • 24. Sar C, Kocaoglu M, Kilicoglu O, Domanic U, Hamzaoglu A, Ucisik H. Various techniques of transpedicular screw insertion and their effect on pull-out strength: A biomechanical study. [Article in Turkish]. Acta Orthop Traumatol Turc 1996; 30:175-8.
  • 25.Wittenberg RH, Lee KS, Shea M, White AA 3rd, Hayes WC. Effect of screw diameter, insertion technique, and bone cement augmentation of pedicular screw fixation strength. Clin Orthop Relat Res 1993;(296):278-87.
  • 26.George DC, Krag MH, Johnson CC, Van Hal ME, Haugh LD, Grobler LJ. Hole preparation techniques for transpedicle screws. Effect on pull-out strength from human cadaveric vertebrae. Spine 1991;16:181-4.
  • 27. Oktenoglu BT, Ferrara LA, Andalkar N, Ozer AF, Sarioglu AC, Benzel EC. Effects of hole preparation on screw pullout resistance and insertional torque: a biomechanical study. J Neurosurg 2001;94(1 Suppl):91-6.
  • 28. Krag MH, Weaver DL, Beynnon BD, Haugh LD. Morphometry of the thoracic and lumbar spine related to transpedicular screw placement for surgical spinal fixation. Spine 1988;13:27-32.
  • 29.Yerby SA, Toh E, McLain RF. Revision of failed pedicle screws using hydroxyapatite cement. A biomechanical analysis. Spine 1998;23:1657-61.
  • 30. McLain RF, Fry MF, Moseley TA, Sharkey NA. Lumbar pedicle screw salvage: pullout testing of three different pedicle screw designs. J Spinal Disord 1995;8:62-8.
Acta Orthopaedica et Traumatologica Turcica-Cover
  • ISSN: 1017-995X
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: Türk Ortopedi ve Travmatoloji Derneği
Sayıdaki Diğer Makaleler

Pediküler vida revizyonlarında üç farklı tip vidanın sıyırma kuvvetlerinin karşılaştırılması: Biyomekanik çalışma

İrfan ESENKAYA, Yurdaer DENİZHAN, MEHMET AKİF KAYGUSUZ, MEHMET YETMEZ, Mehmet Halidun KELEŞTEMUR

Osteoartritli hastalarda diz ekleminin mekanik ve anatomik akslarının ve yönelim açılarının fonksiyonel kapasiteyle ilişkisi

Deniz EVCİK, İLHAMİ KURU, Gökhan MARALCAN, Ender EVCİK

Distal interfalangeal eklem ve distal falanks seviyesindeki replantasyon sonuçları

İSMAİL BÜLENT ÖZÇELİK, Hüsrev PURİSA, İlker SEZER, Berkan MERSA, Atakan AYDIN

Biyomekaniğin ön çapraz bağ rekonstrüksiyonuna katkıları

Savio L-Y WOO, Sinan KARAOĞLU, Özgür DEDE

Rotator manşetin kısmi yırtıklarında artroskopik tedavi sonuçları

Mehmet Uğur ÖZBAYDAR, Taner BEKMEZCİ, Murat TONBUL, Cihangir YURDOĞLU

Sıçan kemik iliği stromal hücrelerinin kültüre edilebilirliği ve osteoblastik formasyonun değerlendirilmesi

Taşkın CEYHAN, AYHAN BİLİR, Çetin KARACA

Femur şaft kırıklarında genişleyebilir intramedüller çivilerde erken dönem tedavi sonuçları

Taner BEKMEZCİ, Emre BACA, Hakan KAYNAK, Rıfat KOCABAŞ, Murat TONBUL, Okan YALAMAN

Total diz protezi uygulamalarında patella eklem yüzeyi değiştirilen ve değiştirilmeyen olguların değerlendirilmesi

ALPASLAN ÖZTÜRK, MÜHAMMET SADIK BİLGEN, TEOMAN ATICI, Özgür ÖZER, Ömer Faruk BİLGEN

Fantom ekstremite ağrısı ile nöronom oluşumu arasındaki ilişki

DOĞAN BEK, Bahtiyar DEMİRALP, Mahmut KÖMÜRCÜ, Sabri ATEŞALP

Femur boynu kırığı nedeniyle ilk 24 saatten sonra ameliyat edilen çocuklarda gelişen komplikasyonların değerlendirilmesi

HASAN BOMBACI, Tuncay CENTEL, Ata BABAY, İ. Metin TÜRKMEN