Yetersizlik gelişen pediküler vida uygulamalarında revizyon için üç farklı tip vidanın sıyırma kuvvetlerinin karşılaştırılması (dana vertebralarında biyomekanik çalışma)

Abstract

ÖZET Osteoporotik kemiklerde ve revizyon cerrahisinde bir pediküler vidanın çıkarılması ve aynı bölgeye yeniden replasmanı durumunda pediküler fîksasyon kuvvetinde önemli derecede bir azalma olur. Pediküler vida fiksasyonunun yetersizliği füzyon oranında bir azalma ile ilişkilidir ve bu durum klinik olarak başarısızlığa neden olur. Yetersiz bir kemik kalitesi varlığında pediküler vida fiksasyonunu arttırmak için çeşitli yöntemler tanımlanmıştır. Bunlar daha büyük çaplı ve daha uzun vida kullanımı ile oluşan kemik boşluğunun çeşitli materyaller (kemik çimentosu ve kemik grefti gibi) kullanılarak doldurulmasını içerir. Ancak bu tanımlanan yöntemlerin her birinin önemli komplikasyonlan vardır. Bu nedenle pediküler vida fiksasyonunun arttırılmasında en iyi çözüm yolu alternatif vida tasarımlarının geliştirilmesi olabilir. Amaç: Bu biyomekanik çalışmanın amacı, pediküler vida revizyonunda yetersizlik gelişen vida yuvasına yerleştirilen daha büyük çaplı pedikül vidası ile iki farklı tipte geliştirilen genişleyebilen pediküler vida tasarımının aksiyel sıyırma kuvvetini nasıl etkileyeceğinin araştırılmasıdır. Çalışma planı: Bu biyomekanik çalışmada iki ayrı deney grubu birbirlerinden bağımsız olarak iki ayrı birimde yürütüldü. 1. Deney: 14 adet dana lomber vertebrasının her bir pedikülüne 6.5 mm dış çaplı Alıcı tipi pediküler vidalar uygulandıktan sonra bu vidalara aksiyel sıyırma testi (pull-out) yapıldı. Daha sonra pedikül yetersizliği gelişen bu vertebralann sol pedikülüne 7 mm dış çaplı Alıcı tipi pediküler vidalar ve sağ pedikülüne 1. tip genişleyebilen pediküler vidalar uygulandı. Aksiyel sıyırma testi her iki vida için tekrar edildi ve elde edilen bu sonuçlar ile 6.5 mm Alıcı vidalanyla ölçülen sıyırma kuvvetlerinin karşılaşunlması yapıldı. 2. Deney: 13 adet dana lomber vertebrasının her bir pedikülüne 6.5 mm dış çaplı Alıcı tipi pediküler vidalar uygulandıktan sonra bu vidalara aksiyel sıyırma testi (pull-out) yapıldı. Daha sonra pedikül yetersizliği gelişen bu vertebralann sol pedikülüne 7 mm dış çaplı Alıcı tipi pediküler vidalar ve sağ pedikülüne 2. tip genişleyebilen pediküler vidalar uygulandı. Aksiyel sıyırma testi her iki vida için tekrar edildi ve elde edilen bu sonuçlar ile 6.5 mm Alıcı vidalanyla ölçülen sıyırma kuvvetlerinin karşılaştırılması yapıldı. 62Sonuçlar: 1. deney grubunda, 6.5 mm Alıcı tipi pediküler vidalar ile karşılaştırıldığında 7 rnm'lik revizyon vidalan ile başlangıçtaki sıyırma kuvvetinin %65'i, 1. tip genişleyebilen pediküler vidalar ile de başlangıçtaki sıyırma kuvvetinin %64'ü elde edilmiştir. İkinci deney grubunda ise 6.5 mm Alıcı tipi pediküler vidalar ile karşılaştırıldığında 7 rnm'lik revizyon vidalan ile başlangıçtaki sıyırma kuvvetinin %70'i, 2. tip genişleyebilen pediküler vidalar ile de başlangıçtaki sıyırma kuvvetinin %68.5'i elde edilmiştir. Aynca vida giriş yerinin teplenmesi, teplenme uygulanmayan grup ile karşılaşünldığmda ortalama olarak sıyırma kuvvetinde %13'lük bir azalma ile sonuçlanmıştır. Çıkarımlar: Yetersizlik gelişen pediküler vidaların revizyonunda pediküler vida çapında sadece 0.5 rnm'lik bir artış ile yeterli vida-kemik ara yüzey kuvveti ve pedikül doluluğu elde edilemez. Revizyon gerektiren yüksek kemik mineral dansitesine sahip olgularda genişleyebilen pediküler vida kullanımı ile yeterli pediküler vida stabilitesi sağlanamaz. Vida giriş yerinin teplenmeside sıyırma kuvvetinde azalma ile sonuçlanmıştır. Anahtar sözcükler: Biyomekanik; pediküler vida; sıyırma testi; revizyon; genişleyebilen pediküler vida; dana vertebrası 63

SUMMARY In osteoporotic bones and revision surgery when a pedicular screw is extracted and replaced in the same site, pedicular fixation strength decreases significantly. Deficiency of pedicular screw fixation is related with decreased fusion rate and this causes clinical unsuccess. In the state of decreased bone quality; to enhance the pedicular screw fixation strength several methods are described. These include using greater diameter and longer screws and filling the bone defects with several materials such as bone cement and bone grafts. However each of these methods have some important complications. For these reasons the best solution in the enhancement of pedicular screw fixation may be development of alternative screw models. Purpose: The purpose of this biomechanical study is researching axial pull-out strenght of two different expandable pedicular screw models, by using greater diameter pedicle screw in the socket of deficient screw during revision. Study plan: In this biomechanical study two separate experiment groups independent of each other were executed in two different departments. Experiment 1: After application of 6.5 mm external diameter Alıcı type pedicular screws in each pedicle of 14 calf lomber spines axial pull-out test was conducted. Then 7 mm external diameter Alıcı type pedicular screws were inserted in the left pedicle of pedicle deficient spine and type 1 expandable pedicular screws in the right pedicles. Axial pull-out test was repeated for both screws and these results are compared with pull-out strength of 6.5 mm Alıcı screws. Experiment 2: After application of 6.5 mm external diameter Alıcı type pedicular screws in each pedicle of 13 calf lomber spines axial pull-out test was conducted. Then 7 mm external diameter Alıcı type pedicular screws were inserted in the left pedicle of pedicle deficient spine and type 2 expandable pedicular screws in the right pedicles. Axial pull-out test was repeated for both screws and these results are compared with pull-out strength of 6.5 mm Alıcı screws. Results: In the first experiment group, when compared to 6.5 mm Ahci type pedicular screws; 65% of beginning pull-out strength was gained with the 7 mm revision screws, while 64% beginning pull-out strength was gained with the first type expandable pedicular screws. In the second experiment group when compared 6.5 mm Alıcı type pedicular screws, 70 % of the beginning pull-out strength was gained with the 7 mm 64revision screws, whereas 68.5% of beginning pull-out strength was gained with the second type expandable pedicular screws. When compared tapping of the screw inserting sites with untapped group resulted in 13% decrease in pull-out strength. Conclusions: In the revision of deficient pedicular screw, it is not possible to obtain sufficient screw-bone interface strength and pedicle fill with the 0.5 mm increase in the screw diameter. In the high bone-mineral density cases needing revision it is not possible to get sufficient pedicular screw stability with expandable type pedicle screws. Tapping of the screw inserting site is resulted in decreased pull-out force. Key words: biomechanics; pedicular screw; pull-out test; revision; expandable pedicular screw; calf spine 65