Uç kısmı açılabilir (dübel tipi) pediküler vidaların sıyırma kuvvetlerinin biyomekanik olarak değerlendirilmesi

Öz

Amaç: Tasarımını yaptığımız pediküler vida tiplerinin sıyırma kuvvetlerini dana vertebralarında değerlendirdik. Çalışma planı: Bu deneysel biyomekanik çalışmada üç tip vidanın sıyırma kuvvetlerini dana vertebralarında değerlendirdik. A ve B grubunu oluşturan, uç kısımları açılabilir (dübel tipi) vidaların tasarımı tarafımızca oluşturuldu. 6.5 mm dış çapı olan ve iki parçadan oluşan bu vidalardan A grubunda uç kısımdan sokulan milin geriye çekilmesiyle, B grubunda arka kısımdan sokulan milin ilerletilmesiyle uç kısımlar kanat şeklinde açılmaktadır. C grubunda Cotrel-Dubousset (CD) 6 mm’lik vidaları kullanıldı. Toplam 22 vertebrada A ve B grubunda yedişer, C grubunda sekiz vida kullanarak sıyırma testi uyguladık. Sonuçlar: Sıyırma kuvvetleri açısından, B grubunu oluşturan vidaların en yüksek değerlere sahip oldukları (ort. 1238.57 Newton), bunu A grubunu oluşturan vidaların (ort. 1124.28 Newton) izlediği görüldü. C grubunu oluşturan CD tipi vidalar en düşük sıyırma kuvvetine sahipti (ort. 978.75 Newton). B ve C gruplarıyla A ve C grupları arasındaki sıyırma kuvvetleri farkları istatistiksel olarak anlamlı bulundu (p<0.05). Çıkarımlar: Uç kısımları açılabilir (“dübel” tipi) pediküler vidalar, uçları açıldığında çevre kemik dokuda sıkışma ve yeterli tutunum sağlarlar. Çalışmamızın sonuçları, B ve A grubunu oluşturan vidaların, normal kemik yapısına sahip vertebralarda, vida sıyrılmasına bağlı yetersizlik durumlarında veya kemik desteğinin yeterli olmadığı olgularda alternatif olarak uygulanabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• biomechanics;bone screws;equipment design;fracture fixation, internal;lumbar vertebrae/surgery;spinal fusion/methods/instrumentation;spinal fusion/methods;spinal fusion/instrumentation

Biomechanical evaluation of the pull-out strengths of pedicular screws with expandable distal tips

Abstract

Objectives: We studied the pull-out strengths of two types of pedicular screws, designed by the authors, in calf lumbar vertebrae.
Methods: In this experimental study we evaluated the pullout strengths of three screw types in calf lumbar vertebrae. Expandable distal tipped screws used in groups A and B were designed by the authors. These screws were made up of two parts, with an outer diameter of 6.5 mm. The distal tips of the screws are forced to expand outwards when a pin inserted (i) from the distal tip is pulled from the back of the screw (group A), and (ii) from the back of the screw is advanced toward the tip (Group B). Group C included 6 mm Cotrel-Dubousset (CD) screws. Pull-out tests were performed in 22 vertebrae using screws in groups A (n=7), B (n=7), and C (n=8).
Results: Screws in group B were found to exhibit the highest average pull-out strength (mean 1238.57 Newton), followed by the screws in Group A (mean 1124.28 Newton), whereas the CD screws in Group C had the lowest average pull-out strength (mean 978.75 Newton). Paired comparisons between the groups B and C, and the groups A and C showed statistically significant differences with regard to pull-out strengths (p<0.05).
Conclusion: Expandable tips of the pedicular screws exert pressure on the surrounding bone, enabling considerable contact and increased screw-bone interface strength. Our results suggest that group A and group B screws may be an alternative application in normal vertebral bone structure, in failures associated with screw pullout, or in cases lacking appropriate bone support.

Keywords

• Biomechanics
• bone screws
• equipment design
• fracture fixation
• internal
• lumbar vertebrae/surgery
• spinal fusion/methods/instrumentation