The Effect of Midshaft Clavicle Fractures on Acromioclavicular and Coracoclavicular Joint in Axial Malrotation; Finite Element Analysis

Öz

Purpose: Plate-screw fixation and sprains are commonly used methods in the surgical treatment of midshaft
clavicle fractures. Generally, rotational deformities are neglected during surgery. Main goal is; investigated
the effect of malrotational midshaft clavicle deformity on acromioclavicular and coracoclavicular joint with
finite element analysis method.
Material methods: The anatomical shoulder joint was modeled using computed tomography images. The
midshaft fracture was formed on the clavicle. The fractures were rotated at 5 °, 10 °, 15 ° and 20 ° in the
anterior and posterior axial rotation, respectively; malunion models were created. The resulting models
were made non-linear using the finite element program ANSYS (version 18) and the same boundary
conditions were applied in all models.
Results: At different rotational degrees of the fracture line, tensions were calculated in acromioclavicular
and coracoclavicular joints. Anterior and posterior axial rotation in midshaft clavicle fracture increases the
tension on acromioclavicular and coracoclavicular joints. Especially lodings in posterior axial rotation of
midshaft clavicle fracture is more than the anterior.
Conclusions: Rotational deformities in the surgery of the midshaft clavicle fractures affect the shoulder
joint biomechanics, resulting in an increase in the loading on AK and CC joints. This may cause pain in the
shoulder joint, which may lead to joint degeneration later on.

Anahtar Kelimeler

• Clavicle fractures
• Axial malrotation
• Finite element analysis

AKSİYAL ROTASYONAL DEFORMİTE İLE KAYNAMIŞ KLAVİKULA ORTA GÖVDE KIRIKLARININ AKROMİOKLAVİKULER VE KORAKOKLAVİKULER EKLEM ÜZERİNDEKİ ETKİSİ; SONLU ELEMANLAR ANALİZİ

Öz

Amaç: Klavikula orta gövde kırıklarının cerrahi tedavisinde plak ve çivileme sık kullanılan yöntemlerdir. Genellikle

cerrahi sırasında rotasyonel deformiteler göz ardı edilir. Çalışmadaki amacımız; klavikula orta gövde

kırıklarındaki rotasyonel kaynamanın akromioklavikuler (AK) ve korakoklavikuler (KK) ekleme etkisini sonlu

eleman analiz yöntemi ile incelemekti.

Yöntem: Bilgisayarlı tomografi görüntüleri kullanılarak sağlam omuz kavşağı modellendi. Klavikula üzerinde

orta gövde kırığı oluşturuldu. Oluşturulan kırıklar sırasıyla anterior ve posterior aksiyal rotasyonda 5°,10°,15°

ve 20°'de kaynatılarak; malunion modelleri oluşturuldu. Elde edilen modeller sonlu elemanlar programı olan

ANSYS (surum 18) kullanılarak non-lineer olarak yapıldı ve tüm modellerde aynı sınır şartları uygulandı.

Bulgular: Analizler sonucunda kırık hattının farklı rotasyonel derecelerinde anterior ve posterior aksiyal rotasyonda

iken AK ve KK eklemde meydana gelen gerilmeler elde edildi. Aksiyal rotasyonda kaynamış klavikula

orta gövde kırıklarında AK ve KK ekleme binen yüklenme artar. Özellikle yüklenmeler; posterior aksiyal

rotasyonda kaynamış orta gövde klavikula kırıklarında anteriora göre daha fazladır.

Çıkarımlar: Klavikula orta gövde kırıklarının cerrahisinde rotasyonel deformiteler omuz eklem biyomekaniğini

etkileyerek, özellikle AK ve KK ekleme binen yükte artışa neden olur. Bu da omuz ekleminde ağrıya,

ilerleyen dönemlerde eklem dejenerasyonuna neden olabilir.

Anahtar Kelimeler

• Klavikula kırıkları
• Aksiyel malrotasyon
• Sonlu elemanlar analizi

Kaynakça

1. 1. Postacchini F, Gumina S, De Santis P, Albo F. Epidemiology of clavicle fractures. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 2002;11(5):452-6. 2. Klonz A, Hockertz T, Reilmann H. Klavikulafrakturen. Der Chirurg. 2002;73(1):90-101. 3. Brinker MR, Edwards TB, O'connor DP. Estimating the risk of nonunion following nonoperative treatment of a clavicular fracture. JBJS. 2005;87(3):676-7. 4. Hill JM, Mcguire MH, Crosby LA. Closed treatment of displaced middle-third fractures of the clavicle gives poor results. The Journal of bone and joint surgery British volume. 1997;79(4):537-8. 5. Lazarides S, Zafiropoulos G. Conservative treatment of fractures at the middle third of the clavicle: the relevance of shortening and clinical outcome. Journal of shoulder and elbow surgery. 2006;15(2):191-4. 6. Ledger M, Leeks N, Ackland T, Wang A. Short malunions of the clavicle: an anatomic and functional study. Journal of shoulder and elbow surgery. 2005;14(4):349-54. 7. McKee MD, Pedersen EM, Jones C, Stephen DJ, Kreder HJ, Schemitsch EH, et al. Deficits following nonoperative treatment of displaced midshaft clavicular fractures. JBJS. 2006;88(1):35-40. 8. Nowak J, Holgersson M, Larsson S. Sequelae from clavicular fractures are common: a prospective study of 222 patients. Acta orthopaedica. 2005;76(4):496-502. 9. Smekal V, Oberladstaetter J, Struve P, Krappinger D. Shaft fractures of the clavicle: current concepts. Archives of orthopaedic and trauma surgery. 2009;129(6):807-15. 10. Oki S, Matsumura N, Kiriyama Y, Iwamoto T, Sato K, Nagura T. Three-Dimensional Deformities of Nonoperative Midshaft Clavicle Fractures: A Surface Matching Analysis. Journal of orthopaedic trauma. 2017;31(11):e385-e9.