Pedikül Vidalı Sabitleme Sisteminin Lomber Spinal Segmentler Üzerindeki Etkisi: Sonlu Elemanlar Çalışması
Türkiye Klinikleri Tıp Bilimleri Dergisi, cilt.43, sa.4, ss.372-381, 2023 (Scopus, TRDizin)
- Yayın Türü: Makale / Tam Makale
- Cilt numarası: 43 Sayı: 4
- Basım Tarihi: 2023
- Doi Numarası: 10.5336/medsci.2023-99005
- Dergi Adı: Türkiye Klinikleri Tıp Bilimleri Dergisi
- Derginin Tarandığı İndeksler: Scopus, CAB Abstracts, CINAHL, Veterinary Science Database, TR DİZİN (ULAKBİM)
- Sayfa Sayıları: ss.372-381
- İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Adresli: Evet
Özet
Amaç: Omurga implantları, cerrahi müdahale ile füzyonu hız- landırmaları ve omurganın anormal eğriliğini düzeltmek için kullanıl- maktadır. Spinal füzyon bazı spinal bozukluklara neden olabilir ve bu nedenle füzyon ile lomber omurların komşu bölümlerine uygulanan bi- yomekanik kuvvetlerdeki değişiklikleri açıklamak, bu komplikasyon- ları anlamaya yardımcı olacaktır. Bu çalışmada iki tane lomber model kullanıldı. Bir tanesi sabit pedikül vida sistemi olmadan kullanıldı, di- ğeri ise bu sistem ile birlikte kullanıldı. Bu sebeple, bu çalışmada lom- ber fonksiyonel omurga biriminde pedikül vida sisteminin uygulanan kuvvetler altındaki biyomekanik etkisini araştırmayı amaçladık. Gereç ve Yöntemler: Skolyoz bir hastanın bilgisayarlı tomografi verileri lom- ber omurganın temel birimini olu şturmak için kullan ılmıştır. Lomber omurganın ikinci ve üçüncü omurları (L2-L3), iki tane faset eklem, bir tane omurlar arası disk ve bağ dokuları oluşturulmuştur. Bir titanyum vida sabitleme sistemi tasarlanmış ve Von Mises gerilme analizleri in- takt (implant olmayan sistemler) ve implant olan sistemler için uygu- lanmıştır. Bulgular: Von Mises gerilme da ğılımı sonuçları, sabit implantasyonun olması durumunda baskı yapan kuvvetlerin vidalara ve çubuklara tüm yönlerde iletildi ğini göstermiştir ve gerilme seviye- lerini önemli ölçüde azaltarak modelin dengede durmasına olanak sağ- lamıştır. L2 omurunun en üst bölümünün fleksiyon ve yana e ğilmede en fazla etkilenen bölge olmu ştur. Ancak uygulanan yükler alt ındaki ekstansiyon ve aksiyal rotasyonda pedikül bölümü en çok etkilenen alan olmuştur. Sonuç: Sabit bir implant sisteminin omurgan ın bütün- lüğünü koruduğu ve özellikle omurlar arası diskler için komşu bölüm- ler üzerindeki gerilmeyi azalttığı sonucuna varılmıştır.
Objective: Spinal implants have been used to stimulate fusion by surgical adjustment and correct abnormal alignment of the vertebral column. Spinal fusion can cause some spinal disorders and hence describing the changes in biomechanical forces would help to understand these complications. In this study, we used two lumbar mod- els. One of them is used without the fixed pedicle screw system, and the other one was used with that system. Therefore, we aimed to investigate the biomechanical effect of a pedicle screw fixation system on the lum- bar functional spinal unit under applied forces. Material and Meth- ods: Computed tomography data of a scoliotic patient was used for the construction of the lumbar models. The second and third vertebrae (L2- L3) of the lumbar spine, two facet joints, an intervertebral disc, and lig- aments were constructed. A screw fixation system was employed and Von-Mises stress analysis was carried out for both models. Results: The von Mises stress distribution results showed that the presence of fixed implantation transmitted the compressive forces to the screws and rods in all directions and decreased the stress levels considerably by al- lowing to stabilize the model. The upper side of the L2 vertebra was the most affected region in flexion and lateral bending. However, the pedi- cle region had the maximum affected area under applied loads in ex- tension and axial rotation. Conclusion: It was concluded that a fixed implant system preserves the maintenance of the vertebral column and decreases the stress on the adjacent spinal segments, especially for the intervertebral discs.