Reconstruction of diaphyseal segmental defects of long bones: comparative biomechanical study of stability using metallic titanium prostheses versus allografts

Ανακατασκευή οστικών ελλειμμάτων διαφύσεως μακρών οστών: συγκριτική εμβιομηχανική μελέτη σταθερότητας με χρήση μεταλλικών προθέσεων τιτανίου έναντι αλλομοσχευμάτων

Σακελλαρίου, Βασίλειος

Σκοπός: Η σύγκριση των ποσοτικών δεδομένων που προέρχονται από τηνεμβιομηχανική ανάλυση διαφορετικών τεχνικών ανακατασκευής οστικώνελλειμμάτων διάφυσης των μακρών οστών σε συνθετικά οστικά μοντέλα μηριαίου,κνήμης και βραχιονίου με τη χρήση συστηματικά εφαρμοζόμενης μεθοδολογίας.Υλικά & Μέθοδος: Χρησιμοποιήσαμε συνθετικά μοντέλα οστών 4ης γενιάς για τηνπραγματοποίηση του πειράματός μας και συγκεκριμένα 15 μοντέλα μηριαίου, 15κνήμης και 15 βραχιονίου. Κρατήσαμε 3 ακέραια μοντέλα από κάθε οστό και σταυπόλοιπα δημιουργήσαμε ένα οστικό έλλειμα στη διάφυση του κάθε οστού μήκουςίσου με το 1/5 του μήκους της διάφυσης. Τα οστικά ελλείμματαανακατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας πλάκες εσωτερικής οστεοσύνθεσης,ενδομυελικούς ήλους, εξωτερικές οστεοσυνθέσεις και συναρμολογούμενεςενδοπροθέσεις διαφυσιακών ελλειμμάτων. Τα δοκίμια στη συνέχεια φορτίστηκαν σεαξονική συμπίεση, κάμψη 4 σημείων και στρέψη στην περιοχή ελαστικήςπαραμόρφωσης των δοκιμίων και προσπαθήσαμε να διαπιστώσουμε την ύπαρξη ή μηστατιστικά σημαντικών διαφορών σε σχέση με τις τιμές των δεχόμενων φορτίων σεκάθε δοκιμασία φόρτισης και τις τιμές ακαμψίας των δοκιμίων σε σχέση με τοακέραιο οστικό μοντέλο.Αποτελέσματα: Η ανάλυση για το μηριαίο έδειξε ότι δεν υπάρχουν στατιστικάσημαντικές διαφορές στην ιεράρχηση των τεχνικών (p=0.088). Για το μοντέλο τηςκνήμης αποκαλύφθηκε μια στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των ομάδων(p=0.035) με την πλάκα να λαμβάνει τη χειρότερη θέση σε σχέση με τις υπόλοιπεςμεθόδους. Η ανάλυση για το βραχιόνιο έδειξε μια στατιστικά σημαντική διαφοράμεταξύ των ομάδων (p=0.038) με τον ήλο και την πλάκα να έχουν χειρότερηεμβιομηχανική συμπεριφορά σε σχέση με το ακέραιο μοντέλο. Συμπεράσματα: Οι ενδοπροθέσεις ανακατασκευής διαφυσιακών τμηματικώνελλειμμάτων και τα συστήματα εξωτερικής οστεοσύνθεσης συμπεριφέροντανκαλύτερα εμβιομηχανικά σε σχέση με τις υπόλοιπες 2 τεχνικές.

Objective: To compare quantitative data on the biomechanical analysis of differenttechniques for fixation of intercalary bone defects, by means of consistently appliedmethodology on composite models of the adult femur, tibia and humerus.Method: A total of fifteen femoral, fifteen tibial and fifteen humeral specimens offourth generation composite models were used. An intercalary defect (middle 1/5 ofthe length of each model) was created and was reconstructed using plates,intramedullary nails, external fixators and segmental prosthetic implants. Thespecimens were loaded under axial compression, four-point-bending and torsion inthe linear elastic region at sub-yield level.Results: The analysis for the femur showed no statistically significant differences inthe ranking of techniques (p=0.088). The analysis for the tibia revealed a statisticallysignificant difference between groups (p=0.035) with the plate construct rankinglower than the intact. The analysis for the humerus showed statistically significantdifferences between groups (p=0.038) with the intramedullary nail and plateconstructs ranking lower than intact.Conclusions: Modular segmental implants and external fixator ranked better thanother techniques, being the ones always exhibiting the most enhanced performance incomparison to intact specimen.

Διάφυση

Biomechanics

Αλλομοσχεύματα

Allografts

Οστικό έλλειμμα

Bone defects

Ενδοπρόθεση

Endoprothesis

Εμβιομηχανική

Diaphysis

Εθνικό Κέντρο Τεκμηρίωσης (ΕΚΤ) (EL)

National Documentation Centre (EKT) (EN)

2011

http://hdl.handle.net/10442/hedi/30300

National and Kapodistrian University of Athens

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών (ΕΚΠΑ)