Kraniyoservikal bileşke instabilitesinde rijit rod ile dinamik posterior oksipitoservikal rodun biyomekanik açıdan karşılaştırılması ve uygunluğunun değerlendirilmesi
Biomechanical comparison of rigid rod and dynamic posterior occipitocervical rod in craniocervical junction instability and evaluation of the eligibility
Yazar: SERDAR SOLMAZ
Danışman: PROF. DR. YUSUF ŞÜKRÜ ÇAĞLAR
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Biyodinamik model = Biodynamic model ; Biyomekanik = Biomechanics ; Oksipital kemik = Occipital bone ; Omurga = Spine ; Servikal atlas = Cervical atlas ; Servikal vertebra = Cervical vertebrae

Özet:
Kraniyovertebral bileşkede instabilite oluşturan patoloji durumunda geçmişten günümüze stabiliteyi sağlamak amacıyla birçok cerrahi teknik uygulanmış ve önerilmiştir. Günümüzde KVB instabilitesi olan hastalarda yaygın olarak kullanılmakta olan cerrahi tedavi oksipitoservikal stabilizasyon ve füzyon cerrahisidir. Oksipitoservikal fiksasyon tekniklerindeki gelişmeler sayesinde oksipitoservikal instabilitesi olan hastalarda nörolojik ve fonksiyonel sonuçlarda anlamlı düzelmeler kaydedilmiştir.
Oksipitoservikal füzyon cerrahisi sonrası enstrümasyon açısı ile ilişkili olarak disfaji, dispne önemli komplikasyonlardır. Ayrıca füzyon, kraniyovertebral bileşkede fonksiyonel açıdan ciddi hareket kısıtlılığına neden olmaktadır. Bu yüzden cerrahi sonrası yaşam kalitesini etkilemektedir.
Oksipitoservikal dinamik rod ile amaçlanan kraniyovertebral bileşke instabilitelerinde biyomekanik açıdan stabiliteyi sağlayarak fonksiyonel sonuçları iyileştirmektir. Bu çalışma ile bu amaç doğrultusunda oksipitoservikal dinamik rodun biyomekanik açıdan uygunluğunun değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Sağlık hizmetleri açısından planlanan amaç dinamik oksipitoservikal rodun kraniyoservikal bileşke instabilitesi olan hastalarda kullanılmasıyla rijit enstrümantasyonların yol açtığı morbiditeyi azaltmak ve fonksiyonel sonuçları artırarak yaşam kalitesini arttırmaktır.
Dinamik rod (posterior oksipitoservikal rod); baş ve boyun bağlantısını sabitlerken, hastanın kısmi olarak hareket edebilmesini sağlamak amacıyla kullanılır. Posterior oksipitoservikal rod yapısal olarak üç kısımdan oluşmaktadır: oksipital kemiğe sabitlenecek olan kısa rod kısmı, eklem kısmı ve servikal bölgeye sabitlenecek olan uzun rod kısmı. Bu tasarlanan dinamik rod ile mevcut hastalarda kullanımda olan rijit rod aynı vebrektomi modeli üzerinde biyomekanik açıdan karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.
Yeni tasarlanan ve halihazırda kullanılan oksipital-servikal sistemlerle vertebrektomi modeller kurulmuş ve bu modellerle biyomekanik karşılaştırma için eksenel basma, dinamik ve burulma testleri gerçekleştirilmiştir.
Test sonuçları değerlendirildiğinde statik yükleme altında akma yükü olarak eski sistemle benzer özellik sergilemiş ve rijitlik açısında bu yükleme koşulları altında eski sisteme göre üstünlük sağlamıştır. Burulma kuvvetlerine maruz kaldığında eski sistemin yeni sisteme göre istatistiksel olarak anlamlı derecede daha üstün olduğu ortaya konmuştur. Ancak bu burulma test sonuçları test öncesi beklediğimiz gibi tasarladığımız rod sisteminin dinamik özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bu sonuçlar dinamik rod sistemimizin test koşullarında dinamik özelliklerini sergilediğini ve bu koşullarda başarılı olduğunu göstermektedir. Oksipital ve servikal kısımlar arasındaki yer değiştirme miktarının kontrol grubuna oran yeni tasarım daha fazla olduğu görülmüştür. Bu farkın kraniyoservikal bir bileşkenin kraniyometrik özellikleri dikkate alındığında klinik olarak anlamlı olmayacağı görülmüştür.
Kraniyovertebral bileşkenin normal anatomik ve biyomekanik fizyolojik sınırlar içinde kalarak bu bölge instabilitelerinde stabilizasyonu ve bu bölgeye hareket yeteneği sağlayan dinamik oksipitoservikal rod biyomekanik açıdan başarılıdır.

Abstract:
In the case of pathology causing instability in the craniovertebral junction, many surgical techniques have been applied and suggested to ensure stability from past to present. Currently, occipitocervical stabilization and fusion surgery is widely used surgical treatment in patients with craniovertebral junction instability. Significant improvements in neurological and functional outcomes have been achieved in patients with occipitocervical instability due to improvements in occipitocervical fixation techniques.
Dysphagia and dyspnea are important complications associated with the angle of instrumentation after occipitocervical fusion surgery. In addition, fusion surgery causes severe functional limitation in craniovertebral junction. In addition, fusion surgery causes severe limitation of movement in the craniovertebral junction. Therefore, it affects the quality of life after surgery.
The aim of the occipitocervical dynamic rod is to improve the functional outcomes by providing biomechanical stability in craniovertebral junction instabilities. This study purposed to evaluate the biomechanical eligibility of the occipitocervical dynamic rod. The purpose in terms of health services is to decrease the morbidity caused by rigid instrumentation and increase the quality of life by using dynamic occipitocervical rod in patients with craniocervical junction instability.
Dynamic rod (posterior occipitocervical rod) is used to stabilize the head and neck, allowing the patient to move partially. The posterior occipitocervical rod is structurally composed of three parts: the short rod portion to be fixed to the occipital bone, the joint portion, and the long rod portion to be fixed to the cervical region. This designed dynamic rod and the rigid rod in use in the present patients were compared on the same vebrectomy model from a biomechanical perspective.
Vertebrectomy models were established with newly designed and currently used occipital-cervical systems, and axial compression, dynamic and torsion tests were performed for biomechanical comparison with these models.
When the test results were evaluated, it showed similarity with the old system as yield load under static loading and provided superiority in terms of stiffness compared to the old system under these loading conditions. It has been shown that the old system is significantly superior to the new system when exposed to torsional forces. However, these torsion test results are due to the dynamic properties of the rod system, as we expected before the test. These results show that our dynamic rod system exhibits dynamic properties under test conditions and is successful in these conditions. The ratio of displacement between the occipital and cervical parts to the control group was found to be higher in the new design. This difference is not clinically significant when craniometric properties of craniocervical junction are considered.
The dynamic occipitocervical rod which provides stabilization of craniovertebral junction within normal anatomical and biomechanical physiological limits and stabilization of instability of this region and is biomechanically successful.