Osteoporotik vakalar için çeşitli pedikül vida sistemlerinin çekip çıkarma özelliklerinin deneysel karşılaştırması
Experimental comparison of pullout properties of various pedicle screw systems for osteoporotics cases
Yazar: MEHMET FATİH AYCAN
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF USTA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada omurga cerrahisinde kullanılan pedikül vidaların farklı koşullardaki çekip çıkarma performansları incelenmiştir. Normal, çimento takviyeli normal, çimento takviyeli kanüllü ve yeni geliştirilen ucu genişleyen pedikül vidaların; başlangıç durumu, toggling sonrası ve suni füzyon sonrası çekip çıkarma dayanımları belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan ucu genişleyen pedikül vidalar, yeni geliştirilmiş olup bu kapsamda bir çalışmaya konu olmamıştır. Bunun yanında suni füzyon işlemi, literatüre yeni kazandırılmış bir yöntem olarak, füzyon işleminin canlı doku yerine sentetik köpükler ile modellenmesine imkan vermektedir. Derece 10 ve Derece 40 sentetik köpükler ile dana omurlarının deney malzemesi olarak kullanıldığı çalışmada; takviye malzemesi olarak PMMA tercih edilmiştir. Derece 40 sentetik köpüklere sabitlenen pedikül vidaların dayanım değerlerinin, üç durumda da Derece 10 köpüklere sabitlenenlere göre beklendiği gibi daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Vücut hareketleri neticesinde vida üzerine gelen yüklerin etkisinin incelendiği toggling deneyleri sonunda dayanım değerlerinin başlangıç durumuna göre azaldığı görülmüştür. Diğer yandan suni füzyon işlemi ile pedikül vidaların dayanım değerlerinin belirgin biçimde yükseldiği belirlenmiştir. Çimento takviyesinin pedikül vidalarda dayanım değerlerini önemli ölçüde artırdığı görülürken, ucu genişleyen pedikül vidaların göstermiş olduğu başarım ile çimento takviyeli pedikül vidalara iyi bir alternatif olabileceği ortaya konulmuştur. Özellikle osteoporotik vakalarda düşük kemik mineral yoğunluğu nedeniyle vidaların tutunma kabiliyetlerinin düşük olması, zararlı etkilerine rağmen çimento takviye malzemelerinin kullanımını gerekli hale getirmektedir. Yeni geliştirilen ucu genişleyen pedikül vidaların bu noktada önemli bir ihtiyacı gidermesi beklenmektedir.

Abstract:
Pullout strengths of pedicle screws used in spine surgery in various conditions were investigated in this study. The pullout strengths of solid core, augmented solid core, augmented cannulated and novel expandable pedicle screws for initial state, after toggling and postfusion were determined. Expandable pedicle screw used in this study was designed newly (designed before this study) and it has not been subjected to a study before. Besides, the artificial fusion process, as included to the literature for the first time, makes it possible that fusion may be provided in polyurethane foams artificially instead of living tissue. Grade 10 and Grade 40 polyurethane foams and bovine vertebra were used as a test material and PMMA was selected as an augmentation material in study. Strengths of pedicle screws, instrumented to the Grade 40 foams, are higher than ones instrumented to Grade 10 foams as expected for all test conditions. After the toggling tests, in which the loads weighed on pedicle screws by motion of body were investigated, the pullout strengths decreased when they were compared with initial state condition. On the other hand, it was determined that the pullout values increased significantly by artificial fusion process. While the pullout strengths increased considerably by augmentation, it was theorized that the novel expandable pedicle screw may be a good alternative to the augmented pedicle screws. Especially in osteoporotic cases, being the holding capability of pedicle screws lower because of inadequate bone mineral density, it makes the use of cement necessary due to its noxious effect in spine surgery. It is expected that the novel expandable pedicle screws will be a good solution and also fulfill the need at this point.