Kemik modellerinde oluşturulan posterior malleol kırıklarında plakla tespit ve vida ile tespitin biyomekanik olarak karşılaştırılması
Biomechanic comparison of plate fixing and screw fixing in posterior malleol fractures created in bone models
Yazar: SERHAT KEŞKEK
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ADNAN KARAARSLAN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / İzmir Bozyaka Eğt. ve Arş. Hast. / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı, sentetik tibia kemikleri üzerinde oluşturulan distal tibial eklem yüzeyinin %25-33'ünü içeren (Bartonicek ve Rammelt tip 2, Haraguchi tip 1) posterior malleol kırıklarının posteriordan plak ile tespitin, anteriordan posteriora gönderilen vida (AP) ile tespitin ve posteriordan anteriora gönderilen vida (PA) ile tespitinin biyomekanik stabilite açısından değerlendirilmesi ve üstün olan yöntemin gösterilmesidir.
Gereç ve Yöntem: Çalışmamız sentetik tibia modelleri üzerinde posterior malleol kırığı oluşturulması, oluşturulan kırıkların üç farklı cerrahi teknikle fiksasyon sağlanması ve fiksasyon sağlanan kemik modellerine aksiyel yük uygulanması şeklinde planlandı. Kullanılan tibia kemik modellerine kemik testeresi yardımıyla distal tibia ekleminin en az %25'ini içeren posterior malleol kırıkları oluşturuldu. Oluşturulan bu kırıklar redükte edilirken tibial eklem yüzeyinde %100 oranında redüksiyon sağlanmasına dikkat edildi. Kırıklar 3 farklı cerrahi yöntem ile tespit edildi. İlk gruba anteriordan posteriora kırık hattına dik ve birbirine paralel olarak gönderilen 2 adet vida, ikinci gruba posteriordan anteriora kırık hattına dik ve birbirine paralel olarak gönderilen 2 adet vida ile tespit uygulandı. Üçüncü grupta posteriordan 1/3 tübüler plak ve 3 adet kortikal vida kullanılarak tespit sağlandı. Kuvvet 10 mm/dk hızında ve direkt olarak posterior malleol üzerine uygulandı. Artarak verilen yüklenmeler sırasında kırık hatlarında 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm ve 2 mm deplasman oluşturan kuvvetler kaydedildi. Ayrıca 100 N, 200N ve 300 N yük altındaki deplasman değerleri kaydedildi.  Elde edilen verilerle yapılan çoklu karşılaştırmalar için tek yönlü ANOVA (Post Hoc/LSD) kullanıldı. Tüm testlerde istatistiksel anlamlılık düzeyi p ≤ 0,05 olarak alındı. 
Bulgular: Yapılan istatistiksel testler sonucunda, 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm ve 2 mm deplasman yaratan kuvvetler karşılaştırıldığında, posteriordan plak kullanılarak yapılan fiksasyonun, AP vida yöntemi uygulanarak yapılan fiksasyona göre biyomekanik olarak daha stabil olduğu bulunmuştur. Posteriordan plak ve posteriordan anteriora vida gönderilerek yapılan fiksasyon karşılaştırıldığında ise; 0,5 mm ve 1 mm deplasman değerlerinde plak yönteminin PA vida yöntemine göre anlamlı olarak daha iyi bir fiksasyon sağladığı görüldü. Ancak 1,5 mm ve 2 mm deplasman değerlerinde posteriordan plak uygulanması ile posteriordan anteriora gönderilen vida yöntemi arasında anlamlı fark olmadığı görüldü. AP vida ve PA vida yöntemleri biyomekanik olarak kıyaslandığında ise iki yöntem arasında istatistiksel olarak hiçbir deplasman değerinde anlamlı fark ortaya çıkmadığı görüldü. 100 N (p=0,049), 200N (p=0,045) ve 300 N (p=0,014) yük altındaki deplasman miktarları kıyaslamasında 3 grup arasında anlamlı farklılıklar ortaya çıktı. Uygulanan 200 N kuvvet AP vida yönteminde 2,07 mm, PA vida yönteminde 1,82 mm, plak yönteminde 1,09 mm deplasman yarattı. 300 N kuvvet uygulanmasındaki değerlere bakıldığında ise AP vida yönteminde 4,72 mm, PA vida yönteminde 3,26 mm, plak yönteminde 1,82 mm vertikal deplasman oluşturduğu görüldü.
Sonuç: Yaptığımız bu çalışmada 1 mm deplasman yaratan kuvvetler karşılaştırıldığında posteriordan plak ile tespitin, eklem yüzeyinin en az %25'ini içeren posterior malleol kırıklarının tespiti için biyomekanik olarak en stabil fiksasyon yöntemi olduğu görülmüştür. Uygulanan kuvvetlerdeki deplasman değerlerine bakıldığında, biyomekanik olarak stabilitesi en düşük grubun AP vida yöntemi olduğu görülmüştür.
Anahtar kelimeler: posterior malleol kırığı, cerrahi teknik, biyomekanik, aksiyel yüklenme, plak, vida

Abstract:
Aim: The aim of this study was to evaluate the biomechanical stability of posterior malleolus fractures with contain 25-33% of the dis tibial articular surface (Bartonicek ve Rammelt type 2, Haraguchi type 1) on synthetic tibia bones, fixation with a posterior plate, fixation with an anterior-posterior screw (AP) and a posterior-to-anterior screw (PA) in terms of biomechanical stability and is the demonstration of the superior method.
Material and methods: Our study was planned as creating posterior malleolar fractures on synthetic tibia models, fixing the fractures with three different surgical techniques, and applying axial load to the fixed bone models. Posterior malleolar fractures involving at least 25% of the distal tibia joint were created with the help of a bone saw on the tibial bone models used. While reducing these fractures, attention was paid to ensure 100% reduction on the tibial joint surface. Fractures were fixed with 3 different surgical methods. The first group was fixed with 2 screws sent from anterior to posterior perpendicular to the fracture line and parallel to each other, and the second group was fixed with 2 screws sent from posterior to anterior perpendicular to the fracture line and parallel to each other. In the third group, fixation was achieved using posterior 1/3 tubular plate and 3 cortical screws. The force was applied directly on the posterior malleolus at a rate of 10 mm/min. Forces causing 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm and 2 mm displacements at the fracture lines were recorded during increasing loads. In addition, displacement values under 100 N, 200 N and 300 N loads were recorded. One-way ANOVA (Post Hoc/LSD) was used for multiple comparisons with the obtained data. Statistical significance level was taken as p ≤ 0,05 in all tests.
Results: As a result of the statistical tests, when the forces creating 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm and 2 mm displacement were compared, it was found that the fixation using the posterior plate was more stable biomechanically than the fixation using the AP screw method. When the fixation made by sending the plate from the posterior and the screw from the posterior to the anterior is compared; It was observed that the plate method provided a significantly better fixation than the PA screw method at 0,5 mm and 1 mm displacement values. However, there was no significant difference between the application of a plate from the posterior and the screw method sent from the posterior to the anterior at displacement values of 1,5 mm and 2 mm. When the AP screw and PA screw methods were compared biomechanically, it was seen that there was no statistically significant difference in displacement values between the two methods. There were significant differences between the 3 groups in the comparison of displacements under 100 N (p=0,049), 200N (p=0,045) and 300 N (p=0,014) loads. The applied 200 N force created a displacement of 2,07 mm in the AP screw method, 1,82 mm in the PA screw method, and 1,09 mm in the plate method. When the values of 300 N force were examined, it was observed that vertical displacement was 4,72 mm in the AP screw method, 3,26 mm in the PA screw method, and 1,82 mm in the plate method.
Conclusion: In this study, when the forces creating 1 mm displacement were compared, it was seen that posterior plate fixation was the most biomechanically stable fixation method for the fixation of posterior malleolar fractures involving at least 25% of the articular surface Considering the displacement values at the applied forces, it was seen that the group with the lowest biomechanical stability was the AP screw method.
Keywords: posterior malleolar fracture, surgical technique, biomechanics, axial loading, plate, screw