Koyun lomber omurgasında tek taraflı dinamik stabilizasyon uygulamasının biyomekanik incelemesi
Biomechanical investigation of one sided dynamic stabilization in the lumbar spine of sheep
Yazar: DURMUŞ OĞUZ KARAKOYUN
Danışman: DOÇ. DR. ALİ DALGIÇ
Sağlık Bakanlığı / Ankara Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi / Nöroşirürji Ana Bilim Dalı / Nöroşirürji Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2013
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Torakolomber vertebra =

Özet:
Giriş; Tek taraflı lomber spinal patolojiler, foraminal ve ekstraforaminal disk hernileri, faset hipertrofisinin neden olduğu spinal kanal darlıkları, spinal kordu ilgilendiren tümörler (Shwannoma, menengiom, nörofibrom gibi) tek taraflı spinal yaklaşım ile tedavi edilebilirler; bunun için, lezyon bulunan tarafın faset ekleminin bir kısmı yada tamamının alınması gerekebilmektedir. Fasetektomi sonrasında ortaya çıkan instabilitenin tedavisi için geleneksel olarak bilateral rijit stabilizasyon yapılmaktadır. Ancak uygulanan füzyon sonrası ortaya çıkan hareket kaybı uzun dönemde intervertebral anlık rotasyon ekseninde değişiklik ve komşu segment dejenerasyonu'na yol açmaktadır. Bu tür uzun dönem komplikasyonları önleyebilmek için füzyon uygulanmayan dinamik stabilizasyon sistemleri kullanıma girmiştir. Bu çalışmada tek taraflı fasetektomi yapılmış koyun lomber omurgalarında;  dinamik vida ve semi-rijit PEEK rod sistemlerinin fonksiyonel hareket segmentinin işlevini ne düzeyde koruyabildiği araştırılmıştır.
Gereç ve Yöntem: Çalışmamız 60 adet koyun vertebra (L 2-3 ve L4-5) segmenti, n=15 olacak şekilde dört gruba ayrılmıştır: Grup 1; normal anatomik yapılı s-egmentler, Grup 2; unilateral fasetektomi yapılan segmentler, Grup 3; unilateral fasetektomi yapılarak tek taraflı PEEK rod (Osimplant®, İstanbul, Türkiye) ile stabilize edilen segmentler, Grup 4; unilateral fasetektomi yapılarak tek taraflı dinamik vida (Tasarım®, İstanbul, Türkiye) sistemi ile stabilize edilen segmentler. Her grup 5 erli alt gruplara ayrılarak üç teste ( Test 1; fleksiyon- ekstansiyon Test 2: lateral bending, Test 3; rotasyonel yüklenme) tabi tutulmuştur. Testler Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Biyomekanik Test Laboratuvarında INSTRON® 3360 (Philedelphia, A.B.D)  çift kolonlu masa üstü test sistemi çekme - germe test makinası ve INSTRON® 55MT (Philedelphia, A.B.D)  mikro burulma test cihazı ile yapılmıştır. Elde edilen kuvvet - öteleme grafilerinden segmentlerin akma noktaları testpit edilerek bu noktadaki kuvvet ve buna karşı gelen öteleme değeri ve açılanmalar tespit edilmiştir. Elde olunan veriler temelinde sistemlerin kendi aralarında anlamlı bir farkı olup olmadığı student T testi ile kıyaslanmıştır.
Bulgular: Fasetektomili segmentler, normal segmentlere göre tüm hareket tiplerinde daha düşük bir kuvvet uygulandığında instabil hale gelmişlerdir (p≤0,05). Bu örnekler PEEK rod ile stabilize edildiğinde; akma noktası (elastik zondan plastik zona geçiş noktası) için gereken kuvvet mitarı her hareket tipinde armıştır (p≤0,05). Bu değer fleksiyon- ekstansiyonda normal gruptan daha iyi iken (p≤0,05); rotasyon hareketinde, normal grupla aynı (p≥0,05); lateral bending hareketinde ise normal gruptan istatistiksel olarak daha az bir kuvvettir (p≤0,05). Dinamik vida konulan segmentlerde ise; fleksiyon- ekstansiyon yüklemelerinde, dinamik vidanın, fasetektomili segmentlere katkısı olmadığı (p≥0,05), ancak lateral bending ve rotasyon hareketinde gerekli kuvvet miktarını anlamlı ölçüde arttırdığı (p≤0,05) saptanmıştır. Diğer yandan bu artış normal segmentlerin fleksiyon- ekstansiyon yüklenmeleri ve lateral bending yüklenmelerinden daha az (p≤0,05), rotasyonel yüklenmelerde ise normal anatomik yapılı grup kadardır (p≥0,05).
Sonuç:Tek taraflı fasetektomi yapılmış omurga segmentlerinde ortaya çıkan instabilitenin giderilmesinde PEEK rod ve dinamik vida sistemleri segmental instabiliteyi düzelttiği görülmüştür. Ancak normal omurga segmentinin fizyolojik hareket aralığına ulaşamamıştır. Bunun için ileri düzey biyomekanik ve teknolojik araştırmalar gerekmektedir.

Abstract:
Introduction:Unilateral lumbar spinal diseases that include foraminal and extraforaminal disc herniations, spinal stenosis due to facet hypertrophy, spinal tumors including schwannoma, meningioma and neurofibromas might be treated with unilateral approaches Unilateral spinal approaches are convenient for the indications described above and might necessitate complete or incomplete facet removal. Instability due to facetectomy is usually treated with bilateral conventional posterior fusion techniques. However limited motion after fusion usually results in adjacent segment degeneration and change in instantenous rotational axis in long term basis. Dynamic stabilization systems are indicated to prevent these late complications. In the present study, to test the hypothesis about benefits in preserving functional motion, dynamic screws and semi-rigid PEEK rod systems were studied in sheep that were subjected to unilateral facetectomy.
Material and Methods: In the present study 60 sheep vertebra (L2-3 and L4-5) were divided in to four groups (15 on each): Group 1 normal anatomical study, Group 2segments subjected to unilateral facetectomy only, Group 3 segments subjected to unilateral facetectomy and fused with unilateral PEEK rod (Osimplant®, Istanbul, Turkey), Group 4 segments subjected to unilateral facetectomy and fused with unilateral dynamic screw system (Tasarim®, Istanbul, Turkey). Every group was divided in to three (5 on each) and a different type of test was performed for each group which include flexion-extension test(Test 1), lateral bending test (Test 2), and rotational load test(Test 1). All functional tests were performed at Biomechanical Test Laboratory, University of Economics and Technology of TheUnion of ChambersandCommodityExchanges of Turkeyby using INSTRON® 3360 (Philadelphia, USA),stretch and drawtest machine fordouble colon desktop test system and INSTRON® 55MT (Philadelphia, USA) microtwist test equipment. Force shift graphics were drawn and levels of fall were obtained from each group. Angulation and shift values at regarded levels were obtained at the regarded level. These values were compared with Student's t-test to test the statistical significance.
Findings: Segments subjected to facetectomy compared to normal segments were found to be instable in all types of motion when a relatively low force was inserted (p≤0.05). If these samples were fused with PEEK rod, force to induce the level of fall (the point of transition from elastic zone to plastic zone) was increased in all types of motion. This value is found to be better in flexion-extension group compared to normal group (p≤0.05); similar values with normal were obtained in rotational movement (p≥0.05) however a low magnitude of force is necessary compared to normal in lateral bending (p≤0.05). It was found that dynamic screw had no influence on segments subjected to facetectomy and flexion-extension overload (p≥0.05), however the magnitude of force is significantly increased for lateral bending and rotation in the segments fused with dynamic screws(p≤0.05). On the other hand, this increase is less than the magnitude of force in normal subjects for flexion-extension and lateral bending overload (p≤0.05) compared to similar values in magnitude of force in terms of rotational overload (p≥0.05).
Conclusion:PEEK rod and dynamic screw systems were found to improve the instability in spinal segments subjected to unilateral facetectomy. However the results were still unsatisfactory to reach physiological motion intervals. In conclusion, a more comprehensive and advanced biomechanical testing system is required to compare these treatment options and obtain a final decision.