Tibia proksimal metafizer bölgenin stabil olmayan kırıklarında kanal içi çivi ve plak-vida kombinasyonlarının sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of intramedullary nail and plate-screw combinations with finite element analysis in unstable fractures of the proximal metaphyseal region of the tibia
Yazar: SEFA TOKSOY
Danışman: PROF. DR. FEHMİ VOLKAN ÖZTUNA
Mersin Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Kemik plakları = Bone plates ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Kemik çivileri = Bone nails ; Kırıklar-kemik = Fractures-bone ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Tibia = Tibia ; Tibial kırıklar = Tibial fractures

Özet:
Amaç: Tibia proksimal metafizer bölge kırıklarının tek başına kanal içi çivi ile yapılan tedavisinde yanlış dizilim sıklıkla görülmektedir. Yanlış dizilimdeki artan sıklık kanal içi çivi ile tedavi edilen bu bölgenin kırıklarında özel çivileme yöntemleri ve redüksiyon tekniklerinin gelişmesine neden olmuştur. Buradan yola çıkarak yapmış olduğumuz çalışmada; tek başına kanal içi çivi tedavisi ile 4 delikli ve 8 delikli plak-kanal içi çivi kombinasyonu tedavisinin biyomekanik açıdan farklarını sonlu elemanlar analiziyle göstermeyi amaçladık.
Yöntem: Biyomekanik çalışmalarda sıklıkla tercih edilen selbone tibia modelinde proksimal metafizer alanda, sagital düzlemle 30 derecelik açı yapacak şekilde stabil olmayan  kırık modeli oluşturuldu. Oluşturulan kırık modeline 3 farklı tespit modeli yapıldı. Birinci kırık modeli 8 mm kalınlığında 300 mm uzunluğunda tibia çivisi ile tespit edildi. Kanal içi çiviye 2 adet distal kitleme vidası, 4 adet proksimal kitleme vidası uygulandı. İkinci kırık modeline kanal içi çiviye ek olarak kırık hattının medialine 4 delikli LC-DCP plak 4 adet kilitli vidalarla tespit edildi. Üçüncü kırık modeline kanal içi çiviye ek olarak kırık hattının medialine 8 delikli LC-DCP plak 4 adet kilitli vidalarla tespit edildi. Oluşturulan modellere bilgisayarlı tomografi çekilerek elde edilen görüntüler bilgisayarda Mimics programıyla  üç boyutlu modeller haline getirildi. Oluşturulan modellere aksiyel yüklenme, lateral bükülme, rotasyonel yüklenme ve koranal bükülme testleri uygulandı. Üç farklı modele uygulanan yüklenme bulgularının sonucu sonlu elemanlar analiziyle ortaya konuldu.
Bulgular: Kırık hattındaki yer değiştirme miktarı 4 farklı yüklenmede de en az 8 delikli plak-kanal içi çivi modelinde, en fazla ise tek başına kanal içi çivi modelinde olduğu görüldü. Ayakta durma fizyolojisini taklit eden aksiyel yüklenmede çivide oluşan gerinim en fazla tek başına kanal içi çivi modelinde, en az ise 8 delikli plak-çivi modelide görüldü. Aksiyel yüklenmede tibiada oluşan gerinim  en az tek başına kanal içi çivi yapılan modelde, en fazla 8 delikli plak-çivi modelinde olduğu görüldü.
Sonuç: Tibia proksimal metafizer bölge kırıklarının tedavisinde 8 delikli plak-kanal içi çivi kombinasyonu, tek başına kanal içi çivi ve 4 delikli plak-kanal içi çivi kombinasyonuna göre biyomekanik açıdan daha avantajlıdır.
Anahtar Kelimeler: Kanal içi çivi, proksimal tibia kırıkları, sonlu elemanlar analizi

Abstract:
Purpose: Misalignment is frequently seen in the treatment of tibia proximal metaphyseal fractures with an intramedullary nail alone. Increasing  frequency of misalignment has led to the development of special nailing methods and reduction techniques in fractures of this area treated with intramedullary nails. In our study based on this; We aimed to show the biomechanical differences between intramedullary nail treatment alone and 4-hole and 8-hole plate-intramedullary nail combination treatment with finite element analysis.
Method: In the selbone tibia model, which is frequently preferred in biomechanical studies, an unstable fracture model was created in the proximal metaphyseal area with an angle of 30 degrees with the sagittal plane. 3 different fixation models were made to the created fracture model. The first fracture model was fixed with an 8 mm thickness 300 mm lengthiness  tibia nail. 2 distal locking screws and 4 proximal locking screws were  applied to the intramedullary nail. In the second fracture model, in addition to the intramedullary nail, a 4-hole LC-DCP plate was fixed to the medial of the fracture line with 4 locking screws. In addition to the intramedullary  nail in the third fracture model, an 8-hole LC-DCP plate was fixed to the medial of the fracture line with 4 locking screws. The images obtained by taking computed tomography on the created models were transformed into three-dimensional models with the Mimics program on the computer. Axial loading, lateral bending, rotational loading and coranal bending tests were applied to the created models. The results of the loading findings applied to three different models were revealed by finite element analysis.
Results: The least amount of displacement in the fracture line was seen in the 8-hole plate-in-medullary nail model at 4 different loads. It was seen that the maximum displacement amount in the fracture line was in the intramedullary nail model alone. In axial loading, which mimics standing physiology, the strain on the nail was mostly seen in the intramedullary nail model alone, and at least in the 8-hole plate-nail model. It was observed that the strain in the tibia under axial loading was at least in the model in which the intramedullary nail was made alone, , and the highest strain was found in the 8-hole plate-nail model.
Conclusions: In the treatment of tibia proximal metaphyseal region fractures, the 8-hole plate-intramedullary nail combination is biomechanically more advantageous than the intramedullary nail and 4-hole plate-canal nail combination alone.
Keywords: Finite element analysis,  intramedullary nail, proximal tibia fractures