Proksimal tibia replasman protezinde ekstansör mekanizma rekonstrüksiyonunda kullanılan dört farklı sütür konfigürasyonunun biyomekanik olarak karşılaştırılması
Biomechanical comparison of four different suture configurations used in extensor mechanism reconstruction in proximal tibia replacement prosthesis
Yazar: ONUR KUTLU
Danışman: DOÇ. AHMET SALDUZ
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Biyomekanik modelleme = Biomechanical modelling ; Sütür teknikleri = Suture techniques

Özet:
Giriş: Diz çevresi, primer kemik tümörlerinin en sık yerleştiği anatomik lokalizasyonlardan biridir. Proksimal tibia geniş rezeksiyonu sonrası biyolojik olmayan rekonstrüksiyon için replasman protezi kullanılmaktadır. Bu rekonstrüksiyonda  iyi bir fonksiyonel sonuç için ekstansör mekanizmanın fonksiyonel olması ve minimal ekstansiyon lag ile sonuçlanması çok önemlidir. Bu çalışmada proksimal tibia replasman protezi ameliyatında ekstansör mekanizma rekonstrüksiyonu için uygulanan dört farklı sütür konfigürasyonunu dana dizi modelinde biyomekanik olarak karşılaştırmayı amaçladık.
Gereç ve Yöntem: Patella ve patellar tendon bütünlüğü korunarak  standart hale getirilmiş 40 dana dizi patellası 4 farklı gruba ayrılarak deney grupları oluşturuldu. Bu gruplar Salduz-Miller sütür grubu (n:10), Krackow sütür grubu (n:10), Bunnell sütür grubu (n:10) ve modifiye Kessler sütür grubu (n:10) olarak oluşturuldu ve No:5 Ethibond ile PENTAMUTS (Tıpsan, İzmir, Türkiye) modüler protezi tibial komponenti sütür deliklerinden geçirilip düğümlenerek tendon–protez reataşmanı sağlandı. Tüm gruplara MTS 858 Mini Bionix 2 Universal Test Machine (MTS Systems Corporation , Eden Prairie, MN, USA) cihazında siklik yükleme (50N – 250N 200 siklus 1 Hz frekansı) ve yetmezlik yüklenmesi (load to yetmezlik) (20 mm/dk) testi uygulandı. Her bir numune için stiffness, yetmezlik yükü, yetmezlik anındaki uzama, siklik yükleme sonu uzama değerleri MTS FlexTest SE Version 3.5C 1808 adlı bilgisayar programı yardımı ile hesaplandı. Deneyimizin istatistiksel analizinde IBM SPSS Version 29.0 kullanıldı. Parametrik veriler için One Way ANOVA testi kullanılmış olup p < 0,05 seçilerek grup ortalamaları arasında anlamlı fark olup olmadığı değerlendirildi. Gruplar arası değerlendirme için post hoc testlerinden LSD testi kullanıldı.
Bulgular: Stiffness değeri Salduz-Miller sütür grubunun ortalama 119,9 N/mm, Krackow sütür grubu ortalama 107,1 N/ mm, modifiye Kessler sütür grubu ortalama 108,7 N/mm, Bunnell sütür grubu ortalama 107,01 N/mm olarak saptandı. Salduz-Miller sütür grubu ortalama stifness değeri diğer gruplardan yüksek olmakla birlikte, istatistiksel olarak anlamlı değildi. (p: 0.1) Yetmezlik yükü Bunnell sütür grubunda ortalama 662,9 N, Kessler sütür grubunda ortalama 611,8 N, Krackow sütür grubunda ortalama 665,5 N ve Salduz-Miller Sütür grubunda ortalama 533,1 N olduğu saptandı. Gruplar arasında istatistiksel anlamlı fark saptanmadı. 
                                        

Salduz-Miller sütür grubunda  ortalama 12,6 mm ile en düşük yetmezlik anındaki uzama  değeri saptandı. Bunu sırası ile ortalama 20,9 mm ile Krackow sütür grubu, ortalama 22,1 mm ile modifiye Kessler sütür grubu ve ortalama 25,1 mm ile Bunnell sütür grubu takip etti. Salduz-Miller sütür grubunda diğer gruplara göre istatiksel anlamlı olarak daha düşük ortalama yetmezlik anındaki uzama değerine sahip olduğu saptandı. (p : 0,024; p : 0,012; p : 0,001) Bununla birlikte diğer gruplar arasında istatiksel  olarak anlamlı fark saptanmadı.
Salduz-Miller sütür grubunda siklik yükleme sonu uzama  miktarı ortalama 5,9 mm ile en düşük değerde olduğu saptandı. Bunu ortalama 12,9 mm ile Krackow sütür grubu,  ortalama 13,1 mm ile modifiye Kessler sütür grubu ve ortalama 14,5 mm ile Bunnell sütür grubu takip etti. Salduz-Miller sütür grubunda diğer gruplara göre istatiksel anlamlı olarak daha düşük ortalama siklik yükleme sonu uzama miktarına sahip olduğu saptandı. (p : 0,016; p : 0,015; p : 0,004)  Bununla birlikte diğer gruplar arasında istatiksel  olarak anlamlı fark saptanmadı.
Çıkarım: Ekstansör mekanizma rekonstrüksiyon metotu seçilirken biyomekanik stabilitesine, düşük ekstansiyon lag oranına dikkat edilmeli ve hasta bazında karar verilmelidir. Bu biyomekanik çalışma neticesinde Salduz-Miller sütür konfigürasyonunun düşük yetmezlik yükü değerine sahip olmasına rağmen yetmezlik anındaki uzama ve siklik yükleme sonu uzama değerlerinin diğer gruplara göre düşük olmasının düğüm stabilitesini arttırdığı gözlemlendi. 
Anahtar kelimeler: ekstansör mekanizma rekonstrüksiyonu, proksimal tibia replasman protezi, Krackow, Bunnell, modifiye Kessler, Salduz-Miller sütür konfigürasyonu, biyomekanik, dana dizi modeli

Abstract:
Introduction: The knee is a common site for primary bone tumors, often requiring a replacement prosthesis for non-biologic reconstruction following extensive resection of the proximal tibia. Ensuring a functional extensor mechanism is crucial to achieving a good functional outcome in such reconstructions. This study aims to biomechanically compare four different suture configurations used for reconstructing the extensor mechanism in a proximal tibial replacement prosthesis, using a calf patella-patellar tendon model.
Materials and Methods: Forty calf knees dissected by preserving the integrity of the patella and patellar tendon were divided into 4 different groups: Salduz-Miller suture group (n:10), Krackow suture group (n:10), Bunnell suture group (n:10) and modified Kessler suture group (n:10). The tendons were sutured with No:5 Ethibond and the tibial component of PENTAMUTS  (Tıpsan, İzmir, Turkey) modular prosthesis was passed through the suture holes and knotted to form a tendon-prosthesis junction. All groups were fixed in the biomechanics laboratory with the help of MTS 858 Mini Bionix 2 Universal Test Machine (MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, USA) using an angled clamp with a 30° degree between the tibial component and the patellar tendon. A cyclic loading of 50N - 250N with a frequency of 200 cycles of 1 Hz followed by a maximum axial tensile force of 20 mm/min was applied to each specimen. During the experiment, stiffness, failure load, elongation at failure and elongation at the end of cyclic loading were calculated for each specimen with the help of MTS FlexTest SE Version 3.5C 1808 computer program. IBM SPSS Version 29.0 was used for statistical analysis of our experiment. One Way ANOVA test was used for parametric data and p < 0.05 was selected to evaluate whether there was a significant difference between group averages. LSD test, one of the post hoc tests, was used for intergroup evaluation.
Results: The mean stiffness value was 119.9 N/mm in Salduz-Miller suture group, 107.1 N/mm in Krackow suture group, 108.7 N/mm in modified Kessler suture group, and 107.01 N/mm in Bunnell suture group. Although the mean stifness value of Salduz-Miller suture group was higher than the other groups, it was not statistically significant (p: 0.1). The mean failure load was 662.9 N in Bunnell suture group, 611.8 N in Kessler suture group, 665.5 N in Krackow suture group and 533.1 N in Salduz-Miller suture group. There was no statistically significant difference between the groups.
The lowest elongation value at failure was found in the Salduz-Miller suture group with an average of 12.6 mm. This was followed by Krackow suture group with a mean of 20.9 mm, modified Kessler suture group with a mean of 22.1 mm and Bunnell suture group with a mean of 25.1 mm. The Salduz-Miller suture group had a statistically significantly lower mean elongation at failure than the other groups (p : 0.024; p : 0.012; p : 0.001). However, the other groups were not statistically significantly different from each other.
The Salduz-Miller suture group had the lowest mean end of cyclic loading elongation of 5.9 mm, followed by the Krackow suture group with a mean of 12.9 mm, the modified Kessler suture group with a mean of 13.1 mm and the Bunnell suture group with a mean of 14.5 mm. The Salduz-Miller suture group had statistically significantly lower mean cyclic end-loading elongation than the other groups (p : 0.016; p : 0.015; p : 0.004), but the other groups were not statistically significantly different from each other.
Conclusion: When selecting a method for extensor mechanism reconstruction, it is essential to prioritize biomechanical stability and reduce extension lag, tailoring the approach to each patient's unique needs. This biomechanical study demonstrated that, while the Salduz-Miller suture configuration showed a lower failure load capacity, it exhibited less elongation at failure and after cyclic loading, indicating enhanced knot stability compared to other configurations.
Keywords: extensor mechanism reconstruction, proximal tibial replacement prosthesis, Krackow, Bunnell, modified Kessler, Salduz-Miller suture configuration, biomechanics, bovine knee model