Köpeklerde vida-PMMA ve pedikül vida-ROD sistemlerinin in-vitro biyomekanik olarak karşılaştırılması
In-vitro biomechanical comparison of SCREW-PMMA and pedicle SCREW-rod systems in dogs
Yazar: MUSTAFA ACAROĞLU
Danışman: PROF. DR. AHMET ÖZAK
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Veterinerlik Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Biyomekanik = Biomechanics ; Cerrahi-veteriner hekimlik = Surgery-veterinary ; Eklem hareket açıklığı = Range of motion-articular ; Köpekler = Dogs ; Kırık fiksasyonu = Fracture fixation ; Omurga = Spine ; Polietilmetakrilat = Polyethylmethacrylate ; Tomografi-x ışınlı-bilgisayarlı = Tomography-x ray-computed ; Veteriner hekimlik = Veterinary medicine

Özet:
Veteriner spinal cerrahide; travmalar, vertebral patolojiler veya cerrahi girişimler sebebiyle vertebralarda instabilite şekillenebilmektedir. Vertebral instabilite, ciddi spinal kord hasarı ve bunun sonucunda nörolojik bozuklukların oluştuğu, sonuçta da hastanın yaşam kalitesini oldukça düşüren bir durumdur. Bu sebeple, beşerî ve veteriner hekimlikte vertebra stabilizasyonu için implantlar devamlı araştırılıp, geliştirilmektedir. Bu tez çalışmasında, beşerî hekimlikte altın standart halini alan pedikül vida-rod sistemi ile veteriner hekimlikte sıkça kullanılan vida-Polimetil Metakrilat (PMMA) sistemlerini köpeklerin torako-lumbar bölgesinde biyomekanik olarak karşılaştırmak amaçlanmıştır.
Bu tez çalışmasının materyalini doğal yollardan veya ötanazi sonucu hayatını kaybetmiş, vertebral patolojisi bulunmayan 20 kg ve üzeri toplam 18 köpek oluşturdu. Köpeklerin T10-L3 segment aralığı önemli ligament yapıları sağlam bırakılacak şekilde yumuşak dokulardan ayrıldı ve tüm çalışma boyunca -20°C'de muhafaza edildi. Gruplar, rastgele seçilen ve altı numuneden oluşan, kontrol, vida-PMMA ve vida-rod grubu şeklinde üçe ayrıldı. Gruplara cerrahi uygulamalardan önce ve sonra bilgisayarlı tomografi çekilip anatomik ve patolojik bulgular değerlendirildi.
Kontrol grubuna sadece laminektomi, stabilizasyon gruplarına ise laminektomi ardından implant uygulandı. Numuneler test günü çözdürülüp, rijit poliüretan ile kalıplama yapıldı. Daha sonra numunelere; 3 Hz. frekansta 50,000 çevrim boyunca sinüzoidal dalga formunda dinamik fleksiyon–ekstensiyon momenti uygulandı. Ön dinamik yükleme sonrasında bütün numunelere, azami yük değeri elde edilip kırılana kadar 5 mm/dk statik eğme momenti uygulandı. Elde edilen verilerden rijitlik ve hareket açıklığı (ROM) değerleri hesaplandı.
En rijit gruplar sırasıyla vida-rod, kontrol ve PMMA grubu olmuştur. En az hareket açıklığına sahip gruplar sırasıyla PMMA, vida-rod ve kontrol grubu olmuştur. Gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark bulunmamıştır.
Sonuç olarak, dört vida ile yapılan fiksasyonun özellikle büyük ırk köpeklerde yetersiz kaldığı, vida sayısının altıya, ideal olarak da sekize çıkartılması ile rijit bir fiksasyon sistemi elde edilebileceği kanaatine varıldı.

Anahtar Sözcükler: Biyomekanik karşılaştırma, Hareket açıklığı, Pedikül vida, PMMA

Abstract:
In veterinary spinal surgery, vertebral instability may occur due to trauma, vertebral pathologies, or surgical interventions. Vertebral instability can result in severe spinal damage and consequent neurological impairment, significantly reducing the patient's quality of life. For this reason, implants for vertebral stabilization are continuously researched and developed in human and veterinary medicine. This PhD thesis aimed to biomechanically compare the pedicle screw-rod system, which has become the gold standard in human treatment, and the screw-Polymethyl Methacrylate (PMMA) system, which is frequently used in veterinary medicine in the thoracolumbar region of dogs.
The material of this thesis study consisted of 18 dogs weighing 20 kg and over without vertebral pathology who died naturally or were euthanized. The T10-L3 segment of the dogs was separated from the soft tissues, leaving the important ligament structures intact and stored at -20°C throughout the study. The groups were divided into three randomly selected groups of six specimens: control, screw-PMMA, and screw-rod. Computed tomography was performed before and after the surgical procedures, and anatomical and pathologic findings were evaluated.
The control group underwent only laminectomy, and the stabilization groups underwent laminectomy followed by implantation. The specimens were thawed on the test day and moulded with rigid polyurethane. The samples were then subjected to a dynamic flexion-extension moment in a sinusoidal waveform for 50,000 cycles at 3 Hz. After the initial dynamic loading, a static bending moment of 5 mm/min was applied to all specimens until the maximum load value was obtained and failure occurred. The stiffness and range of motion (ROM) values were calculated from the data.
The most rigid groups were the screw-rod, control, and PMMA, respectively. The groups with the least range of motion were PMMA, screw-rod, and control, respectively. There was no statistically significant difference between the groups.
In conclusion, it was concluded that fixation with four screws was inadequate, especially in large breed dogs, and a rigid fixation system could be obtained by increasing the number of screws to six, ideally eight.

Keywords:  Biomechanical comparison, Pedicle screw, PMMA, Range of motion