Femur kırıklarının intramedüller çivilemesinde eksternal fiksatör ile hibrit sabitlemenin biyomekanik olarak incelenmesi
The biomechanical study of hybrid stabilization with external fixator at femur fractures' intramedullar nailing
Yazar: ALPER YETİŞ
Danışman: PROF. DR. TEYFİK DEMİR
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology

Özet:
Femur kemiği vücuttaki en uzun ve güçlü kemiktir. Femurun şaft kırıkları da sıkça karşılaşılan ve tedavi edilmesi gerek kırık tipleridir. Femur şaft kırıklarında tedavi yöntemi olarak intramedüller çivileme ve eksternal fiksasyon yöntemleri kullanılır. İntramedüller çivileme tekniğinde çivi femur kırık hattından geçerek femur kanalına yerleştirilir ve femurun distal ve proksimal uçlarından sabitlenir. İntramedüller çivileme yöntemi stabilitesi yüksek bir yöntemdir fakat distal uçta kemik ve çivinin bağlantısı operasyonu zorlaştırmaktadır. Eksternal fiksasyon yönteminde bir metal çubuk femur şaftının distal ve proksimal kısımlarından derinin dışından vidalar sayesinden femura sabitlenir. Eksternal fiksasyon yöntemi uygulanış olarak avantajlı bir yöntemdir fakat hizalama performası intramedüller çivileme tekniğine göre düşüktür. Diğer bir yandan da intramedüller çivileme tekniğinin rotasyonel performansı düşüktür. Bu çalışmada iki tekniğin dezavantalarını azaltacak iki tekniğin bir arada kullanıldığı hibrit bir teknik geliştirmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen hibrit teknikte intramedüller çivi kırık hattından geçerek femur kanalına yerleştirilir ve eksternal fiksatör ile proksimal uçta kemiğe sabitlenir. Distal uçta intramedüller çivi serbest bırakılır, eksternal fiksatör vidalar ile kemiğe sabitlenir. Çalışmada bilgisayarlı tomografi ile elde edilmiş femur modeli kullanılmıştır. İntramedüller çivileme, eksternal fiksasyon ve hibrit teknik modelleri CAD programında modellenmiştir. Bu modeller kullanılarak tedavi yöntemlerinin üç boyutlu modelleri oluşturulmuş ve modellere statik eksenel basma testi ve statik burma testleri uygulanarak sonlu eleman analizleri yapılmıştır. Çıkan sonuçlarda modellerde meydana gelen deformasyon incelenmiş ve geliştirilen hibrit tekniğin diğer iki yöntemden daha stabil olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The femur bone is the strongest and longest bone in human body. Femoral shaft fractures are one of the most widespread injuries which need treating. There are two types of treatment techniques applied for the femur shaft fractures. The first technique is intramedullary nailing technique. With this technique, intramedullary nail is placed into the femur's marrow canal. Then it is screwed to the femur's proximal and distal ends. The second technique is external fixation technique. In this technique, a metal bar which is fixed to the femur with screws is placed outside the skin. These techniques have some drawbacks such as rotational and alignment instability. This study aims to decrease the disadvantages of these techniques, and to generate a new hybrid technique by using them. In this hybrid technique, the intramedullary nail inserted to the marrow canal and the external fixator are fixed to the proximal end of the femur via screws. At the femur's distal end, external fixator is attached to the femur, whereas the distal end of the intramedullary nail is free. In this study, a CT (computed tomography) scanned femur model was used. Intramedullary nailing, external fixation and hybrid techniques models were developed in Solidworks software. These models' finite element analyses were carried out in ANSYS software. Axial compression and torsion tests were applied to models. Stress distribution and total deformation on the femur and treatment materials were investigated. In conclusion, hybrid technique's rotational and alignment stability was found to be more stable than the other techniques.