Ověření pevnosti transpedikulárních šroubů - experimentální práce

PEŠEK, Jan. Ověření pevnosti transpedikulárních šroubů - experimentální práce (Comparison of the Pull-out Strength of Pedicular Screws – A Biomechanical Study). In XVI. kongres Šeské spondylochirurgické společnosti ČSL JEP a Slovenské spondylochirurgické společnosti SLS. 2018. ISBN 978-80-87562-82-6.

Basic information

Original name

Ověření pevnosti transpedikulárních šroubů - experimentální práce

Name in Czech

Ověření pevnosti transpedikulárních šroubů - experimentální práce

Name (in English)

Comparison of the Pull-out Strength of Pedicular Screws – A Biomechanical Study

Authors

PEŠEK, Jan

Edition

XVI. kongres Šeské spondylochirurgické společnosti ČSL JEP a Slovenské spondylochirurgické společnosti SLS, 2018

---

Other information

Language

Czech

Type of outcome

Konferenční abstrakt

Country of publisher

Czech Republic

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

Organization unit

Faculty of Medicine

ISBN

978-80-87562-82-6

Keywords (in Czech)

transpedikulární šroub, expadibilní šour, augmentovaný šroub, pull-out síla

Keywords in English

Pedicle Screw, Biomechanical testing, Pull-out strength, Expandalbe screws, Cement augmented screws

---

Abstract

V originále

Úvod: Pedikulární fixace je nejčastější metodou stabilizace páteře. Jak, vzhledem k demografickému vývoji populace neustále přibývá pacientů se sníženou kvalitou kostní tkáně, zvyšuje se také množství těchto pacientů, u kterých je nutnost provést stabilizaci páteře. Obratle se sníženou kostní denzitou (osteopenie, osteoporóza) poskytují menší oporu pedikulárním šroubů a je zde tedy větší riziko uvolnění instrumentace. Materiál a metoda: V našem experimentu jsme porovnávali 4 skupiny pedikulárních šroubů: šrouby 5x50mm, 6x50mm, 6,5x50mm augmentované cementem a 6,5x50mm expandibilní. Šrouby jsme transpedikulárně zavedli do prasečích obratlů, augmentovali cementem, respektive expandovali příslušné šrouby. Následně jsme ověřili polohu šroubů na CT. Změřili jsme velikost pediklu v příčné ose na CT. Poté jsme provedli trhací zkoušky v dlouhé ose šroubů. Výsledky jsme statisticky zhodnotili Anova testem a zhodnotili jsme korelaci mezi pevností šroubu a velikostí pediklu. Výsledky: Mezi skupinami šroubů s průměrem 5 mm a 6 mm nebyl signifikantní statistický rozdíl Fmax (1490 N vs 1279 N), Favg (898 N vs 1073 N) a zejména Fmin (672 N vs 918 N). Podobný výsledek je taky v porovnání cementem augmentovaných a expandibilních šroubů (Fmax – 1800 N vs 1760 N; Favg – 1610 N vs 1704 N; Fmin – 1447 N vs 1563 N). Statisticky významný rozdíl jsme našli šrouby 6 mm a expandibilními, respektive augmentovanými (Fmax 1279 N vs 1760 N resp. 1800; Favg 1073 N vs 1704 N, resp. 1610 N; Fmin 918 N vs 1563 N resp. 1447N). Podobný výsledek jsme zjistili i při porovnání šroubů 5 mm proti expandibilním, resp. augmentovaným šroubům (Favg 898 N vs 1704 N, resp. 1610 N). Závěr: V našem experimentu jsme zjistili signifikantně vyšší nutnou pull-out sílu k vytržení šroubů expandibilních či augmentovaných proti šroubů s bez augmentace či neexpandibilním. S obhledem na tyto výsledky je jistě vhodné zvážit použití těchto šroubů u starších pacientů s horší kvalitou kostní tkáně jako prevenci uvolnění instrumentace a nutnosti reoperace.

In English

Purpose: Pedicular screw fixation is the most common method of spinal stabilization. However, the vertebrae with reduced bone quality (osteopenia, osteoporosis) offer poor support to the pedicular screws, which is associated with a greater risk of instrumentation instability or even failure. We aimed to compare various types of screws from the perspective of their construct stability, assessed as pull-out strength. Methods: We have compared four types of pedicular screws: 5x50mm, 6x50mm, cement-augmented 6.5x50mm and 6.5x50mm expandable screws, each in 5 replicates. Screws were transpedicularly inserted into the porcine vertebrae and, where applicable, cement augmented or expanded. The screw positions were verified by CT. Subsequently, pull-out tests were performed. The results were statistically evaluated by ANOVA and the correlation between the screw pull-out strength and the size of the pedicle was investigated. Results: No significant difference was found between screws with 5mm and 6mm diameter (Favg = 898±189,7 resp. 1073±176) The same was true about the difference between cement-augmented and expandable (Favg = 1610±192,7 resp. 1704±101,1). The difference between 6mm and expandable or augmented screws ( Favg= 1073±176, 1704±101,1 and 1610±192,7 respectively) as well as that between 5mm screws and both expandable and cement-augmented screws ( Favg = 898±189,7 , , 1704±101,1 and 1610±192,7 respectively) was however statistically significant at the level of P<0.05. Conclusion: In our experiment, expandable and cemented screws yielded the highest pull-out strength. The results suggest that their use should be considered as preferable in older patients with an inferior quality of the bone tissue as a prevention of repeated surgery.