Kontrollü mikroharekete izin verebilen plağın rijit plak ile biyomekanik olarak karşılaştırılması (Biyomekanik çalışma)<br><br>

Abstract

Kemik kırıklarının tedavisinde uzun zamandır plak ve vida kombinasyonları kullanılmaktadır. Son 20 yıl içinde cerrahi kırık tedavisinin temel prensiplerinde bir takım değişiklikler olmuştur. Bu değişim kırık iyileşmesinin farklı mekanik koşullar altında farklılıklar gösterdiğinin anlaşılması ve kırık tedavisinde kullanılan malzeme bilgisinin gelişmesiyle olmuştur. Özellikle kontrollü mikrohareketin kırık iyileşmesi üzerindeki olumlu etkileri üzerine yoğun çalışmalar mevcuttur. Ancak kırık bölgesinde tam olarak ne kadar harekete izin verileceğine dair henüz tam olarak kesin bir değer bilinmemektedir. Çalışmamızda yapısal özelliği sayesinde sisteme kontrollü hareket verebilen bir plağın aynı zamanda işlevsel olarak da stabil olabilecek şekilde geliştirilmesi hedeflendi. Amacımız yeni geliştirilen CMMP/KMHP (Kontrollü Mikro Hareket Plağı) plağın stabilitesinin değerlendirilmesidir. Bu çalışmada karşılaştırılan plaklar tasarımsal olarak iki farklı dizaynda ve bu plakların 4 ve 6 delikli şekillerinden oluşmaktadır. Plaklar temel olarak iki parça halinde birbiri içine geçebilen modüler bir yapıya sahiptir. Kemik, plak ve vida kombinasyonundan oluşan sistemin hareketliliği ise modüler parçaların arasına yerleştirilen bir yay vasıtasıyla sağlanmaktadır. Kullanılan yay, Hooke Kanunu'ndan yararlanılarak, tavuk deneyi için gerekli çap, tel çapı, sarım sayısı ve adımı hesaplanarak üretildi. Karşılaştırma grubu için aynı koşullardaki mekanik etkiler karşısında oluşabilecek farklılıkları ortaya koyabilmek için aynı materyal ve boyut özelliklerini taşıyan tek parça halinde nötral plak adı verilen plaklar tasarlandı. Tavuk kemiğinin özelliklerine göre hazırlanan plaklar tavuk femurlarına yapılan transvers osteotomi sonrası fikse edildi. Nötral plaklar ve CMMP/KMHP (controlled Micro Movement Plate / Kontrollü Mikro Hareket Plağı) plakların stabiliteleri invitro koşullarda biyomekanik olarak test edildi. Bütün plaklarla tespit edilmiş osteotomize kemiklere aksiyel yüklenme, üç nokta bükme (bending) ve burma (torsiyon) testleri uygulandı. Yaptığımız testler sonucunda plakların aksiyel kompresyon altında yer değişim miktarları arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı. Plaklar arasında üç nokta bükme (bending) testlerinde elde edilen yer değişim miktarları arasında 1. grup (dört delikli nötral plak) (N=6) ile 3. grup (altı delikli nötral plak) arasında bending 45 Newtondaki değerler arasında istatistiksel olarak anlamlı fark tespit edildi (p=0,009). Plaklar arasında torsiyon testlerinde elde edilen yer değişim miktarları arasında 2. grup (dört delikli CMMP/KMHP) (N=6) ile 3. grup (altı delikli nötral plak) arasında torsiyon 2 Newtondaki (p=0,002) ve tosiyon 4 Newtondaki (p=0,004) değerlerde istatistiksel olarak anlamlı fark görüldü. Çalışmamız sonucunda elde ettiğimiz veriler ışığında kullanılan CMMP/KMHP plaklar özellikle aksiyel yüklenme altında en az nötral plaklar kadar stabil olduğu saptandı. Ancak kullanılan plağın modüler parçaları arasındaki elastik sisteminin canlı organizma içinde nasıl sonuçlar vereceği henüz bilinmemektedir. Bu yüzden CMMP/KMHP plaklarla yapılan kontrollü canlı hayvan çalışmalarına ihtiyaç vardır. CMMP/KMHP plaklar, en ideal iyileşme için gerekli olan ve hala kesin değeri bilinmeyen hareketlilik değerini bulabilmek için farklı bir yöntem olabilecektir. Anahtar kelimeler: Kontrollü mikro hareket plağı, biyomekanik, stabilite, elastisite, yay. Screw plate combinations have been used for the treatment of bone fractures through the last century. In the last 20 years principles of surgical treatment of bone fractures have evolved through the understanding of fracture healing under different mechanical conditions and through material knowledge background used in fracture fixation. Specifically there are studies about positive effects on fracture healing of controlled micro-movement. However, there are as yet no definite known values concerning the amount of micro-movement permissible in the fracture line. But knowledge of data lacks for the amount of movement necessary beyond fracture line. In our study we aimed to design a controlled micro-movement plate which could also stabilize fractures functionally. Our aim is to consider the stability of the newly designed CMM plate. In this study we compared two differently designed plates which had 4 and 6 holes at each. Plates basically have two-part modularity in which one part fits into the other. Bone plate screw system movement was achieved through a string which was integrated in between the two modular parts. The spring used has been designed and produced through the use of Hooke's law and necessary string diameter, wire diameter and number of wrapping were all calculated for the chicken bone experiment. For comparison of this design, a monoblock neutral plate made of the same material and size was designed and produced. Plates designed for chicken bone properties were applied for fixation after a transverse osteotomy done to the chicken femora. Neutral plates and CMMP plates stability parameters were compared in vitro biomechanically. Axial compression tests, torsion and three point bending tests were done to the plate-fixation- applied ostetomized bones. No statistical difference was found in axial compression tests. Three point bending tests revealed a statistical difference between the first group (n=6) (four hole neutral plate) and the third group (n=6) (six hole neutral plate) at 45 Nm force applied. Torsion tests revealed a statistical difference between the second group (four hole CMMP) (n=6) and the third group (six hole neutral plate) (n=6) at 2 N and 4 N torsional forces. Data obtained from these tests revealed that CMMP plates used were as stable as neutral plates under axial loadings. There is a lack of data about elastic system's behavior used between modular parts of CMMP plates in living organisms. Therefore, there is a need for vivo animal studies with these newly-designed CMMP plates. CMMP plates could be the choice for calculating the amount of micro-movement necessary to obtain an ideal bone healing after a fracture Key words: Controlled micro motion plate, biomechanic, stability, elasticity, spring.