Biomechanical Analysis of Interbody Device in Calf Corpectomy Model

Abstract

Introduction: The aim of this study is to evaluate the biomechanical properties of theinterbody device which is used in thoracic trauma, infection and tumor surgery in valf model.The comparison in between anterior interbody application, anterior, posterior and anteriorposterior instrumentation combinations is also stated. The statical applications of interbodydevice in conditions with anterior interbody applications, anterior, posterior andanterior+posterior instrumentation combinations are done through the gain of stiffness anddisplacement. In this biomechanical study, instrument stiffness and displacement values aremeasured and evaluated under axial loading.Materials and Method: In 7 calf spine, interbody device applications, thoracolumbar anteriorand posterior instrumentations were held. The measurements were done in the followingorder: interbody device, interbody device + thoracolumbar anterior instrumentation, interbodydevice + thoracolumbar posterior instrumentation, interbody device + thoracolumbar anteriorinstrumentation + thoracolumbar posterior instrumentation. Stiffness and deformations weremeasured under 500 Newton in each specimen. The loading device was SHIMADZUAutograph AG-50 kNG. The statistical analysis was done with Wilcoxon signed rank test.Results: The mean axial stiffness values obtained in 7 experiments in calf spine model wereas follows: İCD: 9958 N/mm, İCD + A: 21062 N/mm, İCD + P: 11877 N/mm, İCD + A + P:22301 N/mm. Interbody device application demonstrated higher stiffness values whencompared to anterolateral plate and screw-rod applications. There was no significantdifference between circumferential stabilisation, interbody device application andanterolateral screw-rod instrumentation.Conclusion: In this study; it has been shown that, interbody device supplies adequatestiffness in calf spine model. This stiffness increases in anterolateral instrumentation. Thebenefit of posterior pedicle screw rod system to interbody device + anterolateral screw rodsystem was statistically significant.

Özet

Amaç: Bu çalışmanın amacı değişik nedenlerle yapılan korpektomilerde kullanılaninterkorporal cerrahi cihazın korpektomi modelinde biyomekanik olarak özelliklerinin ortayakonulması, bununla birlikte anterior interkorporal cihaz uygulamanın, anterior, posterior veanterior posterior enstrümantasyon kombinasyonları ile ayrı ayrı etkileşimlerinin incelenmesi.İnterkorporal cihazın statik çalışmalarının yapılması, anterior interkorporal cihazuygulamanın, anterior, posterior ve anterior + posterior enstrümantasyon kombinasyonlarınındayanıklılık ve deplasman değerlerinin saptanmasıdır. Bu biyomekanik çalışmada eksenelkompresyon altında uygulanan enstrümanların dayanıklılık ve deplasman değerleri ölçülerekkarşılaştırılmıştır.Yöntem: Yedi dana omurgası modeline interkorporal cihazı, torakolomber anterior veposterior enstrümanlar uygulanmıştır. Her örnek için ölçümler şu sırada yapılmıştır:interkorporal cihazı, interkorporal cihazı + Torakolomber Anterior Enstrüman, interkorporalcihazı + Torakolomber Posterior Enstrüman ve interkorporal cihazı + Torakolomber AnteriorEnstrüman + Torakolomber Posterior Enstrüman. Her örnek için 500 Newton eksenelyüklenmede dayanıklılık ve deformasyon ölçümü yapılmıştır. Deneyde basma aleti olarakSHIMADZU Autograph AG-50 kNG basma ve çekme cihazı kullanıldı. Kaydedilen verilerinistatistik analizinde Wilcoxon Signed Ranks Testi kullanılmıştır.Bulgular: Beşli dana omurga modelinde yapılan yedi deney sonucu interkorporal cihazın veenstrümanların kombinasyonlarının ortalama eksenel dayanıklılık değerleri şöyledir: İKC:9958 N/mm, İKC + A: 21062 N/mm, İKC + P: 11877 N/mm, İKC + A + P: 22301 N/mm dir.İnterkorporal enstrüman uygulananın anterolateral plak veya vida-rod uygulamalardan dahayüksek dayanıklılık değerlerine sahip olduğu belirlendi. Korpektomi olguları içinsirkumferensiyal stabilizasyon ile interkorporal enstrüman ve anterolateral vida-rod uygulamaarasında belirgin fark olmadığı saptandı.Sonuç: Bu çalışmada interkorporal cihazın dana korpektomi modelinde yeterli dayanıklılıksağladığı, bu dayanıklılığın anterolateral enstrümantasyon ile belirgin arttığı; posteriorkolonun sağlam olduğu bu modelde interkorporal enstrüman + anterolateral vida-roduygulamaya posterior pedikül vida rodun katkısının istatistiksel olarak anlamlı olmadığıortaya kondu.