Comparative Experimental Study of Hook and Pedicle Fixation Systems Used at Surgical Treatment of Spine Deformities

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Using human cadaver spines we compared the stiffness of pedicle screws and laminar hooks under cyclic and static pull-out loads. Transpedicular and hook fixation (sub- and supralaminar) of cadaveric thoracic spine segments was performed. Axial pull-out strength was measured using w+b (walter + bai ag) servoelectric testing machine (LFV-10-T50, Switzerland). Static pull-out tests were performed on 7 spine blocks with transpedicular and 7 blocks with hook fixation. The same blocks were tested under cyclic loads. At cyclic pull-out loading 800 N strength with 5 Hz frequency was applied. It was shown that at increasing static load hook implants could bear 1417 N at average. At higher loads the vertebral arch was destroyed. Transpedicular implants could bear 2286 N at average and at higher loads the screw migrated from the arch root. Cyclic tests showed that hooks could bear 2935 cycles at average and at prolonged loading the arch was destroyed. The hooks could bear the full; program of cyclic loads without destruction (18 000 cycles).

About the authors

A. A Kuleshov

ФГБУ «Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова» Минздравсоцразвития России, Москва, РФ

доктор мед. наук, ведущий науч. сотр., руководитель группы детской вертебрологии ЦИТО

I. N Lisyansky

ФГБУ «Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова» Минздравсоцразвития России, Москва, РФ

Email: cito-spine@mail.ru
аспирант ЦИТО 127299, Москва, ул. Приорова, дом 10, группа детской вертебрологии ЦИТО

M. S Vetrile

ФГБУ «Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова» Минздравсоцразвития России, Москва, РФ

канд. мед. наук, старший науч. сотр. группы детской вертебрологии ЦИТО

N. S Gavryushenko

ФГБУ «Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова» Минздравсоцразвития России, Москва, РФ

профессор, доктор техн. наук, зав. лабораторией испытаний новых материалов, медицинской техники и метрологии ЦИТО

L. V Fomin

ФГБУ «Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова» Минздравсоцразвития России, Москва, РФ

инженер-метролог лаборатории испытаний новых материалов, медицинской техники и метрологии ЦИТО

References

  1. Ветрилэ С.Т., Кулешов А.А., Ветрилэ М.С., Кисель А.А. Хирургическое лечение грудопоясничного и поясничного сколиоза. Хирургия позвоночника. 2004; 2:12-18.
  2. Hamzaoglu A., Ozturk C., Aydogan M., Tezer M., Aksu N., Bruno M.B. Posterior only pedicle screw instrumentation with intraoperative halo-femoral traction in the surgical treatment of sever scoliosis (> 100 degrees). Spine. 2008; 33 (9): 979-983.
  3. Kim Y.J., Lenke L.G., Kim J.,Bridwell K.H., Cho S.K., Chen G., Sides B. Comparative analysis of pedicle screw versus hybrid instrumentation in posterior spinal fusion of adolescent idiopathic scoliosis. Spine. 2006; 31 (3): 291-298.
  4. Kuklo T.R., Lenke L.G., O«Brien M.F., Lehman R.A. Jr, Polly D.W. Jr, Schroeder T.M. Accuracy and efficacy of thoracic pedicle screw in curves more than 90 degrees. Spine. 2005; 30 (2): 222-226.
  5. Suk S.I., Lee S.M., Chung ^ E.R., Kim J.H., Kim W.J, Sohn H.M. Determination of distal fusion level with segmental pedicle screw fixation in single thoracic idiopathic scoliosis. Spine. 2003; 28 (5): 484-491.
  6. Кулешов А.А. Тяжелые формы сколиоза. Оперативное лечение и функциональные особенности некоторых органов и систем. Дис.. д-ра мед. наук; М.; 2007.
  7. Сикилинда В.Д., Акопов В.И., Хлопонин П.А. и др. Подготовка тканей экспериментальных животных и человека для биомеханических и морфологических исследований. Методические рекомендации. Ростов на Дону-Санкт-Петербург. 2002.
  8. Михайловский М.В., Фомичев Н.Г. Хирургия деформаций позвоночника. Новосибирск: Сибирское университетское издательство; 2002.
  9. Kim Y.J., Lenke L.G., Bridwell K.H., Cho Y.S., Riew K.D. Free hand pedicle screw placement in the thoracic spine is it safe? Spine. 2004; 29 (3): 333-342.
  10. Колесов С.В., Гаврюшенко Н.С., Кудряков С.А., Ша- вырин И.А. Экспериментальное исследование возможностей вентральной коррекции и фиксации при деформациях позвоночника. Хирургия позвоночника. 2011; 3: 82-88.
  11. Афаунов А.А. Транспедикулярный остеосинтез при повреждениях грудного и поясничного отделов позвоночника (экспериментально-клиническое исследование): Автореф. дис.. д-ра мед. наук; СПб; 2006.
  12. Гусев В.В., Сергеев К.С., Паськов Р.В. Экспериментальное обоснование модификации транспедикуляр- ного фиксатора. Хирургия позвоночника. 2011; 3: 77-81.
  13. Fiirderer S., Scholten N., Coenen O., Koebke J., Eysel P. In-vitro comparison of the pullout strength of 3 different thoracic screw fixation techniques. Spinal Disord. Tech. 2011; 24 (1): Е6-Е10.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2012 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».