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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).