Tutaj opisujemy protokół do oceny biomechanicznych efektów częściowego obdarzania na kotwach wszystkich szwów (ASA) i konwencjonalnych kotwicach szwów (CA) w kościach piłowych o różnej gęstości.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Tutaj opisujemy protokół do oceny biomechanicznych efektów częściowego obdarzania na kotwach wszystkich szwów (ASA) i konwencjonalnych kotwicach szwów (CA) w kościach piłowych o różnej gęstości.
Podczas gdy testy biomechaniczne wykazały korelację między obłuszczeniem a obciążeniem powodującym uszkodzenie kotwicy, wpływ częściowego obłuszczenia na właściwości biomechaniczne kotew do wszystkich szwów pozostaje niejasny. Naszym celem była ocena biomechanicznych skutków częściowego obłuszczenia na kotwy do wszystkich szwów i konwencjonalne kotwy szwowe w kościach piłowych o różnej gęstości. Kotwy do szwów testowano w nieobłuszczonych, częściowo złuszczonych i całkowicie obłuszczonych piłach. Oceniono dwa rodzaje kotew do wszystkich szwów i jeden rodzaj kotwy konwencjonalnej. Zastosowano dwa rodzaje dwufazowej pianki poliuretanowej do naśladowania normalnej kości: gęstość 0,32 g/cm3 (20 funtów na stopę sześcienną, pcf 20) i kość osteoporotyczna: gęstość 0,16 g/cm3 (10 funtów na stopę sześcienną, pcf 10). Zastosowano obciążenia cykliczne i zarejestrowano przemieszczenie szczytowe. Po cyklicznych testach obciążeniowych, ocalałe kotwy zostały poddane testom ciągnięcia do uszkodzenia. Określono liczbę cykli, przemieszczenie szczytowe, ostateczne obciążenia niszczące i tryby awarii.
Po pierwsze, na przemieszczenie szczytowe znacząco wpłynęła gęstość kości i typ kotwicy: normalne modele kostne wykazywały mniejsze przemieszczenie szczytowe niż modele osteoporotyczne, a konwencjonalne kotwy śrubowe konsekwentnie wykazywały zmniejszone przemieszczenie szczytowe w porównaniu do kotew z wszystkimi szwami. W przeciwieństwie do tego, zakres obłuszczenia kości - niezależnie od tego, czy nie był obłuszczony, częściowo obłuszczony, czy całkowicie obłuszczony - nie wykazywał znaczącego wpływu na przemieszczenie szczytowe. Po drugie, w osteoporotycznych modelach kości (10 funtów na stopę sześcienną) nie zaobserwowano znaczącej różnicy w obciążeniu awaryjnym między grupami częściowo i nieobłuszczonymi, ale obie wykazywały znacznie wyższe wartości niż grupa całkowicie obłuszczona.
Pęknięcia stożka rotatorów są najczęstszą przyczyną bólu barku, a artroskopowa naprawa stożka rotatorów jest główną opcją leczenia ze względu na zadowalające wyniki kliniczne. Kotwy do szwów odgrywają kluczową rolę w tej procedurze. Postępy w dziedzinie kotew do szwów przyczyniły się do poprawy stabilności zakotwiczenia i zwiększenia szybkości gojenia1,2,3. Kotwy do wszystkich szwów (ASA) to nowszy typ kotew, który składa się głównie z dwóch elementów: materiału szwu i pochewki4,5. Po włożeniu do kości, kotwy są rozwijane poprzez naprężenie materiału szwu ASA, aby zacisnąć osłonę w różnych kształtach, z tuleją dociśniętą do kości korowej3,6. W porównaniu z konwencjonalnymi kotwami do szwów (CA), ASA pozwalają na mniejsze tunele kostne, umożliwiając zwiększenie punktów mocowania i mniejsze zakłócenia kości7,8. W związku z tym kotwice te są coraz częściej preferowane w praktyce chirurgicznej.
Dekoracja śladu stożka rotatorów, szeroko stosowana technika naprawy stożka rotatorów, ułatwia gojenie się kości ścięgiennych poprzez uwolnienie endogennego materiału szpiku kostnego9. Dekortyzacja jest powszechnie wykonywana w celu wzmocnienia reakcji gojenia w miejscu naprawy kotwicy szwu ścięgnisto-kostnego. Wprowadzona przez McLaughlin et al.10 w 1944 roku, technika ta polega na tworzeniu koryta krwawiącej kości w celu przyspieszenia gojenia podczas naprawy stożka rotatorów poprzez infiltrację mezenchymalnych komórek macierzystych, które przyczyniają się do mikrokrążenia kości na granicy ścięgien9. Częściowe obłuszczenie polega na zachowaniu kości korowej otaczającej kotwicę szwu, przy czym szerokość obszaru konserwacji odpowiada średnicy kotwicy. Pozostała kość korowa jest usuwana, aby zakończyć procedurę obłuszczenia. Metoda ta ma na celu utrzymanie wystarczającej ilości kości korowej dla stabilności kotwicy, przy jednoczesnym ułatwieniu korzyści płynących z obłuszczenia.
Warto zauważyć, że w przeciwieństwie do CA, ASA w znacznym stopniu polegają na kości korowej do fiksacji3,6. To uzależnienie stanowi wyzwanie, ponieważ obłuszczenie może zmniejszyć wytrzymałość ASAs11,12. Wymaga to zrównoważenia efektów obłuszczenia podczas naprawy stożka rotatorów, czemu potencjalnie można zaradzić poprzez częściowe obłuszczenie. ASA są zaprojektowane z mechanizmami kotwienia siłowego, które wymagają bezpiecznego umieszczenia pod nienaruszoną powierzchnią kory mózgowej i zawsze istniały obawy dotyczące wpływu obłuszczenia na właściwości biomechaniczne ASAs11,12,13,14. Ruder et al.11 ocenili wpływ na przemieszczenie po cyklicznym obciążeniu oraz na obciążenie niszczące ASA i stwierdzili, że dekortykacja znacznie zmniejszyła obciążenie niszczące, nie wpływając znacząco na średnie przemieszczenie. Podobnie, niedawne badanie biomechaniczne przeprowadzone przez Natlos et al.12 ilościowo zmierzyło grubość kory mózgowej za pomocą mikrotomografii komputerowej w modelu barku ludzkiego trupa. Ich wyniki wykazały silną korelację między wytrzymałością ASA na wyrywanie a sąsiednią grubością kory mózgowej (P < 0,05).
Testy biomechaniczne wykazały korelację między dekortykacją a obciążeniem powodującym uszkodzenie kotwy, ale implikacje częściowego obłuszczenia na właściwości biomechaniczne ASA pozostają niejasne ze względu na ograniczoną literaturę11,12. W związku z tym niniejsze badanie miało na celu ocenę wpływu częściowego obłuszczenia na właściwości biomechaniczne zarówno ASA, jak i CA oraz porównanie właściwości mechanicznych ASA i CA.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym badaniu wykorzystano syntetyczne modele kości. Nie brały w nim udziału żadne osoby ani zwierzęta, a zgoda etyczna nie była wymagana.
1. Przygotowanie kotwy szwu
UWAGA: Przechowuj kotwy w suchych warunkach o temperaturze pokojowej do momentu użycia. Identyfikatory handlowe znajdują się w Tabeli Materiałów.
2. Przygotowanie modelu kostnego
3. Umieszczenie implantu
4. Warunki testowania
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Cykliczne testowanie
W grupie CD jedna kotwica UHT i trzy kotwice Y-uległy uszkodzeniu po wyciągnięciu z bloków testowych pcf 10. W grupie PD jedna kotwica Y-uległa uszkodzeniu po wyciągnięciu z bloków testowych pcf 20. W grupie ND wszystkie kotwice przetrwały cykliczne testy.
Szczytowe przemieszczenia podczas cyklicznych testów są wymienione w Tabeli 1. Warto zauważyć, że nie zaobserwowano istotnych różnic w przemieszczeniu piku między grupami ND, PD i CD...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W badaniu tym przeanalizowano wpływ obłuszczenia na właściwości biomechaniczne kotew szwów, badając dwa typy ASA i jeden typ CA w blokach kostnych o różnej gęstości. Na przemieszczenie szczytowe miała wpływ gęstość kości (niższa w normalnych modelach kostnych) i typ kotwy (niższa w konwencjonalnych kotwach śrubowych), podczas gdy stopień obłuszczenia nie wykazywał istotnego wpływu. W modelach osteoporotycznych obciążenia niszczące między grupami częściowo obłuszczonymi i nieobłuszczonymi nie wykazały istotnej różnicy, a ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.
To badanie było wspierane przez Beijing Jishuitan Research Funding (QN202509).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Biocorkscrew | Arthrex, Neapol, USA | AR-1927BCF-45 | Konwencjonalna kotwa do szwów śrubowych (CA) |
| Bluehill Universal | Norwood, MA, Stany Zjednoczone | E10KNBL5086 | Oprogramowanie konsoli do testów mechanicznych |
| Komputerowe sterowanie numeryczne Maszyna do grawerowania 2030 | JPX Technology Co., Shenzhen, Chiny | JD2030F400W | Narzędzie do szlifowania wspomagane komputerowo |
| Instron, E10k, | Norwood, MA, USA | E10KNBL5086 | Mechaniczna maszyna wytrzymałościowa |
| Mach3Mill | ArtSoft Corporation, Sarasota, FL, USA | Mach3 R3.043.066 | 3-osiowe oprogramowanie sterujące CNC |
| Pcf 10 | Sawbone Pacific Research Laboratories, Vashon, WA, USA | 1522-319 | Osteoporotyczny model kości |
| Pcf 20 Sawbone | Pacific Research Laboratories, Vashon, WA, USA | 1522-315 | Normalny model kości |
| UHT | Star, Pekin, Chiny | F19000001 | Całkowity szew kotwy 2 (ASA 1) |
| Y-RC | ConMed, Nowy Jork, USA | YPRC02 | Kotwice do wszystkich szwów 1 (ASA 2) |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie