В данной статье мы описываем протокол оценки биомеханических эффектов частичной декортикации на цельношовных анкерах (ASA) и обычных шовных анкерах (CA) в пилорезах различной плотности.
Методическая статья
* These authors contributed equally
В данной статье мы описываем протокол оценки биомеханических эффектов частичной декортикации на цельношовных анкерах (ASA) и обычных шовных анкерах (CA) в пилорезах различной плотности.
В то время как биомеханические испытания показали корреляцию между декортикацией и нагрузкой на разрушение анкера, влияние частичной декортикации на биомеханические свойства цельношовных анкеров остается неясным. Мы стремились оценить биомеханические эффекты частичной декортикации на цельношовных анкерах и обычных шовных анкерах в пилоуточных костях различной плотности. Шовные анкеры были испытаны на недекортикированных, частично декортикированных и полностью декортикированных пилах. Оценивались два типа цельношовных анкеров и один тип обычного анкера. Для имитации нормальной кости были использованы два типа двухфазного пенополиуретана: плотность 0,32 г/см3 (20 фунтов на кубический фут, pcf 20) и остеопоротическая кость: плотность 0,16 г/см3 (плотность 10 фунтов на кубический фут). Применялись циклические нагрузки, и было зафиксировано пиковое смещение. После испытаний на циклическое нагружение уцелевшие анкеры были подвергнуты испытаниям на растяжение до разрушения. Определяли количество циклов, пиковое смещение, предельные нагрузки на отказ и режимы отказа.
Во-первых, на смещение пика в значительной степени влияли плотность кости и тип анкера: нормальные костные модели демонстрировали меньшее смещение пика, чем остеопоротические модели, а обычные винтовые анкеры неизменно демонстрировали меньшее смещение пика по сравнению с шовными анкерами. Напротив, степень декортикации костей - будь то недекортикированная, частично или полностью декортикированная - не показала существенного влияния на пиковое смещение. Во-вторых, в моделях остеопоротических костей (10 фунтов на кубический фут) не наблюдалось существенной разницы в нагрузке разрушения между частично и недекортикированными группами, но обе показали значительно более высокие значения, чем полностью декортикированная группа.
Разрывы вращательной манжеты плеча являются наиболее распространенной причиной боли в плече, и артроскопическое восстановление вращательной манжеты плеча является основным вариантом лечения благодаря удовлетворительным клиническим результатам. Шовные анкеры играют решающую роль в этой процедуре. Достижения в области шовных анкеров способствовали улучшению стабильности анкерного крепления и увеличению скорости заживления 1,2,3. Цельношовные анкеры (ASA) представляют собой более новый тип анкеров, которые в основном состоят из двух компонентов: материала шовной нити и оболочки 4,5. При введении в кость анкеры развертываются путем натяжения шовного материала ASA для сжатия оболочки различной формы, при этом рукав прижимается к кортикальной кости 3,6. По сравнению с обычными шовными анкерами (КА), АСК позволяют создавать костные туннели меньшего размера, что позволяет увеличить точки фиксации и уменьшить разрушение кости 7,8. Следовательно, эти якоря все чаще получают предпочтение в хирургической практике.
Декортикация пятна вращательной манжеты плеча, широко применяемая техника восстановления вращательной манжеты плеча, способствует заживлению сухожилий и костей за счет высвобождения эндогенного материала костного мозга9. Декортикация обычно выполняется для улучшения реакции заживления в месте восстановления анкера сухожилия и кости. Представленный McLaughlin et al.10 в 1944 году, этот метод включает в себя создание борозды кровоточащей кости для ускорения заживления во время восстановления вращательной манжеты плеча путем индуцирования инфильтрации мезенхимальных стволовых клеток, которые способствуют микроваскуляризации костина границе сухожилий. Частичная декортикация включает в себя сохранение кортикальной кости, окружающей шовный анкер, при этом ширина области консервации соответствует диаметру анкера. Оставшаяся кортикальная кость удаляется для завершения процедуры декортикации. Этот метод направлен на поддержание достаточной кортикальной кости для стабильности якоря при одновременном облегчении преимуществ декортикации.
Примечательно, что в отличие от КА, АСК в значительной степени полагаются на кортикальную кость для фиксации 3,6. Эта зависимость представляет собой проблему, так как декортикация может снизить прочность ASA11,12. Для этого необходимо сбалансировать эффекты декортикации во время восстановления вращательной манжеты плеча, что потенциально решается с помощью частичной декортикации. ASA разработаны с принудительно прилегающими анкерными механизмами, которые требуют надежного размещения под неповрежденной поверхностью коры головного мозга, и всегда существовала обеспокоенность по поводу влияния декортикации на биомеханические свойства ASA 11,12,13,14. Ruder et al.11 оценили влияние на смещение после циклической нагрузки и на отказную нагрузку ASA и обнаружили, что декортикация значительно снижает нагрузку на разрушение, не оказывая существенного влияния на среднее смещение. Аналогичным образом, недавнее биомеханическое исследование Natlos et al.12 количественно измерило толщину коры головного мозга с помощью микрокомпьютерной томографии на модели трупного плеча человека. Их результаты продемонстрировали сильную корреляцию между прочностью вытягивания ASA и толщиной прилегающей коры головного мозга (P < 0,05).
Биомеханические испытания показали корреляцию между декортикацией и нагрузкой на разрушение анкера, но влияние частичной декортикации на биомеханические свойства ASA остается неясным из-за ограниченности литературы 11,12. Таким образом, данное исследование было направлено на оценку влияния частичной декортикации на биомеханические свойства как АСК, так и КА, а также на сравнение механических свойств АСК и КА.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом исследовании использовались синтетические костные модели. В этом не участвовали люди или животные, и этическое одобрение не требовалось.
1. Подготовка шовного анкера
ПРИМЕЧАНИЕ: Храните анкеры в сухих условиях при комнатной температуре до использования. Коммерческие идентификаторы приведены в Таблице материалов.
2. Подготовка костной модели
3. Установка имплантата
4. Условия тестирования
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Циклические испытания
В группе CD один якорь UHT и три якоря Y-образного узла вышли из строя при извлечении из тестовых блоков pcf 10. В группе PD один якорь Y-Knot вышел из строя при вытаскивании из тестовых блоков pcf 20. В группе ND все якоря выдержали циклические испытания.
Пиковые смещения во время циклических испытаний приведены в таблице 1. Примечательно, что не наблюдалось существенных различий в смещении пиков в группах ND, PD и CD, независимо от п...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом исследовании было проанализировано влияние декортикации на биомеханические характеристики шовных анкеров путем изучения двух типов ASA и одного типа CA в костных блоках различной плотности. На смещение пика влияли плотность кости (ниже в нормальных моделях костей) и тип анкера (ниже в обычных анкерах винтового типа), в то время как степень декортикации не оказала существенного влияния. В остеопоротических моделях нагрузки на разрушение между частично декортикированными и недекорти...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.
Это исследование было поддержано Пекинским исследовательским фондом Цзишуйтань (QN202509).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Биоштопор | Arthrex, Неаполь, США | AR-1927bcf-45 | Обычный винтовой шовный анкер (CA) |
| Bluehill Universal | Norwood, MA, США E10KNBL5086 | Программное обеспечение для механических испытаний консоли | |
| Компьютерное числовое управление 2030 Гравировальный станок | JPX Technology Co., Шэньчжэнь, Китай | JD2030F400W | Автоматизированный шлифовальный инструмент |
| Instron, E10k, | Норвуд, Массачусетс, США | E10KNBL5086 | Машина для механических испытаний |
| Mach3Mill | ArtSoft Corporation, Сарасота, Флорида, США | Mach3 R3.043.066 | Программное обеспечение для управления 3-осевыми станками с ЧПУ |
| Pcf 10 Sawbone | Pacific Research Laboratories, Вашон, Вашингтон, США | 1522-319 | Остеопоротическая костная модель |
| Pcf 20 Sawbone | Pacific Research Laboratories, Вашон, Вашингтон, США | 1522-315 | Нормальная костная модель |
| UHT | Star, Пекин, Китай | F19000001 | Сплошной шов Анкеры 2 (ASA 1) |
| Y-образный узел RC | ConMed, Нью-Йорк, США | YPRC02 | Шовные анкеры 1 (ASA 2) |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение