Osteoporotik vakalar için yeni bir pedikül vida sistemi geliştirilmesi [Master Thesis]

Abstract

Omurga kırıkları, eğrilikleri ya da tümör sebebiyle dekompresyon cerrahisi yapılması gerektiğinde, pedikül vida ile sabitleme en yaygın kullanım olarak göze çarpmaktadır. Pedikül vida sabitlemelerinde operasyon sonrası vidaların yerinden çıkıp gelmesi hastaların iyileşme sürecini olumsuz etkilemektedir. Vidaların kemiğe tutunumundaki önemli faktörlerin başında kemik mineral yoğunluğu gelmektedir. Bu sebeple osteoporoz hastalarında vida gevşemeleri ya da yerinden çıkmaları daha sık yaşanmaktadır. Bu tez kapsamında osteoporoz vakalarında kullanılmak üzere yeni bir pedikül vida sistemi geliştirilmiştir. Bu yeni sistem Ti6Al4V malzemeden üretilmiş vida ve kemik içerisinde dübel görevi görmesi için PEEK malzemeden üretilmiş genişleyebilen kabuktan oluşmaktadır. PEEK kabuk genişleme mekanizması sayesinde kemik içerisinde yüksek tutunum sağlamasının yanında malzemenin mekanik özellikleri gereği titreşimleri sönümlemesi ve böylece füzyonu hızlandırması düşünülerek tasarlanmıştır. Geleneksel genişleyebilen vidalardan farklı olarak, bu yeni vida-kabuk sistemi kabuğun kemik içerisinde kalarak, gerektiği takdirde, revizyon operasyonlarında vidanın değiştirilebilmesine olanak sağlamaktadır. Dolayısıyla bu benzersiz sistem sayesinde, geleneksel genişleyebilen pedikül vidalardan farklı olarak, kemik anatomisini deforme etmeden revizyon operasyonlar yapmak mümkün olabilecektir. Tasarım ve imalat iteratif olarak gerçekleştirildikten sonra in vitro mekanik deneyler yapılmıştır. Deneyler sonucunda yeni sistem geleneksel pedikül vida sistemleri ile karşılaştırıldığında başarılı bulunmuştur.

Pedicle screw fixations are widely seen on vertebral fractures, tumor or scoliosis incidents as decompression surgery. Post operation screw loosening influences patients healing period in a negative manner. Bone mineral density is one of the most important factor that affects screw-bone interface, thus screw loosening are widely seen on osteoporotic incidents. A novel pedicle screw fixation system was developed as the scope of this thesis statement. This novel system maintained by a Ti6Al4V screw and an expandable PEEK shell which acts as a fixing plug into the bone. PEEK shell absorbs vibrations sourced by physiologic movements of body, thereby improves fusion and provides high pullout strength by the aid of expansion mechanism. Differing from the conventional expandable pedicle screw systems, in this novel system, Ti alloy screw can be replaced while PEEK shell remains into the bone either if a revision operation is necessary. As a result, this unique system maintains that revision operations can be done without severely deforming the vertebral body. In vitro biomechanical tests were conducted after iterative design and manufactures were completed. The novel system was considered as successful comparing to the conventional pedicle screw fixation systems according to biomechanical test evaluations.