ارزیابی تجربی ساختار شش ‎ضلعی منتظم متخلخل در عمل‎های ورتبروپلاستی و کایفوپلاستی

پیش زمینه: یکی از مهم ترین چالش های بعد از عمل جراحی ورتبروپلاستی و کایفوپلاستی، تمرکز تنش در ناحیه تماس میان سیمان استخوانی و استخوان اسفنجی است که باعث ایجاد درد، مرگ سلولی و تداوم شکست های میکروسکوپی می گردد. در این مطالعه روش جدید درمان مهره با ساختار شش ضلعی منتظم متخلخل ارائه گردید و رفتار مکانیکی مهره درمان شده با این ساختار با مهره های درمان شده به روش های ورتبروپلاستی و کایفوپلاستی مقایسه گردید.مواد و روش ها: تعداد 10 مهره گوسفندی در پنج گروه دوتایی شامل مهره سالم، ورتبروپلاستی، کایفوپلاستی و مهره درمان شده با ساختار شش ضلعی فولادی و برنجی تهیه شد. مقایسه رفتار مکانیکی مهره درمان شده با ساختار شش ضلعی با مهره های درمان شده به روش های ورتبروپلاستی و کایفوپلاستی تحت بارگذاری استاتیکی توسط دستگاه آزمون مکانیکی صورت پذیرفت.یافته ها: میزان جابجایی مهره با ساختار شش ضلعی منتظم متخلخل، تا قبل از رسیدن به استحکام نهایی (4.5-3.5 کیلونیوتون)، 6-5.5 میلی متر بود. میزان جابجایی برای مهره درمان شده با ورتبروپلاستی و کایفوپلاستی 3-2.5 میلی متر بود. در مهره درمان شده با ساختار شش ضلعی منتظم متخلخل در مقایسه با نمونه های ورتبروپلاستی و کیفوپلاستی بهبود رفتار مکانیکی مشاهده شد.نتیجه گیری: افزایش چقرمگی مهره درمان شده با ساختار شش ضلعی، منجر به کاهش تنش در صفحات انتهایی مهره و کاهش فشار درون دیسک بین مهره ای می شود و خطر بروز شکست در مهره های مجاور را کاهش می دهد.

The Experimental Assessment of Hexagonal Porous Structure in Vertebroplasty and Kyphoplasty

Background: One of the most important challenges after vertebroplasty (VP) and kyphoplasty (KP) is the stress concentration at the junction of bone and cement which would cause not only pain, but also new microfractures or osteonecrosis. We would like to present a new concept of using hexagonal porous structure. This model is tested biomechanically in comparison with vertebrae treated with VP and KP.Methods: Ten Ovine vertebrae were divided into 5 groups 2 in each group: the groups included normal vertebrae, VP, KP and vertebrae treated by hexagonal porous structure as metal pearls (steel or brass). These vertebrae were all put under mechanical static pressure. The displacement and yield points were compared in the 5 groups. Results: The hexagonal metal treated vertebrae showed a displacement of 5.56 mm before reaching the ultimate strength of 3.54.5 KN. This displacement for VP and KP was 2.53 mm. The improvement of mechanical behavior was observed in vertebrae treated by hexsgonal metal pearls compared to those treated by the VP and KP.Conclusions: The toughness vertebrae by hexsgonal metal pearl treatment increases and this will reduce the stress in vertebral end plates and interdiscal pressure. This would reduce the chance of fracture in the adjacent vertebrae.