Úvod: Cílem studie byla laboratorní „in vitro“ modelace zatížení defektu předního sloupce páteře ošetřeného transpedikulární fixací na kadaverozním preparátu a jeho biomechanické měření. Materiál a metoda: Celkem byly získány 4 kadaverozní modely hrudní páteře v rozsahu Th3-L2. Anatomická preparace byla provedena se zachováním základních kostních a vazivových struktur. Pro vlastní měření byly připraveny celkem 3modely, celkem 1 preparát byl ošetřen transpedikulární instrumentací 1+1 a celkem 2 preparáty ošetřeny instrumentací 2+2. V průběhu vlastního měření a kalibrace přístroje byl na úrovni Th6/7 proveden vlastní defekt předního sloupce resekcí meziobratlové ploténky. Pro vlastní měření byl využit testovací systém MTS 858,2 Mini Bionix v sestavě s víceosým simulátorem. K měření deformací fixace byl použit extenzometr MTS s pracovním rozsahem +/- 0,4 mm. Z tuhostních charakteristik jednotlivých pohybů je možné odečíst základní parametry měřeného vzorku tj. neutrální zóna, elastická zóna, rozsah pohybu soustavy. Výsledky: Hodnocení tuhosti soustavy fl./ext. a dukce po vytvoření defektu předního sloupce páteře dochází k progresi nárůstu hodnocených parametrů bez ohledu na vzorek nebo typ montáže s výslednou směrovou asymetrií ve směru převahy extenze proti flexi a jednotlivých směrů dukce. V hodnocení napětí na fixačních tyčích vykazuje také nárůst napětí po provedení defektu předního sloupce páteře. Z hlediska absolutních hodnot je nejméně zatížena instrumentace vzorku 1+1. Diskuze: Z vyhodnocení napětí na fixačních tyčích je možné interpretovat dva obecné závěry. Prvním výsledkem je zvýšení napětí na spojovací tyči konstrukce po destabilizaci páteře, druhým závěrem je nezanedbatelná asymetrie výsledných hodnot na pravé a levé tyči. V tuhostních charakteristikách vzorku se v celém rozsahu zatížení nevyskytují žádné skokové změny tuhosti, které by ukazovaly k možnému selhání konstrukce.

Introduction: The aim of the biomechanical study was laboratory „in-vitro“ testing and measurement of spinal column axial loading. The biomechanical simulation tested the thoracolumbar spinal cadaver with anterior column defect instrumented by the transpedicular fixation. Material and method: The study group (4 spinal cadavers Th3-L2) were anatomically prepared in the anatomy lab conserving the bone, disc and ligament structures and subsuquently instrumented by the transpedicular fixation. There were 2groups (2 + 2 cadavers), the first group were transpediculary instrumented 1+1 segment and the second by 2+2 segments. One spinal cadaver from the first group was unable for the final biomechanical testing, because of spinal deformity, rest 3 cadavers were finally measured. The proper biomechanical testing, were done on the testing system MTS 858,2 Mini-Bionix with extensometr MTS, tested the axial loading of spinal column (flexion, extension, duction) with parametric results of total range of motion, neutral, elastic zone a rod deformation. The anterior column defects were done during the proper testing by the disc Th6/7 resection. Results: There were progression in all assessed parametres /range of motion, elastic, neutral zone, rod deformation) with considerable asymetry direction in extension to flexion and duction in spinal column loading with anterior defect. The rod deformation decrease with extent of transpedicular instrumentation. Discussion: The range of motion (elastic zone, neutral zone) and instrumentation rod strain in the measured system (spinal cadaver) increase in plane asymetry in the spinal column with anterior defect. The rigidity of the spinal transpedicular instrumentation (rod deformation) increase continuously without any skip transmutations and there is no risk factor of possible loosening of constructions in calibrated conditions.

Ortopedická klinika 1 LF UK a FN Na Bulovce Budínova 67 2 180 00 Praha

Biomechanical in-vitro analysis of the spinal column loading with transpedicular fixation

Lit.: 14