Biyopsi ve küretaj sırasında açılan kemik pencerenin şekil ve boyutunun kemik dayanımına etkisinin biyomekanik olarak değerlendirilmesi
Tezin Türü: Tıpta Uzmanlık
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Cerrahi Tıp Bilimleri, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUHAMMED ŞAKİR ÇALTA
Danışman: ŞEFİK MURAT ARIKAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Ortopedik cerrahi prosedürlerde tanı veya tedavi amacıyla korteks üzerine çeşitli müdahaleler yapılmaktadır. Kırık tespiti sırasında oluşan vida delikleri veya biyopsi ve küretaj gibi prosedürlerde açılan geniş pencereler korteks üzerinde defektlere yol açmaktadır. Ancak bu işlemler, kemiğin yapısal bütünlüğünü zayıflatarak kırık riskini artırabilir. Bu nedenle, kortekste açılan deliklerin boyutunun ve şeklinin dikkatlice planlanması, kemik gücünün korunması açısından büyük önem taşımaktadır. Kemiğin dayanıklılığını en az seviyede etkileyecek delik şekli ve yerleşimi, işlem sonrası komplikasyonları en aza indirmek için titizlikle belirlenmelidir. Literatürde kortekste dril veya vida deliği sonrasında kemik gücündeki değişimlerle alakalı birçok kadavra, hayvan deneyi ve sonlu elemanlar analizi çalışması mevcuttur. Fakat biyopsi ve küretaj uygulaması amacıyla açılan geniş pencereler için pencere şekli ve boyutuyla ilgili yapılan çalışmalar kısıtlıdır. Bu konuda yapılan çalışmalarda dikdörtgen türevleri, kare ve çember şekilli şekiller test edilmiş ve dikdörtgen türevlerinin kemik gücünü en az düşürdüğü 83 gözlenmiştir. Boyutla alakalı çalışmalarda pencere uzunluğunun arttıkça kemik gücünün çok etkilenmediği ancak genişliğinin artmasının kemik gücünün ciddi anlamda zayıflattığı görülmüştür. Mühendislik alanında yapılan çalışmalarda elips şeklinin çevresindeki gerilim ve deformasyon kuvvetlerinin dikdörtgen şekle göre daha az olduğu görülmüştür. Sonuç olarak mühendislik ve tıp alanındaki bilgilerin ışığında en uygun pencere şeklinin belirlenmesi kemik gücündeki zayıflamayı en az seviyeye indirerek cerrahi sonrası oluşacak morbidite, mortalite ve maliyet oranlarını düşürecektir. Bu nedenle, sunulan çalışmanın iki temel amacı bulunmaktadır; Birincisi, biyopsi ve küretaj sırasında açılan kortikal pencerenin şeklini (dikdörtgen-elips), ikincisi ise tespit edilen uygun şeklin boyutunun belirlenmesidir. Bu amaç doğrultusunda hem aksiyel hem rotasyonel yüklenme uygulanacaktır. Sonuç olarak kemik dayanımını en az düşürecek optimal şekil ve boyut belirlenecektir. Gereç ve Yöntem 3. nesil femur kemik modellerine (Model: FMR-01,sol femur, Selbone® araştırma laboratuvarı, Kayseri, Türkiye) 4 farklı şekilde kortikal pencereler açılmıştır. Kortikal pencereler açılırken Midas Rex Legend EHS Stylus yüksek hızlı cerrahi dril (Medtronic , Minneapolis, Minnesota, USA) 60.000 devir/dk modunda ve elmas uç kullanılarak tüm şekiller aynı alana sahip olacak şekilde hazırlanmıştır. Biyomekanik dayanımlarını karşılaştırmak amacıyla testler gerçekleştirilmiştir. Gruplandırma; 84 G1: Dikdörtgen şeklinde 5.46 cm-2.31 cm kortikal pencere (5.46 x 2.31) G2: 1:1.5 oranında kısa çapı 3.26 cm uzun çapı 4.9 cm elips şeklinde kortikal pencere ([3.26/2] x [4.9/2] x 3.14) G3: 1:3 oranında kısa çapı 2.31 cm uzun çapı 6.93 cm elips şeklinde kortikal pencere ([2.31/2] x [6.93/2] x 3.14) G4: 1:6 oranında kısa çapı 1.64 cm uzun çapı 9.84 cm elips şeklinde kortikal pencere ([1.64/2] x [9.84/2] x 3.14) Bu oranlarda oluşturulan tüm şekillerin alanı 12.61 cm2 olarak bulunmuştur. Her bir grup için, burulma ve basma olmak üzere iki farklı yükleme koşuluna uygun olarak rastgele seçilmiş sekizer numune hazırlanmış, toplamda 64 numune üzerinde test yapılmıştır. Tüm testler TOBB ETÜ Biyomedikal Mühendisliği laboratuvarlarında yapılmıştır. Basma testi için Maksimum yük (N), basma rijitliği (N/mm), akma yükü (N) ve yapılan iş (J) hesaplanmıştır. Burulma testi için ise maksimum tork (Nm), burulma rijitliği (Nm/º) ve yapılan iş (J) hesaplanmıştır. Çalışma, farklı geometri ve oranlardaki kortikal pencerelerin femurun biyomekanik dayanımına etkisini analiz etmek üzere tasarlanmıştır. Bulgular Numunelerin hepsi kortikal pencere açılan hattan kırılmıştır. 85 Basma testi maksimum yük açısından değerlendirildiğinde G1(dikdörtgen) ve onunla eş genişliğe sahip olan elips (G3) arasında anlamlı fark bulunmuştur. Elips şeklinin daha yüksek şiddetteki yüklere dayandığı görülmüştür. Elipsler kendi içinde karşılaştırıldığı zaman G4 (1:6 elips) en dayanıklı bulunmuştur. Ortalama basma rijitliği değerlerinde G1 (dikdörtgen) grubunun diğer 3 gruba (elispler) göre anlamlı derecede düşük olduğu görülmüştür. Bu durum dikdörtgen bir kortikal pencere açılan kemik modelinin kuvvet altında deformasyona karşı koyma gücünün elipse göre daha az olduğunu göstermektedir. Ortalama akma yükünde de maksimum yükte olduğu elips dikdörtgene göre anlamlı olarak daha yüksek bulunmuştur. Bu durum dikdörtgende elastik bölgeden plastik bölgeye geçişin daha erken gerçekleştiğini ve numunelerin daha kolay kalıcı deformasyona uğradığını göstermektedir. Burma dayanımları karşılaştırmasında, G4 grubunun diğer gruplara kıyasla en yüksek maksimum tork değerine ulaşması, bu geometriyle kaldırılan kapakların burulma yüklerine karşı daha dayanıklı olduğunu göstermektedir. G1, G2 ve G3 gruplarının benzer ve düşük tork değerleri göstermesi, bu geometrilerde yapılan işlemin femurun burulma dayanımını zayıflattığını ifade etmektedir. Burulma rijitliği değerlerinin gruplar arasında benzer olması, farklı geometrilerin bu parametre üzerinde önemli bir etkisi olmadığını göstermektedir. 86 G4 grubunun en yüksek yapılan iş değerine sahip olması, bu grubun burulma yükü altında daha fazla enerji absorbe ettiğini ve deformasyona dayanabildiğini göstermektedir. Burulma testlerindeki bu durum geometrik şeklin burulmada çok etkili olmadığını burulma testlerindeki dayanımın şeklin genişliğiyle (sirkumfleks çevreye oranı) doğrudan ilişkisi olduğunu bize göstermiştir. Sonuç Sonuç olarak, bu çalışmada kompozit kemik modelleri üzerinde optimal şekil ve boyut değerlendirilmesi için aynı alana sahip elipsler ve dikdörtgen karşılaştırıldı. Elips şeklin dikdörtgene göre ve elipsler kendi içinde karşılaştırıldığında 1:6 oranındaki elipsin diğer elipslere göre kemik dayanımındaki azalmayı hem aksiyel hem rotasyonel kuvvetler altında en az seviyeye indirdiği görülmüştür. Biyopsi ve küretaj sırasında bu hususlara dikkat etmek oluşabilecek kırık riskini ez az düzeye indirecektir.