Ключові слова
грудо-поперековий відділ
транспедикулярна фіксація
проміжні гвинти
скінченно-елементний аналіз
флексія
Як цитувати
Анотація
Мета: Оцінити напружено-деформований стан при переломі A1 хребця Th12 під згинальним навантаженням та порівняти варіанти короткої транспедикулярної фіксації.
Матеріали та методи. Розроблено деталізовану скінченно-елементну модель хребців Th9-L5 з A1-переломом хребця Th12. Розглянуто чотири конфігурації: М1 ‒ короткі гвинти без проміжних, М2 ‒ довгі гвинти без проміжних, М3 ‒ короткі основні + короткі проміжні гвинти в тіло хребця Th12, М4 ‒ довгі основні + короткі проміжні гвинти в тіло хребця Th12. Флексію моделювали силою 350 Н. Критерій оцінки ‒ еквівалентне напруження Мізеса.
Результати. У хребці Th12 збільшення довжини гвинтів без проміжних підвищує напруження з 1,6 до 2,3 МПа, тоді як з проміжними гвинтами утримується на рівні 1,6‒1,7 МПа. У хребці L1 зміни мінімальні. На замикальних пластинках: нижня пластинка хребця Th11 ‒ 1,9‒2,1 МПа, верхня пластинка хребця L1 ‒ зниження напруження з 8,3 до 7,7 МПа. На вході гвинтів: у ніжку дуги хребця Th11 ‒ розвантаження з 8,0 до 5,6‒5,7 МПа, у ніжку дуги хребця Th12 ‒ близько 2,1 МПа, у ніжку дуги хребця L1 ‒ зростання напруження при довгих гвинтах з 10,3 до 11,1 МПа незалежно від проміжних. У балках проміжні гвинти збільшують напруження майже в 2,2 рази ‒ з 170‒172 до 380‒383 МПа.
Заключення. Проміжні гвинти забезпечують локальне розвантаження та стабілізацію пошкодженого рівня, але підвищують напруження в балках. Конфігурацію фіксації слід індивідуалізувати: М3–М4 — за пріоритету захисту інтерфейсу «кістка–гвинт» та зони перелому; М1–М2 – за потреби мінімізувати навантаження на стрижні та ретельно підбирати довжину каудальних гвинтів.
Посилання
Durmaz MO, Ezgü MC, Evleksiz Karımzada D, Karımzada G. Management of Thoracolumbar Fractures: Clinical, Functional, and Radiological Outcomes in a Single Institution. Journal of Turkish Spinal Surgery. 2023;34(3):124-130. doi: 10.4274/jtss.galenos.2023.98853.
Zileli M, Sharif S, Fornari M. Incidence and Epidemiology of Thoracolumbar Spine Fractures: WFNS Spine Committee Recommendations. Neurospine. 2021;18(4):704-712. doi: 10.14245/ns.2142418.209, PMID: 35000323.
Pidd KT, Sadauskas D, Tomatis V, Knight EJ. Which is the Superior Thoracolumbar Injury Classification Tool? TLICS Versus AOSpine 2013: A Systematic Review. Global Spine J. 2025;15(4):2536-2546. doi: 10.1177/21925682241311303
Vercoulen TFG, Niemeyer MJS, Peuker F, Verlaan JJ, Oner FC, Sadiqi S. Surgical treatment of traumatic fractures of the thoracic and lumbar spine: A systematic review. Brain Spine. 2024;4:102745. doi: 10.1016/j.bas.2024.102745, PMID: 38510618.
Wang J, Yang H, Ganau M, Wang Y, Miao J, Yan L, et al. A comparative analysis of three distinct approaches for the management of type A1 traumatic thoracolumbar fractures: a retrospective cohort study with a minimum 6-year follow-up. Journal of orthopaedic surgery and research. 2025;20(1):856. doi: 10.1186/s13018-025-06262-5
Wendt K, Nau C, Jug M, Pape HC, Kdolsky R, Thomas S, et al. ESTES recommendation on thoracolumbar spine fractures : January 2023. European journal of trauma and emergency surgery : official publication of the European Trauma Society. 2024;50(4):1261-1275. doi: 10.1007/s00068-023-02247-3
Alimohammadi E, Bagheri SR, Joseph B, Sharifi H, Shokri B, Khodadadi L. Analysis of factors associated with the failure of treatment in thoracolumbar burst fractures treated with short-segment posterior spinal fixation. Journal of orthopaedic surgery and research. 2023;18(1):690. doi: 10.1186/s13018-023-04190-w.
Tan T, Huang MS, Rutges J, Marion TE, Fitzgerald M, Hunn MK, et al. Rate and Predictors of Failure in the Conservative Management of Stable Thoracolumbar Burst Fractures: A Systematic Review and Meta-Analysis. Global Spine J. 2022;12(6):1254-1266. doi: 10.1177/21925682211031207
Petitt JC, Desai A, Kashkoush A, Ahorukomeye P, Potter TO, Stout A, et al. Failure of Conservatively Managed Traumatic Vertebral Compression Fractures: A Systematic Review. World Neurosurg. 2022;165:81-88. doi: 10.1016/j.wneu.2022.06.053
Komadina R, Bloemers FW, Jug M, Wendt KW, Nau C, Pape HC. Fractures of the thoracolumbar spine in osteoporosis. European journal of trauma and emergency surgery : official publication of the European Trauma Society. 2024;50(5):1977-1984. doi: 10.1007/s00068-024-02625-5
Jackson ML, Thomas SC, Joyner MR, Hu M, Larry Lee YL, Capasso T, et al. Time to Mobility Is Associated With Pulmonary Complications in Patients With Spine Fractures. The American surgeon. 2024;90(8):2049-2053. doi: 10.1177/00031348241241702
Deng L, Zhang J, Zhou Q, Zheng Y, Hua X, Hu X, et al. Effect of the intermediate pedicle screws and their insertion depth on sagittal balance and functional outcomes of lumbar fracture. Front Surg. 2022;9:905946. doi: 10.3389/fsurg.2022.905946
Нехлопочин ОС, Вербов ВВ, Карпінський МЮ, Яресько ОВ. Біомеханічна оцінка значення глибини введення транспедикулярного гвинта і установки поперечних стяжок при лікуванні травматичних ушкоджень грудо-поперекового переходу: дослідження методом скінченних елементів при стискальному навантаженні. Ukr Neurosurg J. 2021;27(3):25-32. doi: 10.25305/unj.230621.
Nekhlopochyn OS, Verbov VV, Karpinsky MY, Yaresko OV. Biomechanical evaluation of the pedicle screw insertion depth and role of cross-link in thoracolumbar junction fracture surgery: a finite element study under compressive loads. Ukr Neurosurg J. 2021;27(3):25-32. doi: 10.25305/unj.230621. [in Ukrainian]
Нехлопочин ОС, Вербов ВВ, Чешук ЄВ, Карпінський МЮ, Яресько ОВ. Біомеханічний аналіз варіантів короткої транспедикулярної фіксації переломів типу А (АО) ділянки грудопоперекового переходу в режимі екстензійного навантаження. Ортопедія, травматологія та протезування. 2025(3):26-36. doi: 10.15674/0030-59872025326-36.
Nekhlopochyn O, Verbov V, Cheshuk I, Karpinsky M, Yaresko O. Biomechanical Analysis of Short-Segment Pedicle Screw Fixation for Ao Type a Fractures at the Thoracolumbar Junction under Extension Loading. ORTHOPAEDICS TRAUMATOLOGY and PROSTHETICS. 2025(3):26-36. doi: 10.15674/0030-59872025326-36. [in Ukrainian]
Радченко ВО, Куценко ВО, Попов АІ, Карпінський МЮ, Карпінська ОД. Моделювання варіантів транспедикулярної фіксації грудного відділу хребта при резекції одного–трьох хребців. Травма. 2017;18(5):95–102. doi:10.22141/1608-1706.5.18.2017.114125
Radchenko VA, Kutsenko VA, Popov AI, Karpinskуi MY, Karpinska OD. Modeling the variants of transpedicular fixation of the thoracic spine in the rejection of one-three vertebrae. Trauma. 2017;18(5):95-102. doi: 10.22141/1608-1706.5.18.2017.114125. [in Ukrainian]
Радченко ВО, Попсуйшапка КО, Яресько ОВ. Дослідження напружено-деформованого стану моделі хребта для різних методів хірургічного лікування грудопоперекових вибухових переломів (частина перша). Ортопедія, травматологія і протезування. 2017;1:27–33. doi:10.15674/0030-59872017127-33
Radchenko V, Popsuishapka K, Yaresko O. Investigation of stress-strain state in spinal model for various methods of surgical treatment of thoracolumbar burst fractures (Рart one). ORTHOPAEDICS, TRAUMATOLOGY and PROSTHETICS. 2017;0(1):27-33. doi: 10.15674/0030-59872017127-33. [in Ukrainian]
Niinomi M. Mechanical biocompatibilities of titanium alloys for biomedical applications. J Mech Behav Biomed Mater. 2008;1(1):30-42. doi: 10.1016/j.jmbbm.2007.07.001.
Dogra S. SOLIDWORKS Simulation 2025: A Power Guide for Beginners and Intermediate Users: CADArtifex; 2025.
Kurowski PM. Engineering Analysis with COSMOSWorks 2007: SDC Publications; 2007. 263 p.
Verheyden AP, Spiegl UJ, Ekkerlein H, Gercek E, Hauck S, Josten C, et al. Treatment of Fractures of the Thoracolumbar Spine: Recommendations of the Spine Section of the German Society for Orthopaedics and Trauma (DGOU). Global Spine J. 2018;8(2 Suppl):34S-45S. doi: 10.1177/2192568218771668.
Giotta Lucifero A, Bruno N, Luzzi S. Surgical management of thoracolumbar junction fractures: An evidence-based algorithm. World Neurosurg X. 2023;17:100151. doi: 10.1016/j.wnsx.2022.100151.
Cankaya D, Yilmaz S, Deveci A, Dundar A, Yoldas B, Toprak A, et al. Clinical and radiological outcomes of conservative treatment after stable post-traumatic thoracolumbar fractures in elderly: Is it really best option for all elderly patients? Annals of medicine and surgery (2012). 2015;4(4):346-350. doi: 10.1016/j.amsu.2015.08.009.
Sharif S, Shaikh Y, Yaman O, Zileli M. Surgical Techniques for Thoracolumbar Spine Fractures: WFNS Spine Committee Recommendations. Neurospine. 2021;18(4):667-680. doi: 10.14245/ns.2142206.253.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.