Torakolomber dinamik stabilizasyonda tek PEEK rod, çift PEEK rod farkı ve bunların rijit stabilizasyonla yük dağılımı ve dayanım açısından karşılaştırılması
Differences between single PEEK rod and double PEEK rod in thoracolumbar dynamic stabilization and their comparison with rigid stabilization in terms of load distribution and strength
- Tez No: 982371
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLHAN YILMAZ
- Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
- Konular: Nöroşirürji, Neurosurgery
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sağlık Bilimleri Üniversitesi
- Enstitü: İstanbul Başakşehir Çam ve Sakura Şehir Hastanesi
- Ana Bilim Dalı: Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Giriş ve Amaç: Bu çalışmanın amacı, torakolomber omurgada T10-S1 seviyelerine uygulanan üç farklı posterior stabilizasyon sisteminin (tek PEEK rod, çift PEEK rod ve rijit titanyum rod) biyomekanik davranışlarını sonlu elemanlar analizi (FEA) ile karşılaştırmak ve dinamik sistemlerin hareket koruma, stres dağılımı ve komşu segment etkileri açısından daha önce gösterilen kısa segment stabilizasyondaki etkilerinin uzun segment stabilizasyonda değerlendirmektir. Gereç ve Yöntem: 55 yaşındaki sağlıklı bir erişkine ait BT görüntülerinden T1-S1 seviyelerini içeren ayrıntılı, nonlineer bir finite element (FE) modeli oluşturulmuştur. Model, literatürde tanımlanmış kortikal-spongiöz kemik özellikleri, anulus-nükleus yapıları, ligamentöz kompleks ve faset eklemi geometrisi kullanılarak detaylandırılmış; torasik ve lomber bölgeler için in vitro ROM verileriyle doğrulanmıştır. T10-S1 düzeyinde üç stabilizasyon konfigürasyonu modellenmiş ve fleksiyon, ekstansiyon, lateral bending ve aksiyel rotasyon yüklemeleri altında segmental/global ROM, rod stresleri ve intradiskal basınç dağılımı analiz edilmiştir. Bulgular: PEEK rod sistemlerinde maksimum Von Mises stres değerleri titanyuma göre belirgin düzeyde düşük bulunmuştur (fleksiyonda yaklaşık 8-10 kat, ekstansiyonda yaklaşık 5-6 kat daha az). Stres dağılımı titanyum rodun alt lomber kısmı ve posteriorunda yoğunlaşırken, PEEK rodlarda hem anterior hem posterior ve stabilizasyon segmenti boyunca daha homojen yayılım göstermiştir. Segmental ROM değerlendirmesinde özellikle L1-L5 ve L3-S1 düzeylerinde PEEK rodlar titanyuma göre anlamlı biçimde daha fazla hareketi korumuştur; aksiyel rotasyonda bu fark yaklaşık 3 kat düzeyindedir. Komşu segment olarak değerlendirilen T9-T10 seviyesinde üç sistemde de ROM'un intakt modele yakın olduğu (%93–100) ve sistemler arasında anlamlı bir fark olmadığı görülmüştür. T1-S1 global ROM analizinde ise üç sistemin sagittal dengeyi koruma kapasitesinin benzer olduğu saptanmıştır. Tek ve çift PEEK rod arasında ROM açısından anlamlı bir fark izlenmeyip, PEEK rodlu sistemlerin lomberdeki hareketi daha iyi koruyup daha az stres oluştururken titanyum roda benzer sagittal dengeyi sağladığı gösterilmiştir. Sonuç: Yaptığımız bu FEA tabanlı çalışma, torakolomber dinamik stabilizasyonun tek ve çift PEEK rod konfigürasyonlarının fizyolojik hareketi koruyarak, komşu segment davranışını bozmayarak ve implant stresini azaltarak rijit stabilizasyon sistemlerine önemli bir biyomekanik alternatif sunduğunu göstermektedir. Sagittal denge açısından dinamik ve rijit sistemler arasında anlamlı bir fark olmaması, PEEK rodların uzun segment stabilizasyonunda stabiliteyi korurken hareketi tamamen ortadan kaldırmayan bir yaklaşım sağlayabileceğini göstermektedir. Tek ve çift PEEK rod arasında ROM açısından belirgin fark bulunmasa da çift rod konfigürasyonunun yük paylaşımını artırması nedeniyle implant dayanıklılığı açısından avantaj sağlayabileceği düşünülmektedir. Bu sonuçlar, gelecekte yapılacak klinik çalışmalar için güçlü bir bilimsel temel oluşturmakta ve dinamik stabilizasyonun özellikle mobil deformitelerde, erken evre dejeneratif disk hastalığında ve osteoporotik hastalarda uygun bir cerrahi alternatif olabileceğini desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
Objective: The aim of this study was to compare the biomechanical behavior of three different posterior stabilization systems (single PEEK rod, double PEEK rod, and rigid titanium rod) applied between T10 and S1 in the thoracolumbar spine using finite element analysis (FEA), and to evaluate the potential advantages of dynamic systems in terms of motion preservation, stress distribution, and adjacent segment effects. Materials and Methods: A detailed nonlinear finite element model (FEM) of the T1-S1 spine was generated from CT images of a healthy 55 year-old adult male. The model incorporated literature-based material properties of cortical and cancellous bone, annulus–nucleus components, ligamentous structures, and facet joint geometry. Validation was performed using published in vitro ROM data for thoracic and lumbar segments. Three stabilization configurations were modeled at the T10-S1 levels, and segmental/global ROM, rod stress distribution, and intradiscal pressure were analyzed under flexion, extension, lateral bending, and axial rotation loading conditions. Results: Maximum Von Mises stress values were markedly lower in PEEK rod systems than in titanium rods (approximately 8-10 fold lower during flexion and 5-6 fold lower during extension). While titanium rods showed concentrated stress peaks at the caudal-posterior region, PEEK rods demonstrated more homogeneous stress distribution along both anterior and posterior surfaces throughout the stabilized segment. Segmental ROM analysis revealed that PEEK rods preserved significantly more motion than titanium rods, particularly at the L1-L5 and L3-S1 levels; axial rotation ROM was nearly three times greater with PEEK constructs. At the adjacent segment (T9-T10), ROM remained close to the intact model across all systems (93-100%), indicating no hypermobility. Global T1-S1 ROM analysis showed similar sagittal balance preservation among all constructs. No meaningful ROM difference was observed between single and double PEEK rods, while dynamic systems maintained more physiological lumbar motion with substantially lower rod stress, without compromising overall sagittal alignment. Conclusion: Compared with rigid titanium rods, dynamic PEEK rod systems better preserve segmental motion-particularly in axial rotation and lateral bending-while significantly reducing rod stress and providing more physiologic load distribution. The comparable global sagittal alignment across all constructs suggests that PEEK rods can maintain long-segment stability without eliminating motion entirely. Although single and double PEEK rods demonstrated similar ROM behavior, double-rod configurations may offer improved load sharing and implant longevity. Overall, these findings support the potential role of dynamic stabilization as an effective surgical alternative in mobile deformities, early-stage degenerative disc disease, and in osteopenic/osteoporotic patients requiring long-segment stabilization.
Benzer Tezler
- Koyun lomber omurgasında tek taraflı dinamik stabilizasyon uygulamasının biyomekanik incelemesi
Biomechanical investigation of one sided dynamic stabilization in the lumbar spine of sheep
DURMUŞ OĞUZ KARAKOYUN
- İdiopatik skolyoz tedavisinde spinecor breys uygulamalarımız
Spinecor brace treatment in idiopathic scoliosis
ÖMER ERŞEN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
Ortopedi ve TravmatolojiGataOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ŞEHİRLİOĞLU
- Lomber disk cerrahisinde modifiye torakolomber interfasyal plan ve intertransvers proses bloklarının etkilerinin karşılaştırılması
Comparison of the effects of modified thoracolumbar interfacial plan block and intertransverse process block in lumbar disc surgery
DİNMUHAMMED ASKER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2026
Anestezi ve ReanimasyonZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiAnesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞDAŞ BAYTAR
- Adölesan idiopatik skolyozda spinal ortezin sagital ve frontal parametreler üzerine etkisi
The effect of spinal orthosis on sagittal and frontal parameters in adolescent idiopathic scoliosis
MERVE YILMAZ
Doktora
Türkçe
2026
Ortopedi ve Travmatolojiİstanbul Medipol ÜniversitesiOrtez-Protez Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ATILGAN
- Gastroözofageal reflü hastalığı olan bireylerde klinik pilates egzersizlerinin semptom, postür denge ve yaşam kalitesi üzerindeki etkisi
The effect of clinical pilates exercises on symptoms, posture, balance and quality of life in individuals with gastroesophageal reflux disease
ELVAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gastroenterolojiİstinye ÜniversitesiFizyoterapi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MİRSAD ALKAN