A Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum, Traumatológiai és Kézsebészeti Tanszék 1, és a Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum, Ortopédiai Klinika Biomechanikai Laboratórium² közleménye Kanülált combnyakcsavar behasítása és rotáció gátló lemez alkalmazásának hatása a rögzítés stabilitására Biomechanikai mérések DR. RYBALTOVSZKI HENRIK 1, DR. MURAKÖZY KATALIN 1, DR. MANÓ SÁNDOR 2, DR. FEKETE KÁROLY 1 Érkezett: 2008. július 1. ÖSSZEFOGLALÁS Hazánkban a csípőtáji törések mintegy 40%-a mediális combnyaktörés. Jelentőségét gyakorisága és a szövődmények viszonylag magas száma adja. A szerzők biomechanikai kísérletek során igyekeztek laboratóriumi mérésekkel megtalálni a lehető legjobb rotációs stabilitást adó osteosynthesis formát. Szerves anyagtól mentesített humán proximalis femurvég preparátumokon Pauwels II-es típusú, dorsalis ékkitöréssel járó törésnek megfelelő osteotomiákat végeztek, majd az így osteotomizált csontokon négyfajta osteosynthesist végeztek el: 1: egy kanülált csavarral, 2: két kanülált csavarral, 3: egy lemezes csavarral, 4: egy lemezes csavarral, amit kiegészítettek egy proximalis kanülált csavarral. Vertikális terhelést és a combnyak tengelyében mérhető legnagyobb forgatónyomatékot alkalmazva megállapították a lemezes csavaros osteosynthesisek egyértelműen nagyobb rotációs stabilitását. Kulcsszavak: Biomechanika; Combnyaktörés Műtéti kezelés; Csavarozás; Lemezes rögzítés; Töréskezelés, belső rögzítés Módszerek; H. Rybaltovszki, K. Muraközy, S. Manó, K. Fekete: The influence of application of a cleaved cannulated screw with antirotational plate on the fixation stability In Hungary 40% of the proximal femoral fractures are medial femoral neck fractures. Its significance in our aging society is due to its frequent occurrence and the relatively high number of complications. The aim of the research was to find the best type of internal fixation by laboratory experiments. We obtained four human proximal femoral ends devoid of organic components. During our experiments the vertical and rotational stability of the following osteosynthesis forms were compared: single cannulated screw osteosynthesis, double cannulated screw osteosynthesis, single flanged screw osteosynthesis, cannulated screw + flanged screw osteosynthesis. Measurements were performed in a standardized environment. The authors state that the cleaved screw with antirotational plate osteosynthesis results in better rotational stability than the double cannulated screw osteosynthesis. Key words: Biomechanics; Bone Nails; Bone Screws; Femoral Neck Fractures Surgery; Fracture fixation, internal Methods; BEVEZETÉS A medialis combnyaktörés incidenciája Magyarországon 0,7, ez évi 7000 törést jelent. Ismert, hogy a combnyaktörés műtéti rögzítését nagy számban követi (10 30%) aszeptikus fejnekrózis, elsősorban a fejet ellátó erek sérülésének következményeként (3). A combfej vérellátása jól ismert, legjelentősebb ellátó artériája az arteria profunda femorisból eredő arteria circumflexa femoris medialis. A bő anastomosisok révén az extraarticularis erek is szerepet játszanak a fej vérellátásában: az arteria circumflexa femoris lateralis, az arteria glutea superior és inferior, illetve az arteria obturatoria. A terhelési felszínt ellátó erek a Claffey ponton lépnek Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2008. 51. 4. 365
be a combfejbe. A combnyakon a vénás hálózat megközelítően együtt halad az artériással, a vena circumflexa femoris a vena femoralis profunda révén vezeti a vénás vért a vena femoralis communisba. Fontos szerepe van még a vena obturatorianak, illetve a vena glutealis inferior és superiornak is (14). A combfej különleges kapillárisrendszerének is jelentőséget tulajdonítanak újabban a combfejnekrózis kialakulásában (6). Ezeknek a kapillárisoknak a fala merev, nem képes a nyomásemelkedés kompenzációjára. Így ha a dislocált töréseknél megszakad az intraossealis átfolyás, a kialakuló vénás pangás nyomásemelkedést okoz a combfejen belül, ami ha bizonyos ideig fennáll, nekrózishoz vezet. Ez azonban csak az egyik ok. A másik a megfelelően stabil, a törés típusához igazodó osteosynthesis hiánya. A következőkben ez utóbbi minőségi javítására, fejlesztésére fektetjük a hangsúlyt. KEZELÉSI STRATÉGIA Világszerte nagy az eltérés a kezelési stratégiában. Vitatott a sürgősségi ellátás vs. halasztott ellátás, illetve a primer repozíció és osteosynthesis vs. arthroplastica kérdése (2, 4, 10 12, 14 16). Magyarországon évente mintegy 3000 3500 combnyaktörés rögzítését végzik Manninger kanülált csavarokkal. A Debreceni Egyetem OEC Traumatológiai Tanszékén a sürgős, lehetőleg 6 órán, de mindenképpen 24 órán belüli repozíciót és stabil osteosyntesis elvégzését preferáljuk. Szervezési ok miatt 6 órán belül az összes sérült 23%-át, 24 órán belül 46%-át tudjuk megoperálni (1, 4, 8, 13). Stabil osteosyntesis A medialis combnyaktörés minimálisan invazív csavarozása utáni szövődményeinek száma a rögzítés stabilitásától alapvetően függ. Az ízületben fellépő forgatónyomaték miatt a csavar elfordulhat az osteoporotikus csontban, így rotációs, ennek következtében varus dislocatio alakulhat ki, amely biomechanikai szempontból és a combfej keringését érintően is kedvezőtlen hatású (4, 7 11, 16). ANYAG ÉS MÓDSZER Négy pár humán proximalis femurvég szerves anyagtól mentesített preparátumot használtunk fel standard körülmények között. A combnyakon minden esetben Pauwels II-es típusú, dorsalis ékkitöréssel járó törésnek megfelelő osteotomiát végeztünk (1. ábra). A mérések a Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Ortopédiai Klinika Biomechanikai Laboratóriumának Instron 8874 gépével történtek (2. ábra). Az osteotomizált csontokon négyféle osteosyntesist végeztünk el: egy kanülált csavarral két kanülált csavarral egy lemezes csavarral egy lemezes csavarral + egy proximális kanülált csavarral (3. a d ábra). 1. ábra Pauwels II-es típusú dorsalis ékkitörésnek megfelelő osteotomia a femurvégen. 366 Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2008. 51. 4.
A lemezes csavar Manninger Jenő és munkacsoportja találmánya (11). Lényege a csavar oldalán képzett, a központi furatig nyúló hasíték, melybe minimálisan invazív módszerrel 5 mm-es pengéjű lemezt vezethetünk, a rotációs stabilitás növelése érdekében (4. ábra). A mérések során vertikális irányú erőt alkalmaztunk, illetve a combnyak tengelyének megfelelő maximális forgatónyomatékot mértük (5. ábra). 2. ábra Instron 8874 4. ábra Lemezes csavar 5. ábra A mérések során alkalmazott erők 3a. 3b. 3. a d ábra Ostheosynthesis formák: a: egy kanülált csavaros osteosynthesis b: Két kanülált csavaros osteosynthesis c: egy lemezes csavaros osteosynthesis d: egy lemezes csavaros + egy proximalis kanülált csavaros osteosynthesis 3c. 3d. EREDMÉNYEK Vertikális irányú erő alkalmazásakor az osteosyntesisek átlagosan 2164 N (± 15%) erőt voltak képesek elviselni, legerősebbnek az egy lemezes csavarral végzett rögzítés bizonyult (I. táblázat). Az egy kanülált csavaros osteosynthesis rotációs irányú stabilitást nem ad, így azt nem vizsgáltuk. A rotáció során a két kanülált csavaros osteosynthesis 7,83 Nm (100%), a lemezes Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2008. 51. 4. 367
csavaros 10,82 Nm (138%), míg a lemezes csavar kiegészítve egy kanülált csavarral 17,25 Nm (220%) forgatónyomatékot volt képes elviselni (II. táblázat). I. táblázat Maximális erő az osteosynthesis típusokban. Osteosynthesis típusa Maximális erő (N) egy kanülált csavar 1956 két kanülált csavar 2372 egy lemezes csavar 2482 egy lemezes csavar + egy proximalis kanülált csavar 1846 II. táblázat Maximális forgatónyomaték az osteosynthesis típusokban. Osteosynthesis típusa Maximális forgatónyomaték (Nm) két kanülált csavar 7,83 egy lemezes csavar 10,82 egy lemezes csavar + egy proximalis kanülált csavar 17,25 MEGBESZÉLÉS A lemezes csavaros osteosynthesis egyértelműen jobb rotációs stabilitást biztosít, mint a ma Magyarországon széles körben elterjedt két kanülált csavaros rögzítés. Természetesen hiányérzetünk is volt: nem ismertük az intakt csont teherbíró képességét, így csak egymáshoz tudtuk viszonyítani az osteosynthesisek erősségét, nem natív csontokon végeztük a vizsgálatokat, hanem szövetbankban hozzáférhető proximalis szerves anyagtól mentesített proximalis femurvégeken, a csontok nem identikusak, az összevethetőség korlátozott. A fentiekből is következően a vizsgálatok folytatása a célunk, szerves anyagtól nem mentesített, az élő csont tulajdonságait jobban modellező friss cadaver preparátumokon. IRODALOM 1. Asnis S. E., Wanek-Scaglione L.: Intracapsular fractures of the femoral neck. Results of cannulated screw fixation. J. Bone Joint Surg. 1994. 76-A: 1793-1803. 2. Blomfeldt R., Törnkvist H., Ponzer S., Söderqvist A., Tidermark J.: Comparison of internal fixation with total hip replacement for displaced femoral neck fractures. Randomized, controlled trial performed at four years. J. Bone Joint Surg. 2005. 87-A: 1680-1688. 3. Claffey T. J.: Avascular necrosis of the femoral head. (An anatomical study.). J. Bone Joint Surg. 1960. 42-B: 802-809. 4. Cserháti P., Fekete K., Kazár Gy., Manninger J., Melly A.: A combnyaktöröttek kezelésének késői funkcionális eredménye. 312 eset prospektív követése 5 évig. Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet, 1997. 40: 385-394. 5. Fekete K., Salacz T., Manninger J., Kazár Gy., Laczkó T., Cserháti P., Füles P., Vendégh Zs., Losonczy L.: A combnyaktörés osteosynthesise két kannülált (furatos) csavarral (Előzetes közlemény). Magy. Traumatol. Orthop. 1992. 35: 141-148. 368 Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2008. 51. 4.
6. Kazár Gy., Manninger J.: Die Bedeutung der Drainage in der Vorbeugung der posttraumatischen Schenkelkopfnekrose. Hefte Unfallchir. 1993. 230: 362-365. 7. Keyak J. H.: Relationships between femoral fracture loads for two load configurations. J. Biomech. 2000. 33. (4): 499-502. 8. Koval K. J.,. Sala D. A., Kummer F. J., Zuckermann J. D.: Postoperative weight-bearing after a fracture of the femoral neck or an intertrochanteric fracture. J. Bone Joint Surg. 1998. 80-A: 352-356. 9. Manninger J.: A combfejnecrosis combnyaktörés után. Kandidátusi disszertáció. Bp. MTA TMB, 1963. 10. Manninger J., Kazár Gy., Fekete K., Laczkó T., Vendégh Zs.: Sürgősséggel elvégzett stabilabb osteosynthesis jelentősége a combnyaktörés szövődményeinek megelőzésében. Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet, 1992. 35. Suppl. 81-82. 11. Manninger J., Cserháti P., Fekete K., Kazár Gy.: A combnyaktörés kezelése osteosynthesissel. Budapest, Medicina kiadó, 2002. 12. Rehnberg L., Olerud C.: Subchondral screw fixation for femoral neck fractures. J. Bone Joint. Surg. 1989. 71-B: 178-180. 13. Speer K. P., Spritzer C. E., Harrelson J. M,. Nunley J. A.: Magnetic resonance imaging of the femoral head after acute intracapsular fracture of the femoral neck. J. Bone Joint Surg. 1990. 72-A: 98-103. 14. Trueta J., Harrison M. H.: The normal vascular anatomy of the femoral head in adult man. J. Bone Joint Surg. 1953. 35-B: 442-461. 15. van Vugt A. B., Osterwijk W. M., Goris R. J. A.: Osteosynthesis versus endoprosthesis in the treatment of unstable intracapsular hip fractures in the elderly A randomised clinical trial. Arch. Orthop. Trauma Surg. 1993. 113: 35-45. 16. Wirtz D. C., Pandorf T., Portheine F., Radermacher K., Schiffers N., Prescher A., Weichert D., Niethard F. U.: Concept and development of an orthotropic FE model of the proximal femur. J. Biomech. 2003. 36. (2): 289-293. Dr. Rybaltovszki Henrik Debreceni Egyetem Orvos és Egészségtudományi Centrum Traumatológiai és Kézsebészeti Tanszék 4043 Debrecen, Bartók Béla u. 2-26. rybaltovszki@freemail.hu Magyar Traumatológia Ortopédia Kézsebészet Plasztikai Sebészet 2008. 51. 4. 369