Published Articles

Joint Diseases & Related Surgery

Vol 30 • No 2 • 2019: 106-111
« Go Back
Hybrid solution combining osteosynthesis and endoprosthesis for double column acetabular fractures in the elderly provide more stability with finite element model
Yaşlılarda çift kolon asetabuler kırıklar için osteosentez ve endoprotez hibrid kombinasyonu “finite element” yöntemi ile daha çok stabilite sağlar

András Kocsis1, Károly Váradi2, Gábor Szalai2, Tamás Kovács1, Tamás Bodzay1
1Jeno Manninger National Institute of Traumatology, Budapest, Hungary

2Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Machine and Product Design, Hungary

Objectives: This study aims to compare mechanical stability of osteosynthesis (plate and screw fixation) alone versus the same method supplemented with hip arthroplasty (hybrid solution) for double column fractures in elderly.
Patients and methods: Mechanical investigations were performed on an advanced finite element pelvis model developed for double column fractures. The following simulated implant combinations were analyzed: modular acetabular basket with a ring with polyaxial screws and U-plate; plates with polyaxial screws placed on the medialhorizontal (linea terminalis) and quadrilateral bone surfaces; modular acetabular cup with U-plates; and polyaxial screws in sizes optimized based on a finite element model (FEM). Using the models, the possible shifts in peak load positions arising in different movement patterns caused by load and tension and implant deformation were measured.
Results: Hybrid systems resulted in minimal deformation of the implants already available on the market. We observed less possible shifts and greater stability in the acetabular fracture zones, compared to conventional osteosynthesis alone. Optimization with available and compatible implant sizes led to a further significant increase in stability.
Conclusion: Hybrid method combining osteosynthesis and prosthesis implantation provide more stability in biomechanical models in the treatment of double column fractures in elderly.

Key words: Acetabular fracture, acetabulum, finite element model, pelvic trauma, plate osteosynthesis, total hip replacement.

Amaç: Bu çalışmada yaşlılarda çift kolon kırıklarında osteosenteze (plak ve vida tespiti) kıyasla kalça artroplastisi ile desteklenen aynı yöntemin (hibrid çözüm) mekanik stabilitesi karşılaştırıldı.
Hastalar ve yöntemler: Çift kolon kırıkları için geliştirilen ileri sonlu eleman pelvis modelinde mekanik araştırmalar yapıldı. İncelenen simüle edilen implant kombinasyonları şunlardı: poliaksiyel vidalı ve U plaklı, halkalı, modüler asetabüler sepet; medial horizontal (linea terminalis) ve kuadrilateral kemik yüzeylerine yerleştirilen poliaksiyel vidalı plaklar; U plaklı, modüler asetabüler kap ve çeşitli ebatlarda sonlu eleman modeline (FEM) göre optimize edilen poliaksiyel vidalar. Bu modellerde yük, gerilim ve implant deformasyonuna bağlı farklı hareket paternlerinden doğan pik yük pozisyonlarındaki muhtemel kaymalar ölçüldü.
Bulgular: Hibrid sistemler, piyasada bulunan implantlarda minimum deformasyona neden oldu. Tek başına konvansiyonel osteosenteze kıyasla, asetabüler kırık bölgelerinde daha az muhtemel kayma ve daha yüksek stabilite gözlendi. Mevcut ve uygun implant ebatlarına göre optimizasyon yapıldığında, stabilitede anlamlı düzeyde ilave bir artış izlendi.
Sonuç: Yaşlılarda çift kolon kırıklarının tedavisinde biyomekanik modellerde osteosentez ve protez implantasyonunu içeren hibrid yöntem daha fazla stabilite sağlamaktadır.

Anahtar kelimeler: Asetabüler kırık, asetabulum, sonlu eleman modeli, pelvik travma, plak osteostentezi, total kalça replasmanı.

Kocsis A, Váradi K, Szalai G, Kovács T, Bodzay T. Hybrid solution combining osteosynthesis and endoprosthesis for double column acetabular fractures in the elderly provide more stability with finite element model. Joint Dis Rel Surg 2019; 30(2):106-111