Vai trò của đĩa định hình giải phẫu và khối kim loại trong việc duy trì sự ổn định cân bằng giữa người cấy ghép và khớp nguội trong phẫu thuật cắt bỏ xương chày cao mở

Springer Science and Business Media LLC - Tập 138 Số 7 - Trang 911-920 - 2018
Jang, Young Woong1, Lim, DoHyung2, Seo, Hansol2, Lee, Myung Chul3, Lee, O-Sung4, Lee, Yong Seuk5
1Central R&D Center, Corentec Co., Ltd., Seoul, South Korea
2Department of Mechanical Engineering, Sejong University, Seoul, South Korea
3Department of Orthopaedic Surgery, Seoul National University College of Medicine, Seoul National University Hospital, Seoul, South Korea
4Department of Orthopaedic Surgery, Mediplex Sejong Hospital, Incheon, South Korea
5Department of Orthopaedic Surgery, Seoul National University College of Medicine, Bundang Hospital, Seongnam-si, South Korea

Tóm tắt

Cắt bỏ xương chày cao mở (OWHTO) là một lựa chọn phẫu thuật đã được khẳng định cho viêm khớp thoái hóa khớp bên trong của đầu gối varus. Sức mạnh ban đầu của đĩa cố định là rất quan trọng cho việc duy trì sửa chữa thành công và hồi phục tại vị trí cắt xương. Nghiên cứu này được thực hiện để xác minh liệu một đĩa định hình giải phẫu (LCfit) mới thiết kế có cải thiện độ ổn định của cả vùng cấy ghép bên trong và khu vực bản lề bên ngoài, cũng như đánh giá cách mà khối kim loại góp phần vào độ ổn định bên trong và bên ngoài. Một mô hình xương chày phần tử hữu hạn (FE) đã được kết hợp với đĩa TomoFix, một đĩa LCfit có và không có khối kim loại. Phân tích dữ liệu được thực hiện để đánh giá độ ổn định cân bằng, mà liên quan đến độ ổn định bên ngoài do tái phân bố lực căng tổng thể. Chúng tôi đánh giá độ ổn định cân bằng của cấy ghép bên trong và vùng bản lề bên ngoài trong ba trường hợp sử dụng cùng một loại Sawbones và tải trọng bằng mô hình xương chày FE. Đĩa LCfit làm giảm lực căng xuống 23.1% tại vùng bản lề bên ngoài so với đĩa TomoFix (TomoFix so với LCfit: 34.2 ± 23.3 MPa so với 26.3 ± 17.5 MPa). Đĩa LCfit với khối kim loại làm giảm lực căng xuống 40.1% ở bảng bên trong (210.1 ± 64.2 MPa so với 125.8 ± 65.7 MPa) và giảm 31.2% (26.3 ± 17.5 MPa so với 18.1 ± 12.1 MPa) ở khu vực bản lề bên ngoài so với việc sử dụng đĩa LCfit không có khối kim loại. Hệ thống cố định được thiết kế mới cho OWHTO đã cân bằng phân bố lực căng tổng thể và giảm lực căng tại vùng bản lề bên ngoài so với hệ thống cố định thông thường. Việc bổ sung khối kim loại đã cho thấy những lợi ích bổ sung cho độ ổn định cân bằng giữa cấy ghép bên trong và vùng bản lề bên ngoài. Tuy nhiên, kết luận này chỉ có thể được rút ra bằng việc sử dụng mô hình FE trong nghiên cứu này. Do đó, cần có thêm các nghiên cứu lâm sàng để làm sáng tỏ ảnh hưởng lâm sàng của việc giảm áp lực bên ngoài đối với sự xuất hiện của gãy bản lề bên ngoài và hiệu ứng sinh học của khối kim loại đối với sự hồi phục của vỏ xương bên trong.

Từ khóa

#Cắt bỏ xương chày cao mở #ổn định cân bằng #đĩa định hình giải phẫu #khối kim loại #viêm khớp thoái hóa khớp

Tài liệu tham khảo

citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=Primary stability of four different implants for opening wedge high tibial osteotomy; citation_author=JD Agneskirchner, D Freiling, C Hurschler, P Lobenhoffer; citation_volume=14; citation_publication_date=2006; citation_pages=291-300; citation_doi=10.1007/s00167-005-0690-1; citation_id=CR1 citation_journal_title=Comput Methods Biomech Biomed Engin; citation_title=How plate positioning impacts the biomechanics of the open wedge tibial osteotomy; a finite element analysis; citation_author=LD Blecha, PY Zambelli, NA Ramaniraka, PE Bourban, JA Manson, DP Pioletti; citation_volume=8; citation_publication_date=2005; citation_pages=307-313; citation_doi=10.1080/10255840500322433; citation_id=CR2 citation_journal_title=Orthop Traumatol Surg Res; citation_title=Opening wedge high tibial osteotomy performed without filling the defect but with locking plate fixation (TomoFix) and early weight-bearing: prospective evaluation of bone union, precision and maintenance of correction in 51 cases; citation_author=T Brosset, G Pasquier, H Migaud, F Gougeon; citation_volume=97; citation_publication_date=2011; citation_pages=705-711; citation_doi=10.1016/j.otsr.2011.06.011; citation_id=CR3 citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=A matched-pair comparison of two different locking plates for valgus-producing medial open-wedge high tibial osteotomy: peek-carbon composite plate versus titanium plate; citation_author=M Cotic, S Vogt, S Hinterwimmer, MJ Feucht, J Slotta-Huspenina, T Schuster, AB Imhoff; citation_volume=23; citation_issue=7; citation_publication_date=2014; citation_pages=2032-2042; citation_doi=10.1007/s00167-014-2914-8; citation_id=CR4 citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=Open-wedge high tibial osteotomy: incidence of lateral cortex fractures and influence of fixation device on osteotomy healing; citation_author=J Dexel, H Fritzsche, F Beyer, MK Harman, J Lutzner; citation_volume=25; citation_publication_date=2017; citation_pages=832-837; citation_doi=10.1007/s00167-015-3730-5; citation_id=CR5 citation_journal_title=Int Orthop; citation_title=Correction accuracy and collateral laxity in open versus closed wedge high tibial osteotomy. A one-year randomised controlled study; citation_author=RD Gaasbeek, L Nicolaas, WJ Rijnberg, CJ Loon, A Kampen; citation_volume=34; citation_publication_date=2010; citation_pages=201-207; citation_doi=10.1007/s00264-009-0861-7; citation_id=CR6 citation_journal_title=Ann Biomed Eng; citation_title=Mechanical evaluation of large-size fourth-generation composite femur and tibia models; citation_author=MP Gardner, AC Chong, AG Pollock, PH Wooley; citation_volume=38; citation_publication_date=2010; citation_pages=613-620; citation_doi=10.1007/s10439-009-9887-7; citation_id=CR7 citation_journal_title=BMC Musculoskelet Disord; citation_title=Comparison of theoretical fixation stability of three devices employed in medial opening wedge high tibial osteotomy: a finite element analysis; citation_author=CML Golovakhsmall a, W Orljanski, KP Benedetto, S Panchenko, P Buchler, P Henle, E Aghayev; citation_volume=15; citation_publication_date=2014; citation_pages=230; citation_doi=10.1186/1471-2474-15-230; citation_id=CR8 citation_journal_title=Knee Surg Relat Res; citation_title=Biomechanical properties of a new anatomical locking metal block plate for opening wedge high tibial osteotomy: uniplane osteotomy; citation_author=SB Han, JH Bae, SJ Lee, TG Jung, KH Kim, JH Kwon, KW Nha; citation_volume=26; citation_publication_date=2014; citation_pages=155-161; citation_doi=10.5792/ksrr.2014.26.3.155; citation_id=CR9 citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=A “safe zone” in medial open-wedge high tibia osteotomy to prevent lateral cortex fracture; citation_author=SB Han, DH Lee, GM Shetty, DJ Chae, JG Song, KW Nha; citation_volume=21; citation_publication_date=2013; citation_pages=90-95; citation_doi=10.1007/s00167-011-1706-7; citation_id=CR10 citation_journal_title=J Orthop Res; citation_title=Age, gender, and bone lamellae elastic moduli; citation_author=CE Hoffler, KE Moore, K Kozloff, PK Zysset, SA Goldstein; citation_volume=18; citation_publication_date=2000; citation_pages=432-437; citation_doi=10.1002/jor.1100180315; citation_id=CR11 citation_journal_title=J Bone Joint Surg Am; citation_title=Opening-wedge high tibial osteotomy with a locked low-profile plate; citation_author=W Kolb, H Guhlmann, C Windisch, K Kolb, H Koller, P Grutzner; citation_volume=91; citation_publication_date=2009; citation_pages=2581-2588; citation_doi=10.2106/JBJS.H.01047; citation_id=CR12 Krone R, Schuster P (2006) An investigation on the importance of material anisotropy in finite-element modeling of the human femur. SAE International 2006-01-0064 citation_journal_title=J Orthop Res; citation_title=Friction and stem stiffness affect dynamic interface motion in total hip replacement; citation_author=JH Kuiper, R Huiskes; citation_volume=14; citation_publication_date=1996; citation_pages=36-43; citation_doi=10.1002/jor.1100140108; citation_id=CR14 citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=Osteotomy configuration of the proximal wedge and analysis of the affecting factors in the medial open-wedge high tibial osteotomy; citation_author=YS Lee, JY Kang, MC Lee, A Elazab, UH Choi, SG Kang, KJ Lee, S Lee; citation_volume=25; citation_publication_date=2017; citation_pages=793-799; citation_doi=10.1007/s00167-015-3819-x; citation_id=CR15 citation_journal_title=J Biomech Eng; citation_title=Variability of a three-dimensional finite element model constructed using magnetic resonance images of a knee for joint contact stress analysis; citation_author=G Li, O Lopez, H Rubash; citation_volume=123; citation_publication_date=2001; citation_pages=341-346; citation_doi=10.1115/1.1385841; citation_id=CR16 citation_journal_title=BMC Musculoskelet Disord; citation_title=Placement-induced effects on high tibial osteotomized construct—biomechanical tests and finite-element analyses; citation_author=CA Luo, SY Hwa, SC Lin, CM Chen, CS Tseng; citation_volume=16; citation_publication_date=2015; citation_pages=235; citation_doi=10.1186/s12891-015-0630-2; citation_id=CR17 citation_journal_title=Comput Methods Biomech Biomed Eng; citation_title=Biomechanical effects of plate area and locking screw on medial open tibial osteotomy; citation_author=CA Luo, SC Lin, SY Hwa, CM Chen, CS Tseng; citation_volume=18; citation_publication_date=2015; citation_pages=1263-1271; citation_doi=10.1080/10255842.2014.895335; citation_id=CR18 citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=Surgical anatomy of medial open-wedge high tibial osteotomy: crucial steps and pitfalls; citation_author=H Madry, L Goebel, A Hoffmann, K Duck, T Gerich, R Seil, T Tschernig, D Pape; citation_volume=25; citation_issue=12; citation_publication_date=2016; citation_pages=3661-3669; citation_doi=10.1007/s00167-016-4181-3; citation_id=CR19 citation_journal_title=Am J Sports Med; citation_title=Adverse event rates and classifications in medial opening wedge high tibial osteotomy; citation_author=R Martin, TB Birmingham, K Willits, R Litchfield, ME Lebel, JR Giffin; citation_volume=42; citation_publication_date=2014; citation_pages=1118-1126; citation_doi=10.1177/0363546514525929; citation_id=CR20 citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=May smokers and overweight patients be treated with a medial open-wedge HTO? Risk factors for non-union; citation_author=G Meidinger, AB Imhoff, J Paul, C Kirchhoff, M Sauerschnig, S Hinterwimmer; citation_volume=19; citation_publication_date=2011; citation_pages=333-339; citation_doi=10.1007/s00167-010-1335-6; citation_id=CR21 citation_journal_title=Am J Sports Med; citation_title=The effect of lateral cortex disruption and repair on the stability of the medial opening wedge high tibial osteotomy; citation_author=BS Miller, WO Dorsey, CR Bryant, JC Austin; citation_volume=33; citation_publication_date=2005; citation_pages=1552-1557; citation_doi=10.1177/0363546505275488; citation_id=CR22 citation_journal_title=Arthroscopy; citation_title=Complications after medial opening wedge high tibial osteotomy; citation_author=BS Miller, B Downie, EB McDonough, EM Wojtys; citation_volume=25; citation_publication_date=2009; citation_pages=639-646; citation_doi=10.1016/j.arthro.2008.12.020; citation_id=CR23 citation_journal_title=Ochsner J; citation_title=Factors Affecting the union of opening wedge high tibial osteotomy using a titanium wedge plate; citation_author=HT Nawas, DV Vansadia, JR Heltsley, M Suri, S Montgomery, DG Jones; citation_volume=16; citation_publication_date=2016; citation_pages=464-470; citation_id=CR24 citation_journal_title=Int Orthop; citation_title=Stability of medial opening wedge high tibial osteotomy: a failure analysis; citation_author=EM Nelissen, EJ Langelaan, RG Nelissen; citation_volume=34; citation_publication_date=2010; citation_pages=217-223; citation_doi=10.1007/s00264-009-0723-3; citation_id=CR25 citation_journal_title=Am J Sports Med; citation_title=Opening wedge high tibial osteotomy: an operative technique and rehabilitation program to decrease complications and promote early union and function; citation_author=FR Noyes, W Mayfield, SD Barber-Westin, JC Albright, TP Heckmann; citation_volume=34; citation_publication_date=2006; citation_pages=1262-1273; citation_doi=10.1177/0363546505286144; citation_id=CR26 citation_journal_title=Injury; citation_title=Finite element analysis of Puddu and Tomofix plate fixation for open wedge high tibial osteotomy; citation_author=RM Raja Izaham, MR Abdul Kadir, AH Abdul Rashid, MG Hossain, T Kamarul; citation_volume=43; citation_publication_date=2012; citation_pages=898-902; citation_doi=10.1016/j.injury.2011.12.006; citation_id=CR27 citation_journal_title=J Biomed Mater Res; citation_title=Friction properties of the interface between porous-surfaced metals and tibial cancellous bone; citation_author=D Rancourt, A Shirazi-Adl, G Drouin, G Paiement; citation_volume=24; citation_publication_date=1990; citation_pages=1503-1519; citation_doi=10.1002/jbm.820241107; citation_id=CR28 citation_journal_title=J Biomech; citation_title=The elastic and ultimate properties of compact bone tissue; citation_author=DT Reilly, AH Burstein; citation_volume=8; citation_publication_date=1975; citation_pages=393-405; citation_doi=10.1016/0021-9290(75)90075-5; citation_id=CR29 citation_journal_title=Arthroscopy; citation_title=High complication rate after biplanar open wedge high tibial osteotomy stabilized with a new spacer plate (position HTO plate) without bone substitute; citation_author=S Schroter, CE Gonser, L Konstantinidis, P Helwig, D Albrecht; citation_volume=27; citation_publication_date=2011; citation_pages=644-652; citation_doi=10.1016/j.arthro.2011.01.008; citation_id=CR30 citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=Osteotomy around the knee: evolution, principles and results; citation_author=JO Smith, AJ Wilson, NP Thomas; citation_volume=21; citation_publication_date=2013; citation_pages=3-22; citation_doi=10.1007/s00167-012-2206-0; citation_id=CR31 citation_journal_title=Injury; citation_title=TomoFix: a new LCP-concept for open wedge osteotomy of the medial proximal tibia–early results in 92 cases; citation_author=AE Staubli, C Simoni, R Babst, P Lobenhoffer; citation_volume=34; citation_issue=Suppl 2; citation_publication_date=2003; citation_pages=B55-62; citation_doi=10.1016/j.injury.2003.09.025; citation_id=CR32 citation_journal_title=Arthroscopy; citation_title=Fractures around the lateral cortical hinge after a medial opening-wedge high tibial osteotomy: a new classification of lateral hinge fracture; citation_author=R Takeuchi, H Ishikawa, K Kumagai, Y Yamaguchi, N Chiba, Y Akamatsu, T Saito; citation_volume=28; citation_publication_date=2012; citation_pages=85-94; citation_doi=10.1016/j.arthro.2011.06.034; citation_id=CR33 citation_journal_title=J Orthop Res; citation_title=Tibio-femoral loading during human gait and stair climbing; citation_author=WR Taylor, MO Heller, G Bergmann, GN Duda; citation_volume=22; citation_publication_date=2004; citation_pages=625-632; citation_doi=10.1016/j.orthres.2003.09.003; citation_id=CR34 citation_journal_title=Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc; citation_title=Comparison of monoplanar versus biplanar medial opening-wedge high tibial osteotomy techniques for preventing lateral cortex fracture; citation_author=F Turkmen, BK Kacira, M Ozkaya, OF Erkocak, MA Acar, M Ozer, S Toker, T Demir; citation_volume=25; citation_issue=9; citation_publication_date=2016; citation_pages=2914-2920; citation_doi=10.1007/s00167-016-4049-6; citation_id=CR35 citation_journal_title=J Knee Surg; citation_title=Complications after tomofix medial opening wedge high tibial osteotomy; citation_author=KP Valkering, MP Bekerom, FM Kappelhoff, GH Albers; citation_volume=22; citation_publication_date=2009; citation_pages=218-225; citation_doi=10.1055/s-0030-1247752; citation_id=CR36 citation_journal_title=Sports Med Arthrosc; citation_title=Complications of osteotomies about the knee; citation_author=G Vena, S D’Adamio, A Amendola; citation_volume=21; citation_publication_date=2013; citation_pages=113-120; citation_doi=10.1097/JSA.0b013e3182900720; citation_id=CR37 citation_journal_title=J Biomech; citation_title=Large-sliding contact elements accurately predict levels of bone}implant micromotion relevant to osseointegration; citation_author=M Viceconti, R Muccini, M Bernakiewicz, M Baleani, L Cristofolini; citation_volume=33; citation_publication_date=2000; citation_pages=1611-1618; citation_doi=10.1016/S0021-9290(00)00140-8; citation_id=CR38 citation_journal_title=Am J Sports Med; citation_title=Union of medial opening-wedge high tibial osteotomy using a corticocancellous proximal tibial wedge allograft; citation_author=GN Yacobucci, MR Cocking; citation_volume=36; citation_publication_date=2008; citation_pages=713-719; citation_doi=10.1177/0363546507312646; citation_id=CR39 citation_journal_title=Clin Biomech (Bristol Avon); citation_title=Evaluation of the screw position and angle using a post-contoured plate in the open wedge high tibial osteotomy according to the correction degree and surgical technique; citation_author=OS Yoo, YS Lee, MC Lee, A Elazab, DG Choi, YW Jang; citation_volume=35; citation_publication_date=2016; citation_pages=111-115; citation_doi=10.1016/j.clinbiomech.2016.04.016; citation_id=CR40 citation_journal_title=Acta Orthop Belg; citation_title=High tibial valgus osteotomy using the Tomofix plate–medium-term results in young patients; citation_author=SH Zaki, PJ Rae; citation_volume=75; citation_publication_date=2009; citation_pages=360-367; citation_id=CR41