X. MÄ°LLÄ° TÃœRK ORTOPEDÄ° VE TRAVMATOLOJÄ° KONGRESÄ°

ABSTRAKTLAR, BÖLÜM 1:

<< | Ýçindekiler | >>

Femur Boyun - Cisim Açısındaki Değişikliklerin Kondiller Üzerine Etkileri

Çalışmada, femur boyun-cisim açısındaki değişimlerin kandillere iletilen yükler üzerine etkilerini araştırmak amaçlandı. Bu nedenle 135° boyun-cisim açısı olan bir femur modeli standart örnek olarak seçildi. Bu örnek de femurun tüm uzunluğunu içerecek şekilde röntgen filmi alındı. Bu model mili metrik kağıda gerçek boyutlarında aktarıldı. Yeterli sayıda çoğaltılan bu modeller üzerinde önce varus oluşturuldu. Bunun için intertrokanterik bölgeden tabanı içte, tepesi dışta 5 er derece artma gösteren üçgenler çıkartıldı. Böylece 130°, 125°, 120°, 115°, 110° lik boyun-cisim açısı olan 5 femur örneği elde edildi. Daha sonra valgus oluşturmak için yine trokanterik bölgeden bu kez tepesi içte, tabanı dışta olmak üzere 5 er derece artma gösteren üçgenler çıkartıldı. Bu yolda da 140°, 145°, 150°, 155°, 160° lik boyun-cisim açısı olan 5 femur örneği daha elde edildi.

Mili metrik kağıda gerçek boyutlarında aktarılan tüm modeller sonlu elemanlar yöntemi "Finite element metot" ile hesap için yeterli sayıda elemana bölündü. Femur başından 35 kg.lık bir yükleme kuvveti verilerek, hesaplama için gerekli daha hazırlandıktan sonra 11 model için bilgisayar yardımı ile sonlu elemanlar programından yararlanılarak çözümler yapıldı.

Çözümler değişik açı değeri gösteren her model için ayrı ayrı yapıldı ve femur iç ve dış kondillerine iletilen yükler arasındaki farklılıklar saptandı.

Çalışmada kullanılan örneklerde antiversiyon açısı 0° olarak kabul edildi ve iki boyutlu modeller kullanıldı.

Fotoelastik yöntem uygulayarak iki boyutlu kalça modelleri üzerinde çalışan Jensen üç boyutlu modellerle çalışmanın çok karmaşık olduğunu, buna karşın basit iki boyutlu modeller ile elde edilen bilgilere fazla bir katkıda bulunmadığını bildirdi. Ancak biz üç boyutlu modeller kullanılarak daha hassas sonuçlar alınabileceği kanısındayız. Elde edilen sonuçların değerlendirilmesine geçildiğinde; 130° boyun-cisim açı değeri gösteren standart femur modeline "P" noktasından 35 kg.lık bir yük verilmesi sonucu iç kondilde toplam 65.36 kg.lık dış kondilde ise toplam 29.30 kg.lık bir kuvvet iletimi olduğu saptandı. Açı değerini azaltmakla yani varus durumuna gidiş ile her iki kondile iletilen kuvvetlerde bir atış gözlendi. Örneğin, açı değeri 25° azaltılan ve 160° boyun-cisim açısı gösteren modelde iç kondile iletilen yük 48.93 kg. ve dış kondile iletilen kuvvet ise 13.92 kg idi.

35 kg. bir yükleme altındaki femur modellerinde boyun-cisim açı değerindeki değişimler ile kondillere iletilen kuvvetler arasında lineer bir bağlantı gözlendi.

Pauwells, boyun-cisim açısındaki değişimlerin femur üst ucundaki etkilerini etraflı bir biçimde inceledi. Pauwells'e göre boyun cisim açısı femur başı ve eklem basıncı üzerine yüklenen gerilmelerin büyüklüğü üzerinde sınırlı bir etki gösterir. Çünkü femur başı ve kalça eklemi saf basınç gerilmeleri altındadır ve gerilmenin büyüklüğü yükleme ile, yani bileşke kuvveti ; (R) ile orantılıdır. Örneğin, normal kalçada 22 kp/cm olan bir gerilme durumu, koksa varada % 25 az (165 kp/cm), koksa vavgada % 25 fazladır. (27.5 kp/cm). Diğer yönden bu gerilmenin büyüklüğü ve tipi bileşke kuvveti "R" in eksene dik kesite ait çekirdek bölgesi içinde yada buradan az veya çok derecede dışarıda bulunmasına bağlı olduğundan, boyun-cisim açısı femur boynuna iletilen gerilmelerde etkin bir rol oynar.

Boyun-cisim açısı sabit olduğunda, bileşke basınç kuvveti "R" ile eksene dik kesite ait çekirdek bölgesi arasındaki uzaklık rolatif olarak küçüktür. Bu nedenle ek eğilme gerilmelerinin büyüklüğü de şöyledir : En yüksek basınç gerilmesi 198 kp/cm çekme gerilmesi 66 kp/cm ve kayma gerilmesi 36 kp/cm dir.

Koksa vara durumunda bileşke basınç kuvveti "R"nin çekirdek bölgesine olan inklinasyon uzaklığı önemli ölçüde büyüktür. Böylece femur boynuna iletilen gerilmede dikkati çekecek kadar artar. En yüksek basınç gerilmesi 297 kp/cm, en yüksek çekme gerilmesi 165 km ve kayma gerilmesi 46 kp/cm ye ulaşır.

Boyun-cisim açısının 150° - 155° olduğu koksavalga durumunda bileşke basınç kuvveti "R" çekirdek bölgesinden geçer. Bu nedenle eğilme sonucu oluşan gerilmeler o kadar küçüktür ki kesitlerde sadece basınç gerilmeleri yoktur. Bu durumda femur boynu sadece basınç gerilmeleri altında kalır. Bu gerilme 99 kp/cm kadardır ve koksavara durumundan (297 kp/cm) üç kez kadar daha azdır. Kayma gerilmeleri ya çok düşüktür yada hiç yoktur. Diehl'in kalça protezi uygulamalarında varus momenti ile vücut ağırlığı arasındaki ilişkiyi kıyasladığı deneysel çalışmasının sonuçları da bu bulguları desteklemektedir. Diehl boyun ile sap arasında 120° açı olan protez kullanıldığında varus momentinin önemli ölçüde arttığını, boyun ile sap arasında 140° açı olan protez kullanıldığında ise bu değerin yaklaşık üç kez kadar azaldığını gösterdi. Aynı konuda çalışan Johnstan ve Arkadaşları da protezin boyun ile sap arasındaki açı değerinin düşük olduğu durumlarda başın birim yüzeyine iletilen gerilmenin azaldığını, ancak sap ile boyun bileşme yerinde düşük momentleri 130°-140° açı değeri olan protezlerden elde ettiklerini bildirdiler.

Çalışmamızda da yukarıdaki bulguları destekler veriler elde edildi 110° lik boyun-cisim açısı olan modelde 35 kg.lık ber yükleme ile femur boyun kaidesi çevresindeki gerilmelerin yüksek-değerlerde olduğu, aksine 160° lik modelde ise gerilmelerin düşük değerlerde olduğu bulundu.

Femur boyun-cisim açısındaki, değişimler ile kondilere iletilen, kuvvetler arasında doğrusal bir bağlantı saptandı. Koksa vara durumunda kondillere iletilen kuvvetler artarken, koksa valga durumuna, gidiş ile bu kuvvetler azalma gösteriyordu. 110° lik boyun-cisim açısı olan modelde iç kondilde ölçülen toplam kuvvet, 160° lik boyun-cisim açısı olan modelde iç kondilde ölçülen toplam kuvvet 160° lik boyun- cisim açısı olan modelde iç kondilde ölçülen toplam kuvvetin yaklaşık 1.6 katı kadar yüksek değerde idi. Yine 110° boyun-cisim açısı alan modelde dış kondilde ölçülen toplam kuvvet, ise160° lik boyun-cisim açısı olan modelde dış kondilde ölçülen toplam kuvvetin yaklaşık 3,2 katı kadar yüksek değerde bulundu. Bu bulgu da femur boyun-cisim açısındaki değişimlerin dış kondili iç kondile oranla iki kez kadar daha büyük ölçüde etkilediği sonucunu vermektedir. Bu noktadan hareket ile diz ekleminde idyopatik dejeneratif değişiklikler gösteren bazı olgularda femur boyun-cisim arsındaki azalmaların sorumlu tutulabileceği varsayılabilir. Bunun yanı sıra diz protezi uygulamalarında enfeksiyon, patellar femoral sorular, protezin uygun konumda yerleştirilememesi, instabilite, trabeküller kemiklerde çökme, gevşeme ve sement parçalanması gibi bazı komplikasyonlar görülebilir. Bu komplikasyonlar dan bir kısmı mekaniksel nedenlerden kaynaklanmaktadır. Diz protezi uygulamalarındaki önce femur boyun-cisim açı değerinin düşük bulunduğu olgularda kullanılacak protezin tipi ve protez saplarında bazı değişikliklere gidilebilir.

Referanslar

1. DIEHL., K,: Zur biomechanic der intermedullaren prothesen-verankerung am koksalen femurende, Habilitationscrift, Hamburg, 1976.

2. DUSHEYNE, P., KAFAN. A. LACEY. J. A : Failure of total knee arthroplasiy due to looaening and deformation of tha tibiad component, J. Bone Jt, Surg. 60-A: 384-391, 1978.

3. GHALÄ°. A., NEVILLE. A.M.: Structural analysis. Chapman sad Hal, 3 th Ed., London, 1979,526-544.

4, JENSEN, J. S.: A photoelastic study of a model of the parosimal femur, Acta Orthop, Scand 49, 54-59, 1978.

5. JENSEN, J. S.: A photoelastic study of the hip nail-plate in unstable trochanteric fractures. Acta Ortlıop. Scand. 49, 60-64, 1978.

6, JOHNSTON, R. C,, BRAND, A. A, CRWINSHIELD, R. D.: Reconsturction of the hip, J. Hone Jt. Surg., 61-A: 639-652,1979.

7. PAUWELS, F.: Gesaasmelte ablandlungen zur funktionellen asıatomie des bewegungspparates Springer- Verlag. Berlin, Heddelberg, New York, 1976, 18-29.

8. WILLIAMS, E. A., HARGADON, E. J., DAVIES, D. R. A: Late failure of the Machester prosthasis, J. Bons Jt. Surg., 61-B:451-454,1979.

9. ZIENKIEWICZ, O. C.: The finite element method. Mc Graw Hill Book Comp.3 th Ed., London, 1977, 93-118.