Failure analysis of broken pedicle screws on spinal instrumentation

Chen, Chen Sheng; Chen, Wen Jer; Cheng, Cheng‐Kung; Jao, S. H.; Chueh, Shan Chang; Wang, Chang Chih

doi:10.1016/j.medengphy.2004.12.007

Cited by 141 publications

(116 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Chen-ShengChen ve arkadaşları [18] çalışmasında ameliyatta omurgaya konulmuş ve daha sonra hasar oluşan vidaların incelemesinde hasar bölgesi olarak diş dibi bölgesini göstermektedir. Yaptığımız sonlu elemanlar analizinde de konum olarak benzer bölge çıkmaktadır.…”

Section: Tartişma(discussion)unclassified

Pedikül vidasının yerleşim konumuna göre yorulma davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Uğur

2016

SAUFenBilDer

View full text Add to dashboard Cite

ÖZİnsan vücudunda en sık ağrı genellikle sırt bölgesinde yaşanır. Yapılan istatistikler birçok insanların yaşamının bir noktasında sırt ağrısı yaşadıklarını göstermektedir. Şiddetli bel ve sırt ağrısı tedavisinde yaşanan ağrıyı azaltmak ve omurganın doğal hareket aralığın geri yüklemek için cerrahi tedavi gerekebilir. Pedikül vidalar yaygın olarak omurgada çeşitli fiziksel bozuklukların tedavisinde kullanılmaktadır. Ancak, vidanın omurganın karmaşıklığı nedeniyle yanlış açılarda konumlandırılması vidaya daha fazla yük gelmesine sebep olmakta ve malzeme yorulması nedeniyle vidalarda hasar meydana gelmektedir. Bu çalışmada, sonlu eleman analizi ile pedikül vidasının omurga cerrahisi sırasında optimal konum ve açıda takılması için vidalarda meydana gelen yorulma olaylarını belirlemek amaçlanmıştır. Bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerinden elde edilen ham datalar işlenerek üç boyutlu vertebra modeli elde edilmiştir. Vertebra modelinde sagittal eksene göre 27° ve 40° açılarda pedikül vidaları yerleştirilmiştir. Pedikül vidası üç boyutlu katı modelleri, üretici firma kataloglarından elde edilen parametrik değerler kullanılarak Solidworks programında çizilmiş ve üç boyutlu pedikül vidası ve vertebra modelleri, 2 farklı açı ile Solidworks programında montajı yapılmıştır. Elde edilen model, sonlu elemanlar tabanlı ANSYS programına aktarılarak, normal duruş pozisyonunda vertebra yüzeyine gelen yükler uygulanmıştır. İmplant malzemesi olarak literatürden elde edilen Ti-6Al-4V titanyum özellikleri ve S-N grafiği ANSYS programına girilmiştir. Pedikül vidasının vertebra içindeki konumlarına göre ortalama gerilme ve yorulma davranışı karşılaştırılmıştır. Sonlu elemanlar analizleri sonucunda pedikül vidasının konumu vertebranın orta eksenine yakın kortical rim bölgede ortalama gerilme sırasıyla 554 ve 518 MPa olarak hesaplanmıştır. En az ömür çıkan bölgenin, en fazla gerilme değerinin hesaplandığı vidanın baş kısmına yakın bölge olduğu bulunmuş ve ömür değerlerinin konuma göre değiştiği tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular literatürde bahsedilen vida kırılması olan konumla örtüşmektedir. Bu çalışma da cerrahların vida yerleştirilmesi ile ilgili ameliyat sonrası yaşayabilecek sıkıntıları önlemek amacıyla ön çalışma yapılmıştır. Bu nedenle sagittal eksene yakın yerleştirilen vidanın daha çok işlev yapıp daha uzun ömür olduğu dolayısıyla da hasar riskinin en az olduğu görülmüştür. Bu nedenle Cerrahların vidaları konum ve açı durumlarını gözeterek yerleştirmeleri ameliyat başarısını etkileyecek bir etken olabileceği düşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: biyomekanik, pedikül vidası, sonulu elemanlar analizi, vertebra.The investigation of the behaviour of tıredness according to the location of pedicle screw placement by finite element method ABSTRACTThe most common pain in a human body usually occurs in the back part. The statistics show that many people experience pack pain in a period of their lives. Surgical intervention may be necessary to relieve the pain experienced during the treatment of the severe belly and back pain and t...

show abstract

Section: Tartişma(discussion)unclassified

Pedikül vidasının yerleşim konumuna göre yorulma davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Uğur

2016

SAUFenBilDer

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…By using the finite element model Chen et al demonstrated that screws on the caudal end were subjected to larger axial stress than those on the cephalic end, supporting the clinical finding that 75% of patients had screw breakage caudally (as in present case. In addition, screws show fatigue striations and ductile fracture around the edge 1 . Appropriate radiographs can demonstrate the screw breakage and revised spinal surgery is the mainstay of treatment when there is a broken pedicle screw 1 .…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…In addition, screws show fatigue striations and ductile fracture around the edge 1 . Appropriate radiographs can demonstrate the screw breakage and revised spinal surgery is the mainstay of treatment when there is a broken pedicle screw 1 . Removal of the broken screw can be a difficult task and many techniques have been described to remove deeply embedded broken pedicle screw fragments 1,3 .…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Appropriate radiographs can demonstrate the screw breakage and revised spinal surgery is the mainstay of treatment when there is a broken pedicle screw 1 . Removal of the broken screw can be a difficult task and many techniques have been described to remove deeply embedded broken pedicle screw fragments 1,3 . The methods described to remove broken screws include creating a deep pilot hole in the center of the fractured screw and engaging the screw driver to reverse and rotate the screw counterclockwise, whereby the retained screw fragment is backed out of the hole, preserving the bone interface 6 .…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…It has been recognized that pedicle screw fixation in spinal surgery produces a higher rate of fusion compared with other methods [1][2][3][4][5][6] . At the same time it may be associated with a higher rate of complications and so the safety and the effectiveness of pedicle-screw instrumentation have been questioned 3,6 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Simple Technique for Removing Broken Pedicular Screws

Agrawal¹

2014

MOJ

View full text Add to dashboard Cite

The procedure for removing a broken pedicle screw should ideally be technically easy and minimally invasive, as any damage to the pedicle, during removal of the broken screw, may weaken the pedicle, thus compromising on the success of re-instrumentation. We describe the case of a 32-year old man who had undergone surgery for traumatic third lumbar vertebral body fracture three years prior to current admission and had developed the complication of pedicle screw breakage within the vertebral body. The patient underwent re-exploration and removal of the distal screws. Through a paravertebral incision and muscle separation, the screws and rods were exposed and the implants were removed.

show abstract

A comparison of the influence of three different lumbar interbody fusion approaches on stress in the pedicle screw fixation system: Finite element static and vibration analyses

Fan

Guo

2018

Numer Methods Biomed Eng

View full text Add to dashboard Cite

This study aimed to examine breakage risk of the bilateral pedicle screw (BPS) fixation system under static and vibration loadings after three different types of lumbar interbody fusion surgery. A previously validated intact L1‐sacrum finite element model was modified to simulate anterior, posterior, and transforaminal lumbar interbody fusion (ALIF, PLIF, and TLIF, respectively) with BPS fixation system (consisting of pedicle screws and rigid connecting rods) at L4‐L5. As a risk parameter for breakage, the von Mises stresses in the pedicle screws and the rods for the ALIF, PLIF, and TLIF models under static loading (flexion, extension, lateral bending, and axial torsion moments) and vibration loading (sinusoidal vertical load) were calculated and compared. The calculated von Mises stresses were different in the ALIF, PLIF, and TLIF models, but these stresses for all the fusion models were found to be concentrated in neck of the pedicle screw and middle of the rod under both the static and vibration loadings. The results from static analyses showed that the maximum stress in the BPS fixation system was greater in the TLIF model than in the ALIF and PLIF models under all the applied static loadings. The results from transient dynamic analyses also showed that the TLIF generated greater dynamic responses of the stress in the BPS fixation system to the vertical vibration compared with the ALIF and PLIF. It implies that the TLIF procedure might incur a higher risk of breakage for the BPS fixation system than the ALIF and PLIF procedures.

show abstract

Failure analysis of broken pedicle screws on spinal instrumentation

Cited by 141 publications

References 11 publications

Pedikül vidasının yerleşim konumuna göre yorulma davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Pedikül vidasının yerleşim konumuna göre yorulma davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi

Simple Technique for Removing Broken Pedicular Screws

A comparison of the influence of three different lumbar interbody fusion approaches on stress in the pedicle screw fixation system: Finite element static and vibration analyses

Contact Info

Product

Resources

About