Research Article
PDF Zotero Mendeley EndNote BibTex Cite

Correlation between instability and fracture location in femur neck fracture: Biomechanical analysis

Year 2020, Volume 59, Issue 3, 160 - 164, 30.09.2020
https://doi.org/10.19161/etd.790442

Abstract

Aim: Fracture configuration is associated with instability in femoral neck fractures but the effect of fracture localization on stability has not been reported in the literature. This study researched the relationship between femoral neck localization and instability in femoral neck fractures. Materials and Methods: In this study, osteotomy was performed on 12 composite synthetic proximal femur models from 3 different locations. Osteotomy location; transcervical location (Group 2), 5 mm proximal of the transcervical location (Group 1=Subcapital), 5 mm distal of the transcervical location (Group 3=Basicervical). Each femur model was standardized by Pauwels Type II osteotomy and fixation with 2 cannulated screws. Stability was tested biomechanically by applying hydraulic press to the groups. Results: Stress/strain curves were parallel in the groups (p>0.05). While the stress/strain curves between the groups were high in Group 1, the curves in Group 2 and Group 3 were observed parallel. In synthetic bone models, the pressures measurements at strain level 4 were 500±40 N/mm2 in Group 1, 370±36 N/mm2 in Group 2 and 380±32 N/mm2 in Group 3 (p = 0.000). At strain level 6 the values were 700±48 N/mm2 in Group 1.520±50 N/mm2 in Group 2.510±53 N/mm2 in Group 3 (p = 0.000). While Group 1 was more stable, there was no difference between Group 2 and Group 3. Conclusion: In our biomechanical study of femoral neck fracture, similar stability was observed in the transcervical and basicervical localization, whereas proximal sub-capital fractures were more stable.

References

  • Shah AK, Eissler J, Radomisli T. Algorithms for the treatment of femoral neck fractures. Clin Orthop 2002; 399: 28- 34.
  • Haidukewych GJ. Intracapsular hip fractures. Surgical treatment of orthopedic trauma, Stannard JP, Schmidt AH, Kregor PJ, Thieme New York, Stuttgart 2007; 539- 61.
  • Jo S, Lee SH, Lee HJ. The correlation between the fracture types and the complications after internal fixation of the femoral neck fractures. Hip & pelvis, 2016; 28 (1): 35-42.
  • Bartonícek J. Pauwels’ classification of femoral neck fractures: correct interpretation of the original. J Orthop Trauma 2001; 15: 358-60.
  • Sağlam N, Küçükdurmaz F, Kıvılcım H, Kurtulmuş T, Şen C, Akpınar F. Femur boyun kırıklarında üç kanüle vida ve minimal invazif antirotator kompresyon vidasının biyomekanik karşılaştırması. Acta Orthop Traumatol Turc 2014; 48 (2): 196-201.
  • Walker E, Mukherjee DP, Ogden AL, Sadasivan KK, Albright JA. A biomechanical study of simulated femoral neck fracture fixation by cannulated screws: effects of placement angle and number of screws. Am J Orthop 2007; 36 (12): 680–4.
  • Mansur H, Alvarez R, Freitas A, Goncalves CB, Ramos MRF. Biomechanical analysis of femoral neck fracture fixation in synthetic bone. Acta ortopedica brasileira 2018; 26 (3): 162-5.
  • Gümüştaş SA, Tosun HB, Ağır İ, Orak MM, Onay T, Okçu G İnstabil femur boyun kırıklarının internal tespitinde vida sayısı ve yöneliminin stabiliteye etkisi. Acta Orthop Traumatol Turc 2014; 48 (6): 628-33.
  • Stoffel K, Zderic I, Gras F, Sommer C, Eberli U, Mueller D, Gueorguiev B Biomechanical evaluation of the femoral neck system in unstable Pauwels III femoral neck fractures: a comparison with the dynamic hip screw and cannulated screws. Journal of orthopaedic trauma 2017; 31 (3): 131-7.
  • Caviglia HA, Osorio PQ, Comando D. Classification and diagnosis of intracapsular fractures of the proximal femur. Clin Orthop 2002; 399: 17-27.
  • Pauwels F. Biomechanics of the normal and diseased hip. New York, Springer-Verlag, 1976; Chapter I; 1-21.
  • Freitas A, Torres GM, Souza ACAM, Maciel RA, Souto DRM, Ferreira GNB. Análise da resistência mecânica de fixação de fratura do colo femoral em osso sintético com DHS e parafuso antirrotatório. Rev Bras Ortop 2014; 49 (6): 586–92.
  • Leighton RK. Fractures of the neck of the femur. In: Bucholz RW, Heckman JD, Court-Brown CM, Ed, editors. Rockwood & Green's fractures in adults. 6th. Lippincott Williams & Wilkins; pp. 1780–1.
  • Li J, Wang M, Zhou J et. al. Optimum Configuration of Cannulated Compression Screws for the Fixation of Unstable Femoral Neck Fractures: Finite Element Analysis Evaluation. Biomed Research International 2018: Article ID 1271762. doi: 10.1155/2018/1271762.
  • Ma JX, Kuang MJ, Xing F et al. Sliding hip screw versus cannulated cancellous screws for fixation of femoral neck fracture in adults: a systematic review. International Journal of Surgery 2018; 52: 89-97.
  • Rivadeneira F, Zillikens MC, De Laet CE et al. Femoral neck BMD is a strong predictor of hip fracture susceptibility in elderly men and women because it detects cortical bone instability: the Rotterdam Study. Journal of Bone and Mineral Research 2007; 22 (11): 1781-90.
  • Turgut A. Kalça eklemi anatomisi ve biyomekaniği. TOTBİD Dergisi 2015: 14: 27-33.
  • Nordin M, Frankel VH. Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System 3rd ed. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins; 2001: 203–5.

Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma

Year 2020, Volume 59, Issue 3, 160 - 164, 30.09.2020
https://doi.org/10.19161/etd.790442

Abstract

Amaç: Femur boyun kırıklarında kırık konfigürasyonu ile instabilite arasında ilişki görülmekte iken kırık lokalizasyonu ile instabilite arasındaki ilişki literatürde yer bulmamıştır. Çalışmamız femur boyun kırıklarında, kırığın femur boyun lokalizasyonu ile instabilite arasındaki ilişkiyi araştırdı. Gereç ve Yöntem: Çalışmamızda 12 adet kompozit sentetik proksimal femur modeline üç farklı lokalizasyondan osteotomi yapıldı. Osteotomi lokalizasyonu; transservikal yerleşim (Grup 2), transservikal yerleşimin 5 mm proksimali (Grup 1=Subkapital), transservikal yerleşimin 5 mm distali (Grup 3=Bazoservikal) olmak üzere üç ayrı lokalizasyondan planlandı. Her femur modeli için Pauwels tip II osteotomi ve iki kanüllü vida ile tespit uygulanarak femur modelleri standardize edildi. Gruplara aksiyel yönde stres (kompresyon) uygulanarak stabilite, biyomekanik parametreler ile incelendi. Bulgular: Stres/strain eğrileri gruplar içinde paralellik gösterdi (p>0,05). Gruplar arası değerlendirmede stres/strain eğrileri Grup 1’de yüksek gözlenirken, Grup 2 ve Grup 3’te eğrilerde paralel gözlendi. Sentetik kemik modellerinde strain değeri 4 olduğunda basınç ölçümleri; Grup 1’de 500±40 N/mm2, Grup 2’de 370±36 N/mm2, Grup 3’te 380±32 N/mm2 (p=0,000), strain değeri 6 olduğunda basınç ölçümleri; Grup 1’de 700±48 N/mm2, Grup 2’de 520±50 N/mm2, Grup 3’te 510±53 N/mm2 olarak ölçüldü (p=0,000). Grup 1 daha stabil gözlenirken, Grup 2 ile Grup 3 arasında fark gözlenmedi. Sonuç: Femur boyun kırığı biyomekanik çalışmamızda transservikal ve bazoservikal bölge lokalizasyonlarında benzer stabilite gözlenirken, en proksimaldeki, subkapital bölge kırığının daha stabil olduğu gözlendi.

References

  • Shah AK, Eissler J, Radomisli T. Algorithms for the treatment of femoral neck fractures. Clin Orthop 2002; 399: 28- 34.
  • Haidukewych GJ. Intracapsular hip fractures. Surgical treatment of orthopedic trauma, Stannard JP, Schmidt AH, Kregor PJ, Thieme New York, Stuttgart 2007; 539- 61.
  • Jo S, Lee SH, Lee HJ. The correlation between the fracture types and the complications after internal fixation of the femoral neck fractures. Hip & pelvis, 2016; 28 (1): 35-42.
  • Bartonícek J. Pauwels’ classification of femoral neck fractures: correct interpretation of the original. J Orthop Trauma 2001; 15: 358-60.
  • Sağlam N, Küçükdurmaz F, Kıvılcım H, Kurtulmuş T, Şen C, Akpınar F. Femur boyun kırıklarında üç kanüle vida ve minimal invazif antirotator kompresyon vidasının biyomekanik karşılaştırması. Acta Orthop Traumatol Turc 2014; 48 (2): 196-201.
  • Walker E, Mukherjee DP, Ogden AL, Sadasivan KK, Albright JA. A biomechanical study of simulated femoral neck fracture fixation by cannulated screws: effects of placement angle and number of screws. Am J Orthop 2007; 36 (12): 680–4.
  • Mansur H, Alvarez R, Freitas A, Goncalves CB, Ramos MRF. Biomechanical analysis of femoral neck fracture fixation in synthetic bone. Acta ortopedica brasileira 2018; 26 (3): 162-5.
  • Gümüştaş SA, Tosun HB, Ağır İ, Orak MM, Onay T, Okçu G İnstabil femur boyun kırıklarının internal tespitinde vida sayısı ve yöneliminin stabiliteye etkisi. Acta Orthop Traumatol Turc 2014; 48 (6): 628-33.
  • Stoffel K, Zderic I, Gras F, Sommer C, Eberli U, Mueller D, Gueorguiev B Biomechanical evaluation of the femoral neck system in unstable Pauwels III femoral neck fractures: a comparison with the dynamic hip screw and cannulated screws. Journal of orthopaedic trauma 2017; 31 (3): 131-7.
  • Caviglia HA, Osorio PQ, Comando D. Classification and diagnosis of intracapsular fractures of the proximal femur. Clin Orthop 2002; 399: 17-27.
  • Pauwels F. Biomechanics of the normal and diseased hip. New York, Springer-Verlag, 1976; Chapter I; 1-21.
  • Freitas A, Torres GM, Souza ACAM, Maciel RA, Souto DRM, Ferreira GNB. Análise da resistência mecânica de fixação de fratura do colo femoral em osso sintético com DHS e parafuso antirrotatório. Rev Bras Ortop 2014; 49 (6): 586–92.
  • Leighton RK. Fractures of the neck of the femur. In: Bucholz RW, Heckman JD, Court-Brown CM, Ed, editors. Rockwood & Green's fractures in adults. 6th. Lippincott Williams & Wilkins; pp. 1780–1.
  • Li J, Wang M, Zhou J et. al. Optimum Configuration of Cannulated Compression Screws for the Fixation of Unstable Femoral Neck Fractures: Finite Element Analysis Evaluation. Biomed Research International 2018: Article ID 1271762. doi: 10.1155/2018/1271762.
  • Ma JX, Kuang MJ, Xing F et al. Sliding hip screw versus cannulated cancellous screws for fixation of femoral neck fracture in adults: a systematic review. International Journal of Surgery 2018; 52: 89-97.
  • Rivadeneira F, Zillikens MC, De Laet CE et al. Femoral neck BMD is a strong predictor of hip fracture susceptibility in elderly men and women because it detects cortical bone instability: the Rotterdam Study. Journal of Bone and Mineral Research 2007; 22 (11): 1781-90.
  • Turgut A. Kalça eklemi anatomisi ve biyomekaniği. TOTBİD Dergisi 2015: 14: 27-33.
  • Nordin M, Frankel VH. Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System 3rd ed. Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins; 2001: 203–5.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Health Care Sciences and Services
Journal Section Research Articles
Authors

Yüksel Uğur YARADILMIŞ This is me (Primary Author)
Çankırı Devlet Hastanesi
0000-0002-7606-5690
Türkiye


Mustafa Caner OKKAOĞLU This is me
Sağlık Bilimleri Üniversitesi Keçiören Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Ortopedi ve Travmatoloji Kliniği
0000-0002-9149-1858
Türkiye


Pınar HURİ This is me
ANKARA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
0000-0002-4912-0447
Türkiye


Abdullah EYİDOĞAN This is me
ANKARA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
0000-0003-1656-9990
Türkiye


İsmail DEMİRKALE This is me
Sağlık Bilimleri Üniversitesi Keçiören Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Ortopedi ve Travmatoloji Kliniği
0000-0001-7230-1599
Türkiye


Murat ALTAY This is me
Sağlık Bilimleri Üniversitesi Keçiören Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Ortopedi ve Travmatoloji Kliniği
0000-0002-1898-3733
Türkiye

Publication Date September 30, 2020
Application Date August 3, 2019
Acceptance Date January 17, 2020
Published in Issue Year 2020, Volume 59, Issue 3

Cite

Bibtex @research article { etd790442, journal = {Ege Tıp Dergisi}, issn = {1016-9113}, eissn = {2147-6500}, address = {}, publisher = {Ege University}, year = {2020}, volume = {59}, pages = {160 - 164}, doi = {10.19161/etd.790442}, title = {Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma}, key = {cite}, author = {Yaradılmış, Yüksel Uğur and Okkaoğlu, Mustafa Caner and Huri, Pınar and Eyidoğan, Abdullah and Demirkale, İsmail and Altay, Murat} }
APA Yaradılmış, Y. U. , Okkaoğlu, M. C. , Huri, P. , Eyidoğan, A. , Demirkale, İ. & Altay, M. (2020). Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma . Ege Tıp Dergisi , 59 (3) , 160-164 . DOI: 10.19161/etd.790442
MLA Yaradılmış, Y. U. , Okkaoğlu, M. C. , Huri, P. , Eyidoğan, A. , Demirkale, İ. , Altay, M. "Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma" . Ege Tıp Dergisi 59 (2020 ): 160-164 <http://egetipdergisi.com.tr/en/pub/issue/56685/790442>
Chicago Yaradılmış, Y. U. , Okkaoğlu, M. C. , Huri, P. , Eyidoğan, A. , Demirkale, İ. , Altay, M. "Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma". Ege Tıp Dergisi 59 (2020 ): 160-164
RIS TY - JOUR T1 - Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma AU - Yüksel Uğur Yaradılmış , Mustafa Caner Okkaoğlu , Pınar Huri , Abdullah Eyidoğan , İsmail Demirkale , Murat Altay Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.19161/etd.790442 DO - 10.19161/etd.790442 T2 - Ege Tıp Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 160 EP - 164 VL - 59 IS - 3 SN - 1016-9113-2147-6500 M3 - doi: 10.19161/etd.790442 UR - https://doi.org/10.19161/etd.790442 Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Ege Journal of Medicine Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma %A Yüksel Uğur Yaradılmış , Mustafa Caner Okkaoğlu , Pınar Huri , Abdullah Eyidoğan , İsmail Demirkale , Murat Altay %T Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma %D 2020 %J Ege Tıp Dergisi %P 1016-9113-2147-6500 %V 59 %N 3 %R doi: 10.19161/etd.790442 %U 10.19161/etd.790442
ISNAD Yaradılmış, Yüksel Uğur , Okkaoğlu, Mustafa Caner , Huri, Pınar , Eyidoğan, Abdullah , Demirkale, İsmail , Altay, Murat . "Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma". Ege Tıp Dergisi 59 / 3 (September 2020): 160-164 . https://doi.org/10.19161/etd.790442
AMA Yaradılmış Y. U. , Okkaoğlu M. C. , Huri P. , Eyidoğan A. , Demirkale İ. , Altay M. Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma. EJM. 2020; 59(3): 160-164.
Vancouver Yaradılmış Y. U. , Okkaoğlu M. C. , Huri P. , Eyidoğan A. , Demirkale İ. , Altay M. Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma. Ege Tıp Dergisi. 2020; 59(3): 160-164.
IEEE Y. U. Yaradılmış , M. C. Okkaoğlu , P. Huri , A. Eyidoğan , İ. Demirkale and M. Altay , "Femur boyun kırıklarında kırık lokalizasyonunun instabilite ile ilişkisi: Biyomekanik çalışma", Ege Tıp Dergisi, vol. 59, no. 3, pp. 160-164, Sep. 2020, doi:10.19161/etd.790442