69-72 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów

56
Screw designation L [mm] d s [mm] Screw type Material
W1 40 6,6 cylindrical 316L
W2 30 4,8 cylindrical 316L
W3 20 4,8 cylindrical 316L
W4 20 6,6 cylindrical 316L
W5 40 6,6 cylindrical Ti6Al4V
S1 40 7,6/4,5 conical Ti6Al4V
S2 30 5,5/4,0 conical Ti6Al4V
RYS.1. Przykład analizowanych śrub i parametry geometryczne.
FIG.1. Picture of analysed transpedicular screws and analysed parameters.
Dla wszystkich kręgów
przeprowadzono
analizę rentgenowską
(zdjęcia Rtg) zarówno
przed wprowadzeniem
śrub transpedikularnych
jak i po
ich zamocowaniu. Na
podstawie zdjęć Rtg
wyznaczano również
stosunek średnicy
śruby do średnicy
pedikulum (d s /d p )–
rys.2b. Kręgi wraz
z zaimplantowanymi
śrubami transpedikularnymi
mocowano
w specjalnie do tego
celu zaprojektowanym
uchwycie. Konstrukcja
uchwytu zaopatrzonego w przegub kulowy zapewniała
zgodność kierunku zadanego obciążenia z kierunkiem osi
śruby transpedikularnej. Badania prowadzono na maszynie
wytrzymałościowej MTS MiniBionix 858. Test na wyrywanie
polegał na obciążeniu zaimpantowanej śruby transpedikularnej
siłą działającą w kierunku pokrywającym się z osią
śruby. Prędkość obciążania wynosiła 50 N/s. We wszystkich
przypadkach próba prowadzona była do momentu wyrwania
śruby z kręgu.
RYS.2. Zdjęcie kręgu z wprowadzonymi śrubami
transpedikularnymi (a), schemat osadzenia śruby
oraz analizowane parametry geometryczne (b),
schemat układu mocującego do wyrywania śrub
transpedikularnych z kręgu (c).
FIG.2. Picture of vertebra with transpedicular
screw (a), schema of inserting screw in vertebra
and geometrical parameters (b), schema of set up
extraction of transpedicular screw (c).
thoracic part of the spine, and 9 vertebrae
came from the lumbar part. Transpedicular
screws were implanted in prepared vertebrae
(rys.2a). The implantation was carried
out by a physician – a specialist – in
accordance with procedures binding for
particular screw types.
Roentgenographic analysis was conducted
for all vertebrae (Rtg pictures) both
before the insertion of transpedicular screws
(to eliminate degeneration and pathological
changes) and after the screws settlement
(to determine implant insertion correctness).
On the basis of Rtg pictures the screw
diameter ratio to pediculum diameter was
determined (d s /d p )–FIG.2b.
Vertebrae with implanted transpedicular
screws were settled in a set up specially
designed for this purpose. The set up construction,
with cup-and-ball joint, assured
the consistency of the direction of the
determined load with the direction of tarnspedicular screw
axis. The research was performed using testing machine
(MTS MiniBionix 858). Pull-out test consisted in loading
the implanted transpedicular screw with force acting in the
direction consistent with the screw axis. Load velocity made
50N/s. In all cases the test was continued until the screw
was pulled out of the vertebra.
Results and discussion
Wyniki i dyskusja
Na podstawie przeprowadzonych testów dla każdej z
badanych śrub otrzymano przebieg zmiany siły działającej
na śrubę w funkcji jej przemieszczenia. Siłę wyrywającą P W
On the basis of the conducted tests, force change
course of the force acting on a screw in the function of its
displacement was obtained for each of the tested screws.
The pulling out force P W was defined as maximum force
value registered during the test. FIG.3 presents average
Screw designation n P W [N] (SD [N]) d S /d P (SD)
W1 6 1218 (192,3) 0,78 (0,11)
W2 6 944 (228,8) 0,71 (0,15)
W3 6 619 (146,8) 0,69 (0,04)
W4 5 762 (233,6) 0,76 (0,08)
W5 6 1487 (128,9) 0,80 (0,03
S1 5 1565 (181,3) 0,79 (0,06)
S2 6 1365 (230,4) 0,76 (0,09)
RYS.3. Zestawienie średnich wartości siły wyrywającej P W dla badanych śrub transpedikularnych.
FIG.3. Average value of pull-out force for investigated screws.