要約
脊椎骨折の治療に不可欠な椎弓根スクリュー固定は、脊椎固定処置のゴールドスタンダードです。
それにもかかわらず、ネジの抜けや緩みの問題のため、この手術は骨粗鬆症（骨密度が低い）に苦しむ患者には効果がないことがよくあります。
これらの失敗は、臨床医が椎体の骨粗鬆症領域にこれらのインプラントを設置することを強いられている既存の穴あけ器具と椎弓根ネジの剛性に起因する可能性があります。
この重大な問題に対処するために、私たちは操縦可能な掘削ロボット システムを開発し、さまざまな J 字形および U 字形の軌道での掘削性能を評価しました。
このロボットシステムを補完するものとして、この論文では、事前に穴あけされた直線および曲線の軌道に配置できる変形可能な可撓性椎弓根スクリュー（FPS）の設計、積層造形、および生体力学的評価を提案します。
提案された柔軟なインプラントの性能を評価するために、直接金属レーザー焼結 (DMLS) プロセスを使用して 2 つの異なるタイプの FPS を設計および製造しました。
独自の実験設定と ASTM 規格を利用して、これらの FPS に対してさまざまなプルアウト実験を実行し、直線軌道に埋め込まれた生体力学的性能を評価および分析しました。
要約(オリジナル)
Vital for spinal fracture treatment, pedicle screw fixation is the gold standard for spinal fixation procedures. Nevertheless, due to the screw pullout and loosening issues, this surgery often fails to be effective for patients suffering from osteoporosis (i.e., having low bone mineral density). These failures can be attributed to the rigidity of existing drilling instruments and pedicle screws forcing clinicians to place these implants into the osteoporotic regions of the vertebral body. To address this critical issue, we have developed a steerable drilling robotic system and evaluated its performance in drilling various J- and U-shape trajectories. Complementary to this robotic system, in this paper, we propose design, additive manufacturing, and biomechanical evaluation of a transformative flexible pedicle screw (FPS) that can be placed in pre-drilled straight and curved trajectories. To evaluate the performance of the proposed flexible implant, we designed and fabricated two different types of FPSs using the direct metal laser sintering (DMLS) process. Utilizing our unique experimental setup and ASTM standards, we then performed various pullout experiments on these FPSs to evaluate and analyze their biomechanical performance implanted in straight trajectories.
arxiv情報
| 著者 | Yash Kulkarni,Susheela Sharma,Jordan P. Amadio,Farshid Alambeigi |
| 発行日 | 2024-05-27 19:02:24+00:00 |
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