Finite element analysis of the effect of intramedullary nail compression amount on fracture union in distal tibial diaphyseal fractures

BACKGROUND: The objective of this study was to investigate the relationship between the stress values on the fracture surface and union periods seen in cases of different compression amounts used to manage distal tibial diaphyseal fractures treated with intramedullary nailing (IMN).
METHODS: Ninety-five patients (mean age: 33.99±10.65 years; male: n=78, female: n=17) with tibial shaft fracture were included in the study. The patients were divided into 3 groups: No compression was used in Group 1 (33 patients), and dynamic compressive fixation was performed with IMN in Group 2 (1 mm, 32 patients) and Group 3 (1.5 mm, 30 patients). A finite element study was performed for Group 2 and Group 3.
RESULTS: The average time to achieve radiological union was 16.08±2.02, 13.54±1.52, and 12.56±1.73 weeks in Groups 1, 2, and 3, respectively. Comparatively, the union period in the non-compression group was significantly longer (p<0.001). The functional results were evaluated as excellent in 28 (85%) patients and good-medium in 5 (15%) in Group 1, excellent in 27 (92%) and good-medium in 5 (8%) in Group 2, and excellent in 26 (92%) and good-medium in 4 (8%) in Group 3.
CONCLUSION: IMN is a highly effective treatment method for tibial shaft fracture.

Tibia distal diafiz kýrýklarýnda intramedüller çivi kompresyon miktarýnýn kýrýk kaynamasý üzerine etkisinin sonlu eleman analizli deðerlendirilmesi

AMAÇ: Intramedüller çivi (IMN) uygulanan tibia distal diafiz kýrýðý olgularýnda farklý kompresyon miktarlarýnýn kýrýk yüzeyindeki stres deðerleri ve kaynama süreleri arasýndaki iliþkiyi araþtýrmak.
GEREÇ VE YÖNTEM: 2006–2016 yýllarý arasýnda tibia cisim kýrýðý olan 95 hasta çalýþmaya alýndý. AO sýnýflamasýna göre 43-A1, 43-A2, 43-A3, Gustillo-Anderson sýnýflamasýna göre kapalý kýrýk olan hastalar çalýþmaya alýndý. Yetmiþ sekiz hasta erkek, 17 hasta kadýn olup ortalama yaþ 33.99 (SS± 10.65) idi. Hastalar üç gruba ayrýldý. Grup 1’de (33 hasta) kompresyon yapýlmadý. Grup 2’de (32 hasta) ve 3 (30 hasta) IMN ile dinamik kompressif tespit yapýldý. Kompresyon miktarý Grup 2’de 1 mm, Grup 3’de 1.5 mm olarak uygulandý. Hastalarýn ameliyat sonrasý ve takiplerinde çekilen röntgen grafileri Rust kriterlerine göre, fonksiyonel sonuçlar ise Johner-Wrush kriterlerine göre deðerlendirildi. Ayrýca Grup 2 ve 3’de uygulanan 1 mm ve 1.5 mm kompresyon ile ilgili sonlu eleman çalýþmasý yapýldý. Ýstatistiksel olarak tek yönlü Anova, Fisher kesin testi, Pearson ki-kare, Mann-Whitney U-test ve Student t-testleri kullanýldý.
BULGULAR: Bütün hastalarda kaynama elde edildi. Radyolojik kaynama Grup 1’de ortalama 16.08 (SS±2.02) hafta, Grup 2’de 13.54 (SS±1.52) hafta ve Grup 3’de 12.56 (SS±1.73) haftada saðlandýðý görüldü. Kompresyon uygulanmayan grupta kaynama süresi, kompresyon uygulanan diðer gruplara göre anlamlý düzeyde uzundu (p<0.001). Fonksiyonel sonuçlar Grup 1’de 28 (%85) hasta mükemmel, beþ (%15) hasta iyi-orta, Grup 2’de 27 (%92) hasta mükemmel, beþ (%8) hasta iyi-orta, Grup 3’de 26 (%92) hasta mükemmel, dört (%8) hasta iyi-orta olarak deðerlendirildi. Toplam beþ hastada diz önü aðrýsý mevcuttu. Hiçbir hastada enfeksiyon görülmedi.
TARTIÞMA: Kilitli kompressif çiviler tibia cisim kýrýklarýnda oldukça etkin bir tedavi yöntemidir. Çivi üzerinden uygulanan kompresyon kaynama süresini belirgin þekilde kýsaltmaktadýr.