Biomechanical comparison of fixation of two-part osteoporotic neck fracture of the proximal humerus using uni-planar and multi-planar Kirschner wire

Abstract

Objectives: The stability and effectiveness of uni-planar Kirschner wire (K-wires) was compared to multi-planar K-wires osteosynthesis combined with tension band wiring for fixation of two-part osteoporotic surgical neck fracture of the proximal humerus. Materials and methods: Two groups each with eight cadaveric elderly (mean age 72.6; range 70 to 80 year) frozen human humeri were used in the study. Transverse osteotomy of the proximal humerus was performed using a thin oscillating saw. The first group (group A) was fixed using two anterograde smooth K-wires, sent from lateral cortex, combined with tension band wiring. The second group (group B) was fixed using multi-planar (anterograde and retrograde) four smooth K-wires combined with tension band wiring on the lateral cortex. Biomechanical tensile properties for 3 mm displacement (gap load) and maximum load were assessed. Results: The mean value for the gap load was 1045.0±45.4 N (Newton) for group A and 1238.1±115.8 N for group B. Gap load values of groups were similar (p=0.01). The maximum load was 1261.8±52.4 N in group A and 1471.1±107.3 N in group B. The maximum load values were statistically higher in the multiplanar fixation technique (group B) when compared to that of the uniplanar fixation technique (group A), (p=0.004). Conclusion: Fixation in osteoporotic two-part surgical neck fractures of the proximal humerus using multiplanar K-wires combined with tension band wire provides substantially more effective stability compared to that of uniplanar fixation.

Amaç: Humerus proksimal uç cerrahi boyun iki parçalı kırıklarında tek yönlü Kirschner teli (K-teli) ile tespit yönteminin stabilite ve etkinliği, çok yönlü K-teli ve gergi bandı yöntemi ile biyomekanik olarak karşılaştırıldı.Gereç ve yöntemler: Çalışma iki grup halinde düzenlendi. Her bir grupta sekizer adet dondurulmuş insan (ort. yaş 72.6; dağılım 70-80 yıl) kadavra humerus kemiği kullanıldı. Humerus proksimalinde ince el testeresi yardımı ile transvers osteotomi yapıldı. Birinci grupta (grup A) gergi bandı yöntemi ile güçlendirilen ve lateral korteksten antegrad olarak gönderilen iki adet düz K-teli ile tek yönlü tespit uygulandı. İkinci grupta ise lateral kortekste gergi bandı yöntemi ile güçlendirilmiş dört adet K-teli ile çok yönlü (antegrad ve retrograd) tespit uygulandı. Üç milimetre aralık oluşma sırasındaki yüklenme (ayrışma gücü) ve maksimum yüklenme miktarları biyomekanik olarak değerlendirildi. Bulgular: Ortalama ayrışma gücü, grup A’da 1045.0±45.4 N (Newton) ve grup B’de 1238.1±115.8 N olarak tespit edildi. Ayrışma gücü açısından, iki grup benzerdi (p=0.01). Maksimum yüklenme miktarı grup A’da 1261.8±52.4 N, grup B’de ise 1471.1±107.3 N olarak bulundu. Maksimum yükleme değerleri, çok yönlü tespit tekniğinde (grup B), tek yönlü tespit tekniğinden (grup A) istatiksel olarak yüksek bulundu (p=0.004). Sonuç: Humerus proksimal uç iki parçalı cerrahi boyun kırıklarının sabitlenmesinde, gergi bandı ve K-telleri ile güçlendirilmiş çok yönlü tespit yöntemi, tek yönlü tespit yöntemine göre daha etkilidir.