ویدئو های بخش اوزون تراپی

کلینیک درمان درد به آذین

بدون نیاز به عمل جراحی ، با استفاده ار گاز اوزون و جدید ترین روش های درمان درد

 

  دکتر محمد علی جلیلی

جراح و متختصص ارتوپدی

فلوشیپ بیماربهای شانه و زانو از آلمان

بورد تخصصی از دانشگاه شهید بهشتی

 

  دکتر فرهاد صولت پور

آنستزیولوژیست و متخصص درمان دردهای حاد و مزمن

بورد تخصصی از دانشگاه شهید بهشتی

 چكيده‌

 در مطالعه‌ انجام‌ شده‌ راهها و روشهاي‌ كاهش‌ درد در ستون‌ فقرات‌ و كمر بوسيله‌ كاهش‌ فشار به‌ عصب‌ و نخاع‌ در جابجايي‌ها و آسيب‌ ديده‌گيهاي‌ مهره‌ مورد بررسي‌ قرار گرفته‌ است‌. براي‌ رسيدن‌ به‌ اين‌ مقصود البته‌ تحقيقاتي‌ درمورد آسيب‌ ديده‌گيها و بيماريهاي‌ ستون‌ فقرات‌، باري‌ و همان‌هاي‌ وارد شونده‌ به‌ مهره‌ها، انواع‌ تثبيت‌ كننده‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ انجام‌ شده‌ و در ادامه‌ اصول‌ جايگذاري‌ كيج‌ها، انواع‌ مختلف‌ آن‌ و مزيت‌هاي‌ هر يك‌ به‌ تفصيل‌ مورد ارزيابي‌ قرار گرفته‌ است‌. در گام‌ بعدي‌ به‌ مفاهيم‌ فتق‌ ديسك‌  (Degenerative) ، فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ و اثرات‌ پيوندهاي‌ استخواني‌  (bonegraft)  در استحكام‌ استخوان‌ پرداخته‌ شده‌ و تأثيرات‌ آلياژهاي‌ سازنده‌ ايمپلنتها در چگونگي‌ عملكرد آنها مورد بررسي‌ قرار گرفته‌ است‌. از اهداف‌ ديگر اين‌ تحقيق‌ مي‌توان‌ به‌ روشهاي‌ بهينه‌ سازي‌ كيج‌ها از طريق‌ ايجاد مدل‌ المان‌ محدود براي‌ تعيين‌ رفتار بيومكانيكي‌ ناحيه‌ كمري‌ ستون‌ فقرات‌ اشاره‌ كرد كه‌ در اين‌ خصوص‌ ابتدا تحليل‌ بر تنشهاي‌ وارد بر كيج‌  LT  (كيج‌ مخروطي‌) در حالتهاي‌ مختلف‌  standing ،  extention ،  lateral bending  و  flextion صورت‌ گرفت‌ و در نهايت‌ در گامي‌ ديگر، مقايسه‌اي‌ نيز بين‌ تنشهاي‌ وارد بر سطوح‌ تكيه‌گاهي‌ روكيج‌  LT  و  Jaguar  انجام‌ پذيرفت‌ كه‌ نتايج‌ بدست‌ آمده‌ از حالتهاي‌ مختلف‌  Standing ،  extention ،  lateral bending  و  flextion  بر روي‌ سطح‌ تكيه‌گاهي‌  (inferior)  كيج‌  LT  حاكي‌ از آن‌ بود كه‌ بيشترين‌ تنش‌  Vonmrses  به‌ ترتيب‌ مربوط‌ به‌ حالت‌  lateral bending ،  externion ، به‌  flextion  و كمترين‌ تنش‌ نيز مربوط‌ به‌ حالت‌  standing  مي‌باشد. بنابراين‌ افرادي‌ كه‌ از اين‌ نوع‌ كيج‌ استفاده‌ مي‌كنند بايد از حركات‌ جانبي‌ بيش‌ از 5 درجه‌ و حركات‌  extention  (خم‌ شدن‌ به‌ پشت‌) بيش‌ از 3 درجه‌ كه‌ تنشي‌ بين‌ از حالت‌  flextion  ايجاد مي‌كند خودداري‌ كند.

 همچنين‌ مقايسه‌اي‌ كه‌ بين‌ كيج‌  LT  و كيج‌  Jaguar  انجام‌ گرفت‌ نشان‌ داد كه‌ كيج‌  Jaguar  در حالت‌  Standing  يعني‌ بدون‌ همان‌ كمترين‌ تنش‌ را دارا مي‌باشد. اما زمانيكه‌ حالت‌  flextion  را در ستون‌ فقرات‌ داريم‌ كيج‌ مكعب‌ مستطيل‌  (Jaguar cage)  بيشترين‌ نقاط‌ ضعف‌ را بدليل‌ بالابودن‌ تنش‌ در نقاط‌ خاص‌ مانند گوشه‌ها و نقاط‌ تمركز تنش‌ از خود نشان‌ مي‌دهد. بنابراين‌ پيشنهاد مي‌گردد كه‌ كيج‌  Jaguar  با توجه‌ به‌ قابليت‌ بالاي‌  stress shielding  براي‌ افراد سالخورده‌ يا افرادي‌ كه‌ به‌ دلايل‌ خاص‌ از اورتزهاي‌  kinght tylor  و ديگر تثبيت‌ كننده‌ها استفاده‌ مي‌كنند و كيج‌  LT نيز براي‌ ورزشكاران‌ و افراد جوانتر كه‌ نياز به‌ تحرك‌ بيشتري‌ مخصوصاً در حالت‌ flextion  دارند استفاده‌ گردد. [اوزون تراپی ]

 مقدمه‌

 ستون‌ فقرات‌ محور تنه‌ و اسكلت‌ انسان‌ را تشكيل‌ مي‌دهد و با توجه‌ به‌ بيماريهاي‌ مختلف‌ اين‌ بخش‌ از بدن‌ و گستردگي‌ آن‌ تعيين‌ راهها و روشهاي‌ كاهش‌ درد در ستون‌ فقرات‌ و كمر يكي‌ از اهداف‌ محققان‌، مهندسان‌ و جامعه‌ پزشكي‌ مي‌باشد. يكي‌ از اشكالات‌ بسيار شايع‌ در اين‌ خصوص‌ مشكلات‌ بوجود آمده‌ در ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ و بيماريهاي‌ فتق‌ ديسك‌ مي‌باشد.

 فتق‌ ديسك‌ در ستون‌ فقرات‌ عارضه‌ ايست‌ كه‌ بصورت‌ گسترده‌ در جوامع‌ مختلف‌ وجود دارد. راههاي‌ مختلفي‌ براي‌ درمان‌ آن‌ پيشنهاد و اجرا شده‌ است‌ كه‌ اين‌ روش‌ها روز به‌ روز كامل‌تر شده‌ و پيشرفت‌ خودشان‌ را در درمان‌ اين‌ بيماري‌ نشان‌ مي‌دهند. براي‌ درمان‌ ضايعات‌ فتق‌ ديسك‌ وسايل‌ و تجهيزات‌ خاصي‌ ابداع‌ و ساخته‌ شده‌ است‌ كه‌ يكي‌ از اين‌ وسايل‌ كيج‌  (Cage)  مي‌باشد. كيج‌ وسيله‌ايست‌ كه‌ براي‌ درمان‌ فتق‌ ديسك‌ در ستون‌ فقرات‌ در نواحي‌ مختلف‌ آن‌ بكار مي‌رود. به‌ طور كلي‌ كيج‌ها وسايلي‌ هستند كه‌ جوش‌ خوردن‌ استخوان‌ را در ستون‌ فقرات‌ بويژه‌ در بيماريهاي‌ تخريب‌ و فتق‌ ديسك‌  (Degenerative)  تسريع‌ مي‌بخشد.

 كيج‌ها انواع‌ مختلفي‌ دارند كه‌ هر روز شاهد پيشرفت‌ در نوع‌ طراحي‌، جنس‌ و نوع‌ جاگذاري‌ آن‌ هستيم‌.

 [اوزون تراپی ]

 مروري‌ بر آناتومي‌

 ستون‌ فقرات‌ محور تنه‌ و اسكلت‌ آدمي‌ را تشكيل‌ مي‌دهد. اندام‌هاي‌ فوقاني‌ و تحتاني‌ بترتيب‌ توسط‌ كمربند شانه‌اي‌ و كمربند لگني‌ بر ستون‌ فقرات‌ تكيه‌ كرده‌ و به‌ آت‌ متصل‌ مي‌شوند. ستون‌ فقرات‌ از استخوان‌ مجزايي‌ بنام‌ مهره‌ كه‌ در يك‌ ستون‌ روي‌ هم‌ چيده‌ شده‌اند، تشكيل‌ شده‌ است‌. هر مهره‌ داراي‌ يك‌ بدنة‌ استوانه‌اي‌ است‌ كه‌ در تحمل‌ وزن‌ سهيم‌ است‌ و يك‌ قوس‌ استخواني‌  (Spinous process, lamina)  كه‌ نخاع‌ را حمايت‌ مي‌كند و به‌ صورت‌ پوششي‌ براي‌ آن‌ است‌. قوس‌ استخواني‌ توسط‌ دو استوانه‌ كوچك‌  (pedicle)  به‌ بدنه‌ متصل‌ شده‌ است‌. كانال‌ دايره‌اي‌ بين‌ بدنه‌، قوس‌ و  pedicle ها نخاع‌ را احاطه‌ مي‌كند و كانال‌ ستون‌ فقرات‌ نام‌ دارد. بين‌ بدنة‌ كيج‌ها را با عمل‌هاي‌ جراحي‌ در بين‌ مهره‌ها قرار مي‌دهند كه‌ در اين‌ جراحي‌ ضمن‌ نصب‌ كيج‌ عمل‌ فيوژن‌  (fusion)  نيز انجام‌ مي‌پذيرد. در عمل‌ فيوژن‌ يا همجوشي‌ معمولاً از استخوان‌ خود شخصي‌ براي‌ پيوند استخوان‌ استفاده‌ مي‌شود.

 با توجه‌ به‌ اينكه‌ امكان‌ بيرون‌ آوردن‌ كيج‌ از بدن‌ بيمار وجود دارد بنابراين‌ بايد مراحل‌ در طراحي‌ و ساخت‌ آن‌ با دقت‌ فراوان‌ انجام‌ پذيرد. تاكنون‌ مطالعات‌ چندي‌ به‌ منظور بررسي‌ اثر عوامل‌ مختلف‌ بر ميزان‌ تنشهاي‌ وارده‌ به‌ كيج‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ انجام‌ گرفته‌ كه‌ برخي‌ از آنها روي‌ بدن‌ انسان‌ در بعضي‌ روي‌ نمونه‌هاي‌ اجساد و برخي‌ ديگر روي‌ موشهاي‌ مصنوعي‌ انجام‌ شده‌اند، با توجه‌ به‌ مشكلاتي‌ كه‌ گريبان‌گير شيوه‌هاي‌ تجربي‌ است‌ مدلسازي‌ المان‌ محدود نيز به‌ عنوان‌ يكي‌ از روشهاي‌ مطالعه‌ مورد توجه‌ قرار گرفته‌ است‌.

 در اين‌ بررسي‌ قصد بر آن‌ است‌ كه‌ ضمن‌ ارائه‌ تاريخچه‌اي‌ از بوجود آمدن‌ و ابداع‌ كيج‌ها و  Spacer هاي‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ بيان‌ چگونگي‌ نيوژن‌ ستون‌ فقران‌ و روشهاي‌ جراحي‌ آن‌ پرداخته‌ شود. در اين‌ خصوص‌ مقايسه‌اي‌ بين‌ و كيج‌  LT  در كيج‌ مخروطي‌ وكيج‌  Jaguar  مستطيلي‌ با استفاده‌ از روشهاي‌  FEM  و نرم‌افزار Ansys  انجام‌ گرفته‌ كه‌ نتايج‌ آن‌ در فصل‌ آخر بيان‌ شده‌ است‌.

 

 آناتومي‌ ستون‌ فقرات‌[اوزون تراپی ]

 ستون‌ مهره‌  (Spine)  يكي‌ از پيچيده‌ترين‌ قسمتهاي‌ اسكلت‌ بدن‌ مي‌باشد. اين‌ ستون‌، اسكلت‌ محوري‌ بدن‌ را تشكيل‌ داده‌ و از طريق‌ آن‌ وزن‌ تنه‌، سر و گردن‌ و اندامها به‌ مفاصل‌ لگن‌ و اندامهاي‌ تحتاني‌ منتقل‌ مي‌شوند. ستون‌ مهره‌ از قاعدة‌ جمجمه‌ شروع‌ و تا ناحية‌ لگن‌ ادامه‌ دارد. تعدادمهره‌ها در ستون‌ فقرات‌ 33 عدد مي‌باشد ولي‌ بعلت‌ جوش‌ خوردن‌ مهره‌هاي‌ خاجي‌ و دنبالچه‌، در يك‌ فرد بالغ‌ ستون‌ فقرات‌ از 26 قطعه‌ تشكيل‌ مي‌شود. ستون‌ فقرات‌ از نيم‌ رخ‌ داراي‌ چهار انحنا است‌ كه‌ شامل‌ دو انحناء اوليه‌ و دو انحناء ثانويه‌ مي‌باشد. انحناهاي‌ مختلف‌ ستون‌ فقرات‌ باعث‌ توزيع‌ مناسب‌ نيرو گرديده‌ و از اعمال‌ فشار نامناسب‌ بر ستون‌ مهره‌ و لگن‌ جلوگيري‌ مي‌كند. در بعضي‌ از افراد ممكن‌ است‌ به‌ دلايل‌ پاتولوژيك‌ و يا تكامل‌ غير طبيعي‌ مهره‌ها، قوسهاي‌ غيرطبيعي‌ در ستون‌ فقرات‌ ايجاد شود، كه‌ در اين‌ صورت‌ بايد با عمل‌ جراحي‌ و با استفاده‌ از ايمپلانتهاي‌ مهره‌اي‌ اين‌ قوسها را تصحيح‌ نمود.

 

 تقسيم‌بندي‌ منطقه‌اي‌ ستون‌ مهره‌ها:

 1- مهره‌هاي‌ گردني‌  (Cervical Vertebral)  به‌ تعداد 7 مهر

 2- مهره‌هاي‌ سينه‌اي‌  (Thoracic Vertebral)  به‌ تعداد 12 مهره‌

 3- مهره‌هاي‌ كمري‌  (Lumbar Vertebral)  به‌ تعداد 5 مهره‌

 4- مهره‌هاي‌ ساكروم‌ يا خاجي‌  (Sacral Vertebral)  به‌ تعداد 5 عدد كه‌ بهم‌ جوش‌ خورده‌ و در بالغين‌ يك‌ عدد است‌.

 5- مهره‌ دنبالچه‌  (Coccyx) : يك‌ عدد بوده‌ كه‌ از جوش‌ خوردن‌ چهار مهره‌ ابتدايي‌ و تكامل‌ نيافته‌ ايجاد مي‌شود.

 

 ساختمان‌ مهره‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌[اوزون تراپی ]

 هر مهره‌ از دو بخش‌ اصلي‌ تشكيل‌ مي‌شود:

 1- تنه‌ مهره‌

 2- قوس‌ مهره‌

 - تنة‌ مهره‌ به‌ شكل‌ استوانه‌اي‌ است‌ كه‌ داراي‌ شش‌ سطح‌ مي‌باشد. سطح‌ فوقاني‌ و تحتاني‌ هر مهره‌ از طريق‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ با مهره‌هاي‌ مجاور مفصل‌ مي‌شود (مفصل‌ كاذب‌ غضروفي‌). در ضخامت‌ جسم‌ مهره‌ها بافت‌ اسفنجي‌ وجود دارد. هندسه‌ تنه‌ مهره‌ها در تحمل‌ وزن‌ اهميت‌ دارد.

 - قوس‌ مهره‌اي‌، از زوائدي‌ تشكيل‌ مي‌شود كه‌ نقش‌ اصلي‌ آنها محافظت‌ از نخاع‌ و حركت‌ در ستون‌ مهره‌ مي‌باشد.

 

 ويژگيهاي‌ قوس‌ مهره‌اي‌:

 هر قوس‌ مهره‌ در ايام‌ جنيني‌ از دو نيم‌ قوس‌ راست‌ و چپ‌ تشكيل‌ شده‌ كه‌ هر نيم‌ قوس‌ شامل‌ 1- لامينا  (Lamian)  2- پديكول‌ مي‌باشد.

 از بهم‌ رسيدن‌ لاميناهاي‌ راست‌ و چپ‌ در عقب‌، زائدة‌ خلفي‌ بنام‌ زائده‌ خاري‌ ايجاد مي‌شود.

 از محل‌ تلاقي‌ زائده‌ لامينا و زائده‌ پديكول‌ سه‌ زائده‌ خارج‌ مي‌شوند كه‌ عبارتند از:

 1- زائده‌ عرضي‌ كه‌ در جهت‌ عرضي‌ امتداد داشته‌ و اين‌ زائده‌ زوج‌ مي‌باشد.

 2- زائده‌ مفصلي‌ فوقاني‌ دو زائده‌ است‌ كه‌ به‌ سمت‌ بالا امتداد دارد.

 جهت‌ روية‌ مفصلي‌ آن‌ به‌ عقب‌ است‌. در زمان‌ حيات‌ رويه‌ مفصلي‌ با غضروف‌ پوشيده‌ شده‌ است‌.

 3- زائدة‌ مفصلي‌ تحتاني‌: 2 زائده‌ است‌ و رو به‌ پايين‌ امتداد دارد. جهت‌ روية‌ مفصلي‌ آن‌ به‌ جلو است‌.

 - بريدگي‌ مهره‌ تحتاني‌ در بالاي‌ هر پديكول‌ اين‌ بريدگي‌ كم‌ عمق‌ وجود دارد.

 سوراخ‌ بين‌ مهره‌اي‌ بريدگي‌هاي‌ فوِ در هر طرف‌ وقتي‌ كه‌ مهره‌ها به‌ واسطة‌ ديسكهاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ روي‌ هم‌ قرار مي‌گيرند تشكيل‌ سوراخ‌ بين‌ مهره‌اي‌ را مي‌دهند از اين‌ سوراخها طناب‌ نخاعي‌ عبور مي‌كند.

 

 انحناي‌ ستون‌ فقرات‌

 ستون‌ مهره‌ها شامل‌ 4 انحناء است‌:

 1- انحناي‌ ناحية‌ گردني‌

 اين‌ انحناء داراي‌ تحدب‌ قدامي‌ است‌ كه‌ تا دومين‌ مهرة‌ سينه‌اي‌ ادامه‌ دارد.

 2- انحناي‌ ناحية‌ سينه‌اي‌

 اين‌ انحناء داراي‌ تقعر قدامي‌ است‌.

 3- انحناي‌ ناحية‌ كمري‌

 اين‌ انحناء داراي‌ تحدب‌ قدامي‌ است‌ كه‌ از دوازدهمين‌ مهرة‌ سينه‌اي‌ شروع‌ مي‌شود اين‌ انحناي‌ ثانوي‌ در اواخر سال‌ اول‌ كه‌ بچه‌ از حالت‌ نشستن‌ وارد حالت‌ ايستادن‌ و راه‌ رفتن‌ مي‌شود، در مهره‌هاي‌ كمري‌ پديد مي‌آيد انحناي‌ كمري‌ در وضعيت‌ قائم‌ تشديد مي‌شود و تنه‌ مهره‌ها را به‌ جدار قدامي‌ شكم‌ نزديك‌ مي‌كند.

 4- انحناي‌ خاجي‌

 اين‌ انحناء داراي‌ تقعر قدامي‌ است‌ و براي‌ جا دادن‌ احشاي‌ لگني‌ مي‌باشد.

 

 خصوصيات‌ مهره‌هاي‌ كمري‌

 1- فاقد رويه‌ مفصلي‌ براي‌ دنده‌ها هستند.

 2- فاقد سوراخ‌ عرضي‌ هستند.[اوزون تراپی ]

 3- تنه‌ مهره‌ درشت‌تر از ساير مهره‌ها است‌. ارتفاع‌ تنه‌ پنجمين‌ مهرة‌ كمري‌ (5 L ) در طرف‌ جلو بيشتر از طرف‌ عقب‌ است‌. تنه‌ چهارمين‌ مهره‌ كمري‌ با بلندترين‌ نقطه‌ ستيغ‌ خاصره‌ همسطح‌ است‌.

 4- سوراخ‌ مهره‌ سه‌ گوش‌ است‌. از سوراخ‌ مهره‌هاي‌ سينه‌اي‌ بزرگتر و از سوراخ‌ مهره‌هاي‌ گردني‌ كوچكتر است‌.

 5- زائدة‌ خاري‌ افقي‌، چهارگوش‌ و ضخيم‌ است‌.

 6- روائد عرضي‌ باريك‌ و طويل‌ است‌. زائدة‌ فرعي‌ برجستگي‌ است‌ كه‌ در قسمت‌ خلفي‌ ريشة‌ آنها ديده‌ مي‌شود. زائده‌هاي‌ عرضي‌ مهرة‌ پنجم‌ كمري‌ حجيم‌ است‌ و به‌ آن‌ رباط‌ خاصره‌اي‌ كمري‌ اتصال‌ مي‌يابد.

 7- زوائد مفصلي‌: روية‌ مفصلي‌ زوائد فوقاني‌ ناوداني‌ و عمودي‌ است‌ در كنار خلفي‌ آنها زائدة‌ پستاني‌ وجود دارد. روية‌ مفصلي‌ زائده‌هاي‌ تحتاني‌ محدب‌ و استوانه‌اي‌ است‌ و باعث‌ فلكسيون‌  (Flexion)  و اندكي‌ اكتانسيون‌  (Extension) مي‌شود و حركت‌ چرخشي‌ را شديداً محدود مي‌كند. زائده‌ مفصلي‌ تحتاني‌ مهرة‌ پنجم‌ كمري‌ تخت‌ است‌ و با زائدة‌ مفصلي‌ فوقاني‌ اولين‌ مهرة‌ ساكروم‌ جفت‌ مي‌گردد.

 ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌  (Intervertebral Disc) :

 ديسكهاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ بيست‌ تا سي‌ درصد كل‌ ارتفاع‌ ستون‌ فقرات‌ را تشكيل‌ مي‌دهد. ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ از سه‌ قسمت‌ مجزا تشكيل‌ شده‌ است‌:

 1- هستة‌ نرم‌ قسمت‌ يا هستة‌ مركزي‌

 2- حلقة‌ محيطي‌ يا حلقة‌ فيبري‌

 3- صفحات‌ انتهائي‌ غضروفي‌

 هستة‌ نرم‌ يك‌ ناحية‌ مركزي‌ است‌ كه‌ شامل‌ يك‌ شبكه‌ ژلاتيني‌ و نيم‌ شفاف‌ از رشته‌هاي‌ فيبري‌ نرم‌ است‌. هستة‌ محتوي‌ 7% تا 9% آب‌ مي‌باشد كه‌ در دوران‌ خردسالي‌ بيشترين‌ مقدار را دارد و با سن‌ كاهش‌ مي‌يابد. هسته‌هاي‌ كمري‌ 30% تا 50% كل‌ سطح‌ مقطع‌ ديسك‌ را تشكيل‌ مي‌دهند. اندازة‌ هسته‌ و همچنين‌ ظرفيت‌ تورم‌ در نواحي‌ گردني‌ و كمري‌ بيشتر است‌.

 - حلقة‌ فيبري‌ يك‌ بخش‌ از ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ است‌ كه‌ بتدريج‌ از مركز به‌ بيرون‌ مي‌توان‌ آن‌ را بطور مجزا تشخيص‌ داد. حلقة‌ فيبري‌ مرز خارجي‌ ديسك‌ را تشكيل‌ مي‌دهد اين‌ ساختار شامل‌ بافت‌ فيبري‌ در باندهاي‌ تيغه‌اي‌ متمركز مي‌باشد. فايبرها در يك‌ وضعيت‌ مارپيچ‌ (حلزوني‌) قرار دارند. پيچش‌ اين‌ فايبرها در يك‌ باند هم‌ جهت‌ است‌ اما در هر دو باند مجاور جهت‌ آنها مخالف‌ يكديگر است‌.

 فايبرها در وضعيت‌ ْ30 نسبت‌ به‌ صفحة‌ ديسك‌ قرار دارند. بنابراين‌ زاوية‌ بين‌ آنها در دو باند مجاور ْ160 مي‌باشد.

 - فايبرهاي‌ حلقه‌ محيطي‌ در نواحي‌ داخلي‌، به‌ صفحات‌ انتهايي‌ غضروفي‌ متصل‌ مي‌شوند درحاليكه‌ در نواحي‌ بيروني‌تر، آنها مستقيماً به‌ بافت‌ استخواني‌ بدنة‌ مهره‌ متصل‌ مي‌شوند و به‌ آنها فايبرهاي‌  Sharpey  گفته‌ مي‌شود.

 اين‌ اتصال‌ به‌ مهره‌ قويتر از ديگر اتصالات‌ مركزي‌ است‌ كه‌ يك‌ مشخصة‌ مفيد در ارزيابي‌ كلينيكي‌ صدمات‌ ستون‌ فقرات‌، پايداري‌ كلينيكي‌ و ساختارهاي‌ جراحي‌ مي‌باشد.

 

 

 ليگامنت‌ها  (Ligaments) :

 ليگامنتها باندهاي‌ فيبروزي‌ هستند كه‌ موجب‌ افزايش‌ قدرت‌ مفاصل‌ مهره‌اي‌ شده‌ و از بين‌ هر مهره‌ در امتداد ستون‌ فقرات‌ عبور كرده‌ و وظيفة‌ آن‌ محدود كردن‌ حركات‌ اضافي‌ مفصل‌ مي‌باشد.

 ليگامنتهاي‌ ستون‌ فقرات‌ عبارتند از:

 1- ليگامنت‌ طولي‌ قدامي‌  (Anterior Longitudinal Ligament)

 2- ليگامنت‌ طولي‌ خلفي‌  (Posterior Longitudinal Ligament)

 3- ليگامنت‌ كپسولي‌  (Capsular Ligament)

 4- ليگامنت‌ عرضي‌  (Transverse Ligament)

 5- ليگامنت‌ فلاوم‌  (Flvum Ligament)

 6- ليگامنت‌ بين‌ زائدة‌ خاري‌  (Interspinous Ligament)

 7- ليگامنت‌ روي‌ زائده‌ خاري‌  (Supraspinous Ligament)

 ليگامنتهاي‌ طولي‌ قدامي‌ و خلفي‌ وديسك‌ بين‌ آنها المانهاي‌ قدامي‌ و بقية‌ ليگامنتها المانهاي‌ خلفي‌ ناميده‌ مي‌شود. قوي‌ترين‌ ليگامنتها، ليگامنت‌ طولي‌ قدامي‌ و ليگامنت‌ كپسولي‌ هستند ولي‌ ليگامنت‌ طولي‌ خلفي‌ به‌ علت‌ نزديكي‌ به‌ نخاع‌ از اهميت‌ بيشتري‌ برخوردار است‌ واگر به‌ سمت‌ خلف‌ مهره‌ حركت‌ كند و باعث‌ شود كه‌ خون‌ به‌ سيستم‌ عصبي‌ نرسد، بعد از شش‌ ساعت‌ سيستم‌ عصبي‌ از كار مي‌افتد.

 بيومكانيك‌ مهره‌  Biomechanics of Vertebral

 ستون‌ فقرات‌ داراي‌ يك‌ ساختار مكانيكي‌ است‌. مهره‌ها به‌ صورت‌ يك‌ حالت‌ كنترل‌ شده‌ و متعادل‌ در يك‌ سيستم‌ پيچيده‌ از مفاصل‌، ليگامنتها و زائده‌ به‌ يكديگر متصل‌ مي‌باشند. اين‌ ساختار بلند، استوانه‌اي‌ شكل‌، ليگامنتي‌ و استخواني‌ بوسيلة‌ قفسة‌ سينه‌ بطور قابل‌ ملاحظه‌اي‌ محكم‌ شده‌ است‌. گرچه‌ ستون‌ فقرات‌ داراي‌ پايداري‌ ذاتي‌ ليگامنتي‌ مي‌باشد اما بخش‌ عمدة‌ پايداري‌ مكانيكي‌ آن‌ بدليل‌ ساختارهاي‌ ديناميكي‌ خيلي‌ وسيع‌ عصبي‌ - عضلاني‌ و يك‌ سيستم‌ كنترلي‌ است‌. ساختار ستون‌ فقرات‌ بگونه‌اي‌ طراحي‌ شده‌ است‌ كه‌ از نخاع‌ كه‌ در مركزش‌ قرار دارد به‌ خوبي‌ حمايت‌ مي‌كند.

 ستون‌ فقرات‌ داراي‌ حداقل‌ سه‌ عملكرد بيومكانيكي‌ زير مي‌باشد:

 1- انتقال‌ وزن‌ و ممانهاي‌ خمشي‌ سر و تنه‌ به‌ لگن‌

 2- اجازة‌ حركت‌ فيزيولوژيكي‌ بين‌ اين‌ سه‌ بخش‌ بدن‌

 3- حمايت‌ از نخاع‌ ظريف‌ و حساس‌ در برابر نيروهاي‌ مخرب‌ پتانسيلي‌ يا حركات‌ توليد شده‌ در اثر ضربه‌، كه‌ اين‌ مهمترين‌ عملكرد مي‌باشد. طول‌ ستون‌ مهره‌ بطور متوسط‌ در مردان‌ 70 سانتيمتر و در زنان‌ 60 سانتيمتر مي‌باشد. در حال‌ ايستاده‌ بعلت‌ انحناهاي‌ ستون‌ فقرات‌ حدود 2 سانتيمتر از طول‌ آن‌ كم‌ مي‌شود. در افراد مسن‌ از طول‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ علل‌ كم‌ شدن‌ ارتفاع‌ ديسك‌هاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ و تشديد انحناهاي‌ ستون‌ فقرات‌، ارتفاع‌ ستون‌ مهره‌ به‌ ميزان‌ بيشتري‌ كمتر مي‌شود. حداكثر وزني‌ كه‌ يك‌ ستون‌ مهره‌ مي‌تواند بدون‌ خرد شدن‌ تحمل‌ كند، 355 كيلوگرم‌ و حداكثر كششي‌ كه‌ مي‌تواند تحمل‌ كند بدون‌ آنكه‌ مهره‌ها از هم‌ جدا شوند 152 كيلوگرم‌ مي‌باشد.

 ضعيف‌ترين‌ قسمت‌ يك‌ ستون‌ مهره‌ ناحيه‌ گردن‌ است‌ كه‌ كمترين‌ وزن‌ بدن‌ را تحمل‌ مي‌كند. صدمات‌، بيشتر بر روي‌ ستون‌ مهره‌ در نقاطي‌ اتفاِ مي‌افتد كه‌:

 1- يك‌ قسمت‌ نسبتاً ثابت‌ ناحيه‌ ستون‌ مهره‌اي‌ به‌ يك‌ قسمت‌ نسبتاً متحرك‌ مي‌پيوندد مانند نحية‌ سينه‌اي‌ - كمري‌.

 2- جايي‌ كه‌ نيرو به‌ طريقة‌ اهرمي‌ اثر مي‌گذارد، مانند زائدة‌  Dens  و ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌

 3- جائيكه‌ نيرو بطور مستقيم‌ اثر كند، مانند دنبالچه‌.

 

 مكانيزم‌ انتقال‌ بار در مهره‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌[اوزون تراپی ]

 گرچه‌ رويه‌هاي‌ مفصلي‌ مقداري‌ از بار فشاري‌ را انتقال‌ مي‌دهند، اما تنة‌ مهره‌ سهم‌ عمده‌اي‌ را در انتقال‌ بار بعهده‌ دارد. اين‌ بار از طريق‌ صفحات‌ انتهائي‌ تحتاني‌ از دو طريق‌ منتقل‌ مي‌شود:

 1- پوستة‌ كورتيكال‌

 2- هستة‌ اسفنجي‌

 سهم‌ نسبي‌ اين‌ دو بخش‌ در انتقال‌ بار متفاوت‌ بوده‌ و در نتايج‌ تحقيقات‌ محققان‌ بطور متفاوت‌ ارائه‌ گرديده‌اند. نتايج‌ يكي‌ از مطالعات‌ بيانگر اينست‌ كه‌ سهم‌ انتقال‌ بار پوستة‌ كورتيكال‌ بيشتر از استخوان‌ اسفنجي‌ مي‌باشد و در تحقيقات‌ ديگر عنوان‌ گرديده‌ كه‌ ديوارة‌ جارجي‌ يك‌ مهره‌ با توجه‌ به‌ ضخامت‌ اندك‌ آن‌ تنها سهم‌ كمي‌ در انتقال‌ بار دارد.

 

 نيروهاي‌ وارد بر ايمپلنتهاي‌ ستون‌ فقرات‌

 به‌ طور كلي‌ ايمپلنتهاي‌ مورد مصرف‌ در درمان‌ نارسائي‌ها و جراحات‌ ستون‌ فقرات‌، در دوره‌ درمان‌ بارگذاري‌هاي‌ زير را متحمل‌ مي‌شوند:

 الف‌) بارهاي‌ استاتيكي‌  (Static Loads) : ناشي‌ از وزن‌ ساختار ستون‌ فقرات‌ و اندام‌ فوقاني‌ و  Trunk .

 ب‌) بارهاي‌ كاري‌  (Working Loads) : در اثر حركت‌ فرد و بار برداري‌ احتمالي‌ در وضعيتهاي‌ مختلف‌.

 ج‌) بارهاي‌ ارتعاشي‌  (Vibratory Loads) : با فركانس‌ و دامنه‌ كم‌ در اثر عمل‌ تنفس‌.

 د) بارهاي‌ اتفاقي‌  (Accidental Loads)B  اعمال‌ نيروهاي‌ اتفاقي‌ و شوكي‌

 اعمال‌ بارهاي‌ تكراري‌ و بعبارتي‌ سيكلي‌ و تنشهاي‌ سيكلي‌ مي‌تواند در اين‌ ايمپلنتها به‌ ايجاد عيوب‌ ريز ساختار منجر شود. اين‌ عيوب‌ با ادامه‌ سيكلهاي‌ بارگذاري‌ جمع‌ شده‌ و مي‌تواند در حد ترك‌ و يا ديگر عيوب‌ گسترش‌ يابند كه‌ نهايتاً به‌ گسيختگي‌ و يا شكست‌ خستگي‌ ايمپلنت‌ موردنظر مي‌انجامد.

 از طرفي‌ در ستون‌ فقرات‌ اينسترومنته‌ شده‌، با گذشت‌ زمان‌ مهره‌ معيوب‌ التيام‌ يافته‌ (و يا در صورت‌ اعمال‌ گرافت‌ استخواني‌ همجوشي‌ رخ‌ داده‌) و استخوان‌ رو به‌ بهبودي‌ رفته‌ و ميزان‌ بار حمل‌ شده‌ از سوي‌ ستون‌ فقرات‌ افزايش‌ مي‌يابد و به‌ همين‌ نسبت‌ بار كمتري‌ به‌ ايمپلنت‌ وارد مي‌شود. در حقيقت‌ با گذشت‌ زمان‌ مسابقه‌اي‌ ميان‌ خستگي‌ ايمپلنت‌ و همجوشي‌ استخوان‌  (Bone Fusion)  وجود دارد.

 امروزه‌ پس‌ از طراحي‌ و ساخت‌ يك‌ ثابت‌ كننده‌ ستون‌ مهره‌اي‌ از نوع‌ داخلي‌ (Internal) ، توان‌ بيومكانيكي‌ وسيله‌ در برقراري‌ پايداري‌ ستون‌ مهره‌ آسيب‌ ديده‌ مطالعه‌ مي‌گردد. ارزيابي‌ توان‌ بيومكانيكي‌ يك‌ وسيله‌ در شرايط‌ واقعي‌ فيزيولوژيكي‌  (In - Vivo)  تحت‌ شرايط‌ بارگذاري‌ بسيار نزديك‌ به‌ شرايط‌ واقعي‌ بدن‌ و حركات‌ بدن‌ مستلزم‌ مطالعات‌ طولاني‌ و صرف‌ هزينه‌هاي‌ فراوان‌ مي‌باشد. بدين‌ لحاظ‌ امروزه‌ محققين‌ بمنظور ارزيابي‌ توان‌ بيومكانيكي‌ وسائل‌ تثبيت‌ كننده‌ از روشهاي‌ شبيه‌ سازي‌ استفاده‌ مي‌كنند.

 تعيين‌ الگوهاي‌ شكست‌ در اثر اعمال‌ بار

 بطور كلي‌ سه‌ نوع‌ الگوي‌ شكست‌ براي‌ صفحات‌ انتهايي‌ بوسيلة‌  Perry  ارائه‌ شده‌ است‌.

 1- مركزي‌  (Central)

 2- محيطي‌  (Peripheral)

 3- كل‌ صفحة‌ انتهائي‌  (Entire End Plate)[اوزون تراپی ]

 

 مقاومت‌ فشاري‌ مهره‌ها

 تعيين‌ مقاومت‌ فشاري‌ مهره‌ها از اوايل‌ پيدايش‌ علم‌ بيومكانيكي‌ موضوع‌ تحقيقات‌ دانشمندان‌ اين‌ رشته‌ بوده‌ است‌. موضوع‌ پرتاب‌ خلبان‌  (Piolt - Ejection) يكي‌ از مواردي‌ است‌ كه‌ لازمة‌ آن‌ تعيين‌ مقاومت‌ فشاري‌ مهره‌ مي‌باشد. به‌ طور كلي‌ مسئله‌ پرتاب‌ خلبان‌ از هواپيمايي‌ با سرعت‌ بالا به‌ كمك‌ يك‌ راكت‌ متصل‌ به‌ صندلي‌ موضوعي‌ است‌ كه‌ براي‌ مينيمم‌ كردن‌ ميزان‌ صدمه‌ به‌ ستون‌ فقرات‌ در زمان‌ پرتاب‌ لازم‌ است‌ كه‌ از يك‌ شتاب‌ پرتاب‌ ايمن‌ استفاده‌ شود و اين‌ احتياج‌ به‌ يك‌ دانش‌ دقيق‌ از مقاومت‌ آستانة‌ مهره‌ها دارد.

 به‌ طور كلي‌ مقاومت‌ مهره‌ها با افزايش‌ سن‌ بويژه‌ بعد از سن‌ 40 سالگي‌ كاهش‌ مي‌يابد.

 Bell  و همكارانش‌ نشان‌ دادند كه‌ يك‌ ارتباط‌ معين‌ بين‌ مقاومت‌ (تنش‌ شكست‌) و ميزان‌ بافت‌ استخواني‌ مهره‌ها وجود دارد.

 نقطه‌ نظر مهم‌ ديگري‌ كه‌ بوسيله‌ بل‌ و همكارانش‌ گزارش‌ شد اين‌ بود كه‌ يك‌ فرسايش‌ اندك‌ در بافت‌ استخواني‌ موجب‌ كاهش‌ قابل‌ ملاحظه‌اي‌ در مقاومت‌ مهره‌ مي‌گردد.

 

 نيروهاي‌ وارد بر ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌  (inter retebrol Disc)

 ديسك‌ بزرگترين‌ ساختار بدن‌ انسان‌ است‌ كه‌ بدون‌ رگهاي‌ خوني‌ (Avascular)  مي‌باشد و به‌ عنوان‌ يك‌ سيستم‌ قابل‌ انعطاف‌ باعث‌ ايجاد فاصله‌ بين‌ مهره‌هاي‌ مجاور مي‌گردد و نيروهاي‌ ماهيچه‌اي‌ و گرانشي‌ كه‌ بارهاي‌ فشاري‌ از آنها حاصل‌ مي‌شوند را منتقل‌ مي‌كند.

 ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ كه‌ اعمال‌ زيادي‌ را انجام‌ مي‌دهد در معرض‌ انواع‌ نيروها و ممانها قرار مي‌گيرد. هنگامي‌ كه‌ يك‌ شخص‌ در وضعيت‌ آناتوميكي‌ ايستاده‌ است‌ نيروهاي‌ وارد به‌ يك‌ ديسك‌ بيشتر از وزن‌ تنة‌ بالاي‌ ديسك‌ است‌.

 Nachemsone  و همكارانش‌ نشان‌ دادند كه‌ نيروي‌ وارد به‌ يك‌ ديسك‌ كمري‌ در يك‌ موقعيت‌ نشسته‌ سه‌ برابر بيشتر از وزن‌ تنة‌ بالاي‌ آن‌ مي‌باشد بعلاوه‌ با هر فعاليتي‌ كه‌ بارهاي‌ ديناميكي‌ هم‌ درگير مي‌شوند (مانند پريدن‌ و ضربه‌) بارهاي‌ واقعي‌ بر روي‌ ديسك‌ خيلي‌ بيشتر و شايد تا دو برابر موقعيتهاي‌ استاتيك‌ برسد. اين‌ بارها به‌ طور كلي‌ فشاري‌ مي‌باشند و تنش‌هاي‌ فشاري‌ در ديسك‌ ايجاد مي‌كنند.

 ديك‌ همچنين‌ در معرض‌ انواع‌ بارها وتنشهاي‌ ديگر نيز قرار مي‌گيرد. تنشهاي‌ كششي‌ در بخشهاي‌ معيني‌ از ديسك‌ در طي‌ حركات‌ فلكسشن‌ و اكستنشن‌ و خمش‌ جانبي‌  (Lateral Bending)  به‌ وجود مي‌آيند.

 چرخش‌ محوري‌ تنه‌ نسبت‌ به‌ لگن‌ باعث‌ به‌ وجود آمدن‌ بارهاي‌ پيچشي‌ و در نتيجة‌ تنشهاي‌ برشي‌ در ديسك‌ مي‌گردد. چرخش‌ و خمش‌ در ديسك‌ باعث‌ ايجاد تنشهاي‌ كششي‌ و فشاري‌ و برشي‌ خواهد شد.

 

 تست‌ مقاومت‌ فشاري‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌

 تست‌ فشار عمومي‌ترين‌ تست‌ مكانيكي‌ براي‌ مطالعة‌ ديسك‌ مي‌باشد چرا كه‌ ديسك‌ جز اصلي‌ انتقال‌ فشار ستون‌ فقرات‌ است‌. آزمايش‌هاي‌ زيادي‌ براي‌ تعيين‌ خواص‌ فشاري‌ ديسك‌ انجام‌ شده‌ است‌. يك‌ نمونه‌ آزمايش‌ با يك‌ ساختار شامل‌ يك‌ ديسك‌ كمري‌ با ليگامنتهاي‌ طولي‌ قدامي‌ و خلفي‌ سالم‌ يك‌ ضخامت‌ نازك‌ استخوان‌ در هر طرف‌ آن‌ مي‌باشد. نمونه‌ در يك‌ دستگاه‌ تست‌ فشار قرار داده‌ مي‌شود. اين‌ دستگاه‌ قادر است‌ كه‌ بار فشاري‌ كنترل‌ شده‌اي‌ را اعمال‌ نمايد. بار اعمال‌ شده‌ به‌ نمونه‌ و تغيير شكل‌ بوجود آمده‌ در آن‌ به‌ طور پيوسته‌ ثبت‌ مي‌شود.

 منحني‌ بار - جابجايي‌ از نوع‌ سيگموئيد است‌ كه‌ در ابتدا داراي‌ تقعري‌ به‌ طرف‌ محور بار دارد و سپس‌ درفاز نهايي‌ درست‌ قبل‌ از شكست‌ بوسيلة‌ يك‌ خط‌ مستقيم‌ و يك‌ تحدب‌ به‌ طور محور بار دنبال‌ مي‌شود. چنين‌ نموداري‌ بر اين‌ دلالت‌ دارد كه‌ ديسك‌ در بارگذاريهاي‌ پايين‌ مقاومت‌ خيلي‌ كمي‌ را مهيا مي‌كند اما وقتي‌ بارگذاري‌ افزايش‌ مي‌يابد ديسك‌ سفت‌تر مي‌شود. بنابراين‌ ديسك‌ در بارگذاريهاي‌ پايين‌ انعطاف‌پذيري‌ و در بارگذاريهاي‌ بالا پايداري‌ را از خود بروز مي‌دهد.[اوزون تراپی ]

 

 

 خصوصيات‌ كششي‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌

 به‌ دليل‌ چرخش‌ حول‌ محورهاي‌ آني‌، برخي‌ از قسمتهاي‌ ديسك‌ هميشه‌ در معرض‌ تنشهاي‌ كششي‌ - محوري‌ در طي‌ اين‌ فعاليتها قرار مي‌گيرند. چرخش‌ محوري‌ ستون‌ فقرات‌ همچنين‌ تنش‌ كششي‌ توليد مي‌كند كه‌ زاويه‌ 45 درجه‌ نسبت‌ به‌ محور ستون‌ فقرات‌ ايجاد مي‌شود. بارگذاري‌ فشاري‌ نيز تنش‌هاي‌ كششي‌ توليد مي‌كند.

 نتايج‌ آزمايش‌هاي‌ سختي‌ و همچنين‌ مقاومت‌ به‌ طور واضح‌ نشان‌ مي‌دهد كه‌ ديسك‌ يك‌ ساختار كاملاً غير همسانگرد  (Anisotropic)  است‌. اين‌ ساختار به‌ خصوص‌، براي‌ مقاومت‌ در برابر انواع‌ معين‌ از بارگذاري‌ها، با حداكثر كارآيي‌، بهينه‌ شده‌ است‌.

 در مطالعاتي‌ كه‌ بر روي‌ خواص‌ كششي‌ ديسك‌ بعنوان‌ يك‌ ساختار، بوسيلة‌ ماركف‌ انجام‌ شد، آنها دريافتند كه‌ ديسك‌ در كشش‌ نسبت‌ به‌ فشار ضعيف‌تر است‌.

 

 بارهاي‌ خمشي‌ وارد بر ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌

 بارهاي‌ خمشي‌ و پيچشي‌ به‌ دليل‌ اينكه‌ بيشترين‌ تخريب‌ ديسك‌ را باعث‌ مي‌شوند، توجه‌ بيشتري‌ را به‌ خود معطوف‌ كرده‌اند. خمش‌ 6 الي‌ 8 درجه‌ در صفحات‌ ساجيتال‌، فرونتال‌ و ديگر صفحات‌ عمودي‌، منجحر به‌ شكست‌ ديسك‌ كمري‌ نمي‌شود.

 ديگر يافتة‌ مهم‌ مربوط‌ به‌ تورم‌ ديسك‌ در طي‌ حركات‌ فيزيولوژيك‌ طبيعي‌ يم‌ باشد. ديسك‌ در طي‌ فلكسشن‌ بطورقدامي‌ و در طي‌ اكستنشن‌ بطور خلفي‌ متورم‌ مي‌گردد.

 همچنين‌ زمانيكه‌ ديسك‌ پاره‌ مي‌شود مادة‌ ژله‌اي‌ آبكي‌ آن‌ از مركز ديسك‌ به‌ بيرون‌ نشت‌ مي‌كند اين‌ نشتي‌ اثر ضربه‌ را كاهش‌ داده‌ و بعضي‌ اوقات‌ عصب‌ را تحت‌ فشار قرار مي‌دهد و باعث‌ درد در پا مي‌شود.

 آزمايشات‌ پيچشي‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌

 در آزمايش‌ پيچش‌ ساختار مهره‌ - ديسك‌ - مهره‌ تحت‌ بارگذاري‌ پيچشي‌ حول‌ يك‌ محور ثابت‌ گذرانده‌ از قسمت‌ خلفي‌ ديسك‌ قرار مي‌گيرد. گشتاور اعمال‌ مي‌شود و زاوية‌ تغيير شكل‌ بطور پيوسته‌ اندازه‌گيري‌ مي‌گردد تا زمانيكه‌ شكست‌ روي‌ مي‌دهد.

 Farfan  و همكارانش‌ دريافتند كه‌ متوسط‌ گشتارو شكست‌ براي‌ ديسكهاي‌ طبيعي‌ 60% بيشتر از ديسكهاي‌ غيرطبيعي‌ مي‌باشد و متوسط‌ زاوية‌ شكست‌ براي‌ ديسكهاي‌ طبيعي‌ 16 درجه‌ و براي‌ ديسكهاي‌ غيرطبيعي‌ 5/14 درجه‌ مي‌باشد.

 

 مشاهدات‌ سفتي‌ برشي‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌

 گرچه‌ ديسك‌ در معرض‌ تنش‌هاي‌ برشي‌ در طي‌ بارگذاري‌ پيچشي‌ قرار مي‌گيرد اما اين‌ توزيع‌ تنش‌ يكنواخت‌ نبوده‌ و در امتداد محيطي‌ زياد و در مركز كم‌ مي‌باشد.

 مشاهده‌ شد كه‌ سختي‌ برشي‌ در صفحه‌ افقي‌ در جهت‌ (قدامي‌، خلفي‌ و جانبي‌) حدود  N/mm  260 مي‌باشد. اين‌ مقدار بالاست‌ و از نظر كلينيكي‌ با اهميت‌ مي‌باشد و نشان‌ مي‌دهد كه‌ يك‌ نيروي‌ نسبتاً زياد براي‌ جابجايي‌ افقي‌ يك‌ ديسك‌ طبيعي‌ لازم‌ مي‌شود و اين‌ بدان‌ معناست‌ كه‌ نسبتاً بندرت‌ شكست‌ آنولوس‌ به‌ دليل‌ بارهاي‌ برشي‌ خالص‌ اتفاِ مي‌افتد. مشاهدات‌ كلينيكي‌ گسيختگي‌هاي‌ آنولوس‌ دلالت‌ بر اين‌ دارد كه‌ ديسك‌ به‌ دليل‌ تركيباتي‌ از بارهاي‌ خمشي‌، پيچشي‌ و كششي‌ شكست‌ مي‌يابد.

 

 خصوصيات‌ بيومكانيكي‌ ليگامنت‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌

 ليگامنتها نقش‌ مكانيكي‌ غيرفعال‌  (Passive)  در پايداري‌ مفاصل‌ و هدايت‌ حركت‌ مفصل‌ دارند. رفتار مكانيكي‌ ليگامنتها شبيه‌ ساير بافتهاي‌ نرم‌، ويسكوالاستيك‌ غيرخطي‌ است‌. ولي‌ داراي‌ خصوصيات‌ ديگري‌ مي‌باشد كه‌ به‌ مفصل‌ اجازة‌ انعطاف‌ پذيري‌ مي‌دهد. درحاليكه‌ پايداري‌ آنرا نيز حفظ‌ مي‌نمايد. ليگامنت‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ با مقدار اندكي‌ پيش‌ كشش‌، جسم‌ مهره‌ها را به‌ يكديگر متصل‌ مي‌كند. ميزان‌ اين‌ پيش‌ كش‌ برحسب‌ سن‌ متغير است‌.

 چازا و همكارانش‌ رفتان‌ تنش‌ - كرنش‌ ليگامنتهاي‌ ستون‌ فقرات‌ را به‌ تفصيل‌ گزارش‌ كرده‌اند. منحني‌هاي‌ بار - تغيير شكل‌ عموماً داراي‌ يك‌ شكل‌  S  مانند هستند.

 حين‌ سيكلهاي‌ بارگذاري‌ - باربرداري‌، ليگامنت‌ها از خود خواص‌ الاستيك‌ به‌ همراه‌ مقداري‌ اتلاف‌ انرژي‌ در اثر  Hysteresis  بروز مي‌دهند. اين‌ مسأله‌ براي‌ Ligamentum Flavum  نسبتاً آشكارا است‌. ليگامنتهاي‌ طولي‌ قدامي‌ و خلفي‌ و ليگامنت‌ فلاوم‌ محكم‌ترين‌ ليگامنتهاي‌ تست‌ شده‌ بودند.

 

 بيماريها و ناهنجاري‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌[اوزون تراپی ]

 بيشترين‌ صدمات‌ و عوارض‌ ستون‌ فقرات‌ را مي‌توان‌ در:

 1- انواع‌ شكستهاي‌ مهره‌اي‌ ستون‌ فقرات‌

 2- لغزش‌ قدامي‌ جسم‌ مهره‌اي‌  (Spondylolisthesis)

 3- تغيير شكلهاي‌ ستون‌ فقرات‌ مانند اسكوليوسيس‌  (Scoliosis)  و كيفوسيس‌  (Kiphosis)

 4- عوارض‌ دژنراتيو ستون‌ فقرات‌

 دسته‌بندي‌ نمود.

 

 شكستهاي‌ مهره‌اي‌ ستون‌ فقرات‌

 آناتومي‌ پيچيدة‌ ستون‌ فقرات‌ و خواص‌ بيومكانيكي‌ آن‌ اجازة‌ تحمل‌ نيروها و بارهاي‌ بزرگي‌ را به‌ آن‌ مي‌دهد. وقتيكه‌ اين‌ نيروها و بارها از حد معيني‌ تجاوز كنند، خواه‌ اين‌ نيروها از نوع‌ محوري‌، فلكسشن‌، اكستنشن‌، چرخشي‌ و برشي‌ باشند باعث‌ بروز جراحات‌ و شكستگي‌ در ستون‌ فقرات‌ مي‌گردند.

 شكست‌ها بر دو نوعند:

 شكست‌هاي‌ ظريف‌

 شكست‌هاي‌ اساسي‌

 شكست‌هاي‌ ظريف‌

 در اين‌ شكست‌ها اجزاي‌ مهره‌ شكسته‌ و جدا مي‌شوند اما باعث‌ ايجاد ناپايداري‌ در ستون‌ فقرات‌ نمي‌گردند و شامل‌:

 - شكست‌هاي‌ زوائد آرتيكولار و زوائد عرضي‌

 - شكست‌هاي‌ زوائد خاري‌ - شوكي‌

 

 شكست‌هاي‌ اساسي‌[اوزون تراپی ]

 اين‌ شكست‌ها به‌ چهار نوع‌ دسته‌بندي‌ مي‌شوند:

 - شكست‌هاي‌ فشاري‌

 - شكست‌هاي‌ تلاشي‌

 - شكست‌  Seat Belt

 - شكست‌ - نابجايي‌

 

 شكست‌هاي‌ فشاري‌

 اين‌ شكستها بر اثر اعمال‌ فشار بر بخش‌ قدامي‌ مهره‌ ايجاد مي‌شوند. بخش‌هاي‌ مياني‌ و خلفي‌ مهره‌ سالم‌ مي‌مانند. مشاهدات‌ پرو اشعة‌  X  حاكي‌ از روي‌ دادن‌ موارد ذيل‌ است‌:

 - كاهش‌ ارتفاع‌ جسم‌ مهره‌

 - سالم‌ ماندن‌ بخش‌ خلفي‌ جسم‌ مهره‌

 - افزايش‌ فاصلة‌ بين‌ زوائد خاري‌

 مشاهدات‌ سي‌تي‌اسكن‌ بيانگر موارد ذيل‌ مي‌باشد:

 - هيچ‌ آسيبي‌ به‌ كانال‌ نخاعي‌ وارد نمي‌شود.

 - ديوارة‌ خلفي‌ جسم‌ مهره‌اي‌ سالم‌ مي‌ماند.

 

 شكست‌هاي‌ تلاشي‌

 در اين‌ نوع‌ شكستها، علت‌ متلاشي‌ شدن‌ جسم‌ مهره‌، بر اثر اعمال‌ فشار محوري‌ مي‌باشد و بخش‌هاي‌ مياني‌ و قدامي‌ مهره‌ نيز درگير مي‌شوند. مشاهدات‌ پرتو اشعة‌  X  حاكي‌ از روي‌ دادن‌ موارد ذيل‌ است‌:

 - كاهش‌ ارتفاع‌ جسم‌ مهره‌

 - راهيابي‌ تكه‌هاي‌ شكست‌ شدة‌ مهره‌ به‌ سبب‌ متلاشي‌ شدن‌ قشر خلفي‌ جسم‌ مهره‌اي‌ به‌ درون‌ كانال‌ نخاعي‌

 - شكست‌ پديكول‌ها با افزايش‌ فاصله‌ بين‌ آنها

 - گسيختگي‌ ليگامنتهاي‌ خلفي‌

 مشاهدات‌ سي‌تي‌اسكن‌ بيانگر موارد ذيل‌ است‌:

 - شكست‌ بخش‌هاي‌ مياني‌ و قدامي‌

 - پخش‌ شدن‌ تكه‌هاي‌ استخوان‌ شكسته‌ شده‌ به‌ داخل‌ كانال‌ نخاعي‌

 

 شكست‌هاي‌  [اوزون تراپی ]Seat - Belt

 مشاهدات‌ پرتو اشعة‌  X  در اين‌ شكستحاكي‌ از موارد ذيل‌ است‌:

 - افزايش‌ فاصله‌ بين‌ زوائد خاري‌

 - شكست‌ افقي‌ پديكول‌ها

 - افزايش‌ ارتفاع‌ بخش‌ خلفي‌ جسم‌ مهره‌ و امكان‌ باز شدن‌ فضاي‌ ديسك‌

 - شكست‌هاي‌ مركب‌ جسم‌ مهره‌ ستون‌ فقرات‌ كه‌ به‌ شكست‌  Chance موسوم‌ است‌.

 

 شكست‌ - نابجايي‌ مهره‌ها

 در اين‌ نوع‌ از شكست‌ سه‌ بخش‌ قدامي‌ - مياني‌ - خلفي‌ مهره‌ درگير مي‌شوند. اين‌ درگيري‌ شامل‌، فشار و چرخش‌ بخش‌هاي‌ مياني‌ و قدامي‌ و اعمال‌ نيروي‌ چرخش‌ بر روي‌ بخش‌ خلفي‌ مي‌باشد اينها مجموعاً باعث‌ جابجايي‌ مهره‌ مي‌شوند.

 مشاهدات‌ پرتو اشعة‌  X  نشان‌ مي‌دهد:

 - افزايش‌ فاصله‌ بين‌ زوائد خاري‌

 - جاجايي‌ مهره‌ از ديد جانبي‌

 

 لغزش‌ قدامي‌ جسم‌ مهره‌  (Spondylolisthesis)[اوزون تراپی ]

 كانال‌ نخاعي‌ منطقه‌ كمري‌ - خاجي‌ يكي‌ از نقاط‌ ضعيف‌ سازه‌ ستون‌ فقرات‌ است‌. اين‌ ضعف‌ به‌ دليل‌ انحناي‌ ناحية‌ كمري‌ - خاجي‌ مي‌باشد. در قسمتهاي‌ فوقاني‌ منطقة‌ كمري‌ وقتي‌ كه‌ فشار اعمال‌ مي‌شود به‌ دليل‌ انحناي‌ كم‌، نيرو به‌ جسم‌ مهره‌اي‌ اعمال‌ مي‌گردد اما هرچه‌ پايين‌تر مي‌آييم‌ در قسمت‌ كمري‌ - خاجي‌ 1 -S 5 L به‌ دليل‌ انحناي‌ شديد، بردار نيرو ديگر به‌ جسم‌ مهره‌اي‌ اعمال‌ نمي‌گردد بلكه‌ بر روي‌ زوائد آرتيكولار اعمال‌ مي‌شود كه‌ اگر اين‌ نيروي‌ فشاري‌ زياد باشد باعث‌ از هم‌ گسيختگي‌ زوائد و انتقال‌ مهره‌ به‌ سمت‌ جلو مي‌شود، به‌ اين‌ حالت‌ بوجود آمده‌ Spondyloysis  مي‌گويند.

 

 تغيير شكلهاي‌ ستون‌ فقرات‌

 1- اسكوليوسيس‌

 2- كيفوسيس‌

 1- تغيير شكل‌ اسكوليوسيس‌: اسكوليوسيس‌ يك‌ بيماري‌ نيست‌ بلكه‌ بيشتر يك‌ سمپتوم‌ است‌ كه‌ شامل‌ انحراف‌ ستون‌ مهره‌ به‌ طرفين‌ (انحراف‌ جانبي‌) مي‌باشد. اسكوليوسيس‌ مي‌تواند داراي‌ علل‌ جداگانه‌اي‌ باشد. يا در اثر برخي‌ از بيماريهاي‌ عصبي‌ و يا در اثر ناهنجاريهاي‌ اسكلت‌ عضلاني‌ ايجاد شود.

 انواع‌ متفاوت‌ اسكوليوسيس‌ عبارتند از:

 - اسكوليوسيس‌ منطقة‌ سينه‌اي‌

 - اسكوليوسيس‌ منطقة‌ كمري‌

 - اسكوليوسيس‌ منطقة‌ كمري‌ - سينه‌اي‌

 - اسكوليوسيس‌ گسترده‌ منطقة‌ كمري‌ و سينه‌اي‌

 

 ثابت‌ كننده‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌

 انواع‌ ثابت‌ كننده‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌

 در شرايطي‌ چون‌ شكست‌هاي‌ فشاري‌ و تلاشي‌، حركت‌ ديسك‌ مهره‌اي‌ به‌ سمت‌ نخاع‌ بعلت‌ تحمل‌ وزن‌ زياد، كرنش‌هاي‌ بيش‌ از حد و جراحتهاي‌ ليگامنتي‌، تومورها و همچنين‌ عوارضي‌ مانند انواع‌ تغيير شكلهاي‌ ستون‌ فقرات‌ مانند اسكوليوسيس‌، كيفوسيس‌، بيمار تحت‌ عمل‌ جراحي‌ قرار مي‌گيرد.

 استفاده‌ از ثابت‌ كننده‌هاي‌ داخلي‌ براي‌ جوش‌ خوردن‌ سريع‌ اجزاي‌ ستون‌ فقرات‌ و افزايش‌ پايداري‌ پس‌ از عمل‌ جراحي‌ مي‌باشد.

 وسايل‌ متفاوتي‌ براي‌ ثابت‌ سازي‌ اعضا وجود دارند كه‌ مكان‌ و روش‌ اتصال‌ آنها به‌ سازه‌ استخوان‌ متفاوت‌ است‌. انتخاب‌ ثابت‌ كننده‌ به‌ طور كلي‌ به‌ نوع‌ جراحت‌، قابليت‌هاي‌ سيستم‌ ثابت‌ كننده‌ و نظر جراح‌ بستگي‌ دارد. اين‌ وسايل‌ به‌ تنهايي‌ و يا به‌ همراه‌ گرافتهاي‌ استخواني‌ و نگهدارنده‌هاي‌ خارجي‌ مانند گچ‌ها يا بريسها (Braces)  مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرند.

 اولين‌ ثابت‌ كنندة‌ داخلي‌ ستون‌ فقرات‌ توسط‌ هادرا در سال‌ 1891 استفاده‌ شد. او از يك‌ سيم‌ مفتولي‌ براي‌ تثبيت‌ خلفي‌ صدمه‌ شكست‌ - جابجايي‌ مهره‌هاي‌ گردني‌ استفاده‌ نمود.

 تلاشهاي‌ گسترده‌اي‌ براي‌ پايداري‌ ستون‌ فقرات‌ توسط‌ جراحان‌ مختلف‌ در اوايل‌ سال‌ 1990 ميلادي‌ انجام‌ گرفت‌. استون‌ براي‌ اولين‌ بار يك‌ ميلة‌ فلزي‌ را براي‌ افزايش‌ پايداري‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ كار برد. اولين‌ استفاده‌ جامع‌ از ثابت‌ كننده‌هاي‌ داخلي‌ بدون‌ به‌ كارگيري‌ از سيم‌ توسط‌ كينگ‌ در سال‌ 1984 انجام‌ شد. او از پيچ‌هايي‌ استفاده‌ نمود كه‌ بين‌ اتصالات‌ مفاصل‌ رويه‌اي‌ نصب‌ مي‌شدند و نرخ‌ ممزوج‌ شدن‌ را در منطقه‌ كمري‌ - خارجي‌ افزايش‌ مي‌دادند. بوچر در سال‌ 1959 و آندرو در سال‌ 1986 يك‌ روند مشابه‌ را نشان‌ دادند. ويلسون‌ در سال‌ 1952 از صفحات‌ فلزي‌ كه‌ توسط‌ يك‌ پيچ‌ به‌ زوائد خاري‌ محكم‌ مي‌شدند، استفاده‌ نمودند. آنها خصوصيات‌ بارز چنين‌ ثابت‌ كننده‌هاي‌ داخلي‌ را اينگونه‌ برشمردند:

 الف‌ - فراهم‌ آوردن‌ بي‌حركتي‌ مطلق‌ مهره‌هاي‌ آسيب‌ ديده‌ ماداميكه‌ عمل‌ ممزوج‌ شدن‌ در حال‌ روي‌ دادن‌ است‌.

 ب‌ - كوتاه‌ كردن‌ دوران‌ نقاهت‌

 ج‌ - كاهش‌ ناراحتي‌ها و عوارض‌ بعدي‌

 گزارشات‌ هرمينگتون‌ در سال‌ 1962 سرآغاز تكنيكهاي‌ جديد در مورد ثابت‌كننده‌هاي‌ داخلي‌ ستون‌ فقرات‌ بود. سيستم‌ هرينگتون‌ كاربرد خلفي‌ داشت‌ و از هوكهايي‌ استفاده‌ مي‌كرد كه‌ در اطراف‌ لاميناهاي‌ مهره‌ قرار مي‌گرفتند. كامليا از ثابت‌ كننده‌اي‌ استفاده‌ نمود كه‌ در آن‌ پيچ‌ها در داخل‌ پديكولها قرار مي‌گرفتند.

 از جمله‌ طبقه‌بندي‌هاي‌ ايمپلنت‌ها براساس‌ موقعيت‌ قرارگيري‌ ايمپلنت‌ها بر روي‌ مهره‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ مي‌باشد. ثابت‌ كننده‌هايي‌ كه‌ بر روي‌ جسم‌ مهره‌اي‌ قرار مي‌گيرند ثابت‌ كننده‌هاي‌ قدامي‌ و آنهايي‌ كه‌ بر روي‌ پديكولها، لاميناها و زوائد خاري‌ و عرضي‌ قرار مي‌گيرند ثابت‌ كننده‌هاي‌ خلفي‌ نام‌ دارند.

 

 ثابت‌ كننده‌هاي‌ خلفي‌  (Posterior Fixator)[اوزون تراپی ]

 سيستم‌ ثابت‌ كنندة‌ خلفي‌ شامل‌ اتصال‌ وسايل‌ به‌ سازه‌ استخواني‌ با اتصال‌ به‌ پديكول‌، اتصال‌ به‌ اصراف‌ لامينا و اتصال‌ هوك‌ (قلاب‌) بر روي‌ لامينا و يا زوائد عرضي‌ مي‌باشد.

 از جمله‌ سيستم‌هاي‌ خلفي‌ مي‌توان‌ به‌ موارد زير اشاره‌ كرد:

 - سيستم‌  Harrington

 - سيستم‌  Edward

 - سيستم‌  AO

 - سيستم‌  CD

 

 سيستم‌ هرينگتون‌

 اين‌ سيستم‌ با اعمال‌ يك‌ نيروي‌ انحرافات‌ را تصحيح‌ مي‌نمايد.

 اين‌ نيرو با نصب‌ يك‌ ميلة‌ فلزي‌ بر روي‌ انحناهاي‌ مقعر ستون‌ فقرات‌ بين‌ دو هوك‌ در ابتدا و انتهاي‌ انحناي‌ ستون‌ فقرات‌، ايجاد مي‌شود. فشار با بارگذاري‌هاي‌ هوك‌هاي‌ كوچكتر بر روي‌ لبه‌هاي‌ محدب‌ بر روي‌ زوائد عرضي‌ مهره‌هاي‌ زيرين‌ در بالاي‌ انحنا بدست‌ مي‌آيد. ثابت‌ كردن‌ قسمت‌ خلفي‌ مهره‌ تنها پايداري‌ سازه‌اي‌ محدودي‌ را فراهم‌ مي‌كند، بنابراين‌ حركت‌ بيمار را محدود مي‌سازد و به‌ همين‌ دليل‌ بعد از عمل‌ لازم‌ است‌ كه‌ بيمار از يك‌ حمايت‌ كنندة‌ خارجي‌ استفاده‌ نمايد.

 

 سيستم‌ ادوارد[اوزون تراپی ]

 استوارد سيستم‌ مهره‌ - ميله‌ را توسعه‌ داده‌ و به‌ سيستم‌ اصلاح‌ شده‌اي‌ از سيستم‌ هرمينگتون‌ تبديل‌ نمودند. طراحي‌ ميله‌هاي‌ ديس‌ تراكشن‌، مهره‌هاي‌ پلي‌اتيلن‌ و هوكهاي‌ آناتوميكي‌ نيروهاي‌ ديس‌ تراكشن‌ و هايپراكستنشن‌ مشابهي‌ را فراهم‌ مي‌كنند كه‌ تغيير شكل‌ ستون‌ فقرات‌ را محدود و ارتفاع‌ طبيعي‌ مهره‌ها را حفظ‌ مي‌كنند.

 مهره‌ها در اندازه‌هاي‌ متفاوت‌ مي‌باشند و بين‌ رويه‌ها  (Facet)  و زوائد خاري‌ قرار مي‌گيرند تا براي‌ تصحيح‌ تغيير شكل‌هاي‌ عرضي‌ و ايجاد پايداري‌ چرخشي‌ به‌ كار روند.

 

 سيستم‌  AO

 ثابت‌ كننده‌ داخلي‌  AO  بطور موفقيت‌آميزي‌ در بيشتر مراكز پزشكي‌ اروپايي‌ به‌ كار برده‌ مي‌شد. كارگارت‌ اين‌ سيستم‌ را توسعه‌ و اصلاح‌ كرد. در اين‌ سيستم‌ ا يك‌ پيچ‌ پديكولار به‌ همراه‌ يك‌ ميله‌ فولادي‌ رزوه‌دار استفاده‌ شده‌ است‌ كه‌ پيچها خود قفل‌ شونده‌ هستند. اين‌ سيستم‌ داراي‌ حركت‌ در صفحة‌ ساجيتال‌ است‌ و اجازة‌ زاويه‌دار شدن‌ پيچ‌ها را قبل‌ از آنكه‌ به‌ ميله‌ محكم‌ شوند را مي‌دهد.

 از مزاياي‌ اين‌ سيستم‌ فشار زدايي‌ از كانال‌ نخاعي‌ در شكستهاي‌ تلاشي‌ مي‌باشد و محدوديت‌ اين‌ سيستم‌ در آن‌ است‌ كه‌ فقط‌ دو جزء حركتي‌ را پوشش‌ مي‌دهد.

 

 سيستم‌  (Cotrel - Dubousset Intruments) CD

 سيستم‌  CD  در ابتدا براي‌ درمان‌ اسكوليوسيس‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ كار برده‌ شد، اما بعدها در درمان‌ عوارض‌ منطقه‌ سينه‌اي‌ - كمري‌ مهره‌ها به‌ كار گرفته‌ شد.

 در اين‌ سيستم‌ از چندين‌ هوگ‌ استفاده‌ مي‌شود كه‌ به‌ خوبي‌ در قسمت‌ خلفي‌ مهره‌ها نصب‌ مي‌شوند و تثبيت‌ بالايي‌ براي‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ همراه‌ مي‌آورند. در اغلب‌ سيستم‌ها، پيچ‌هاي‌ پديكول‌ با ميله‌ها كوپل‌ مي‌شوند و در قسمتهاي‌ پايين‌ ستون‌ فقرات‌ براي‌ ثابت‌ كردن‌ ساكرال‌ به‌ كار مي‌روند.

 با استفاده‌ از اين‌ سيستم‌ پايداري‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ خوبي‌ تأمين‌ مي‌شود و بيمار در دوران‌ نقاهت‌ نياز به‌ هيچ‌ نوع‌ ثابت‌ كننده‌ خارجي‌ ندارند اما اين‌ سيستم‌ بسيار گسترده‌ است‌ و اعمال‌ آن‌ از نظر تكنيكي‌ نسبت‌ به‌ سيستم‌هاي‌ خلفي‌ ديگر مانند ادوارد و هرينگتون‌ به‌ دقت‌ بيشتري‌ نيازمند است‌.

 [اوزون تراپی ]

 ثابت‌ كننده‌هاي‌ قدامي‌  (Anterior Fixator)

 سيستم‌هاي‌ ثابت‌ كنندة‌ قدامي‌ شامل‌ اتصال‌ وسايل‌ به‌ جسم‌ مهره‌ مي‌باشند.

 از جمله‌ سيستم‌هاي‌ قدامي‌ مي‌توان‌ به‌ موارد زير اشاره‌ كرد:

 الف‌ - سيستم‌ دواير

 ب‌ - سيستم‌ زيلكه‌

 ج‌ - سيستم‌ كندا

 د - سيستم‌ -  Z 

 ه- سيستم‌  TSRH

 [اوزون تراپی ]

 سيستم‌ دواير

 در اين‌ سيستم‌ براي‌ تثبيت‌ مهره‌ها و ايجاد نيروي‌ فشاري‌ در سمت‌ محدب‌ ستون‌ فقرات‌ از پيچها، استپل‌ها و كابلهاي‌ تيتانيومي‌ استفاده‌ مي‌شود. استپل‌ها بر روي‌ سطوح‌ جانبي‌ جسم‌ مهره‌اي‌ نصب‌ مي‌شوند و از درون‌ سوراخهايي‌ كه‌ در مركز آنها ايجاد شده‌ است‌ پيچها عبور داده‌ مي‌شوند و سبب‌ محكم‌ شدن‌ آنها به‌ جسم‌ مهره‌اي‌ مي‌گردند، سپس‌ كابل‌ تيتانيومي‌ از بين‌ سوراخهاي‌ سرپيچ‌ها عبور داده‌ شده‌ و تا حد ممكن‌ به‌ پيچ‌ها متصل‌ مي‌گردد و پس‌ از آن‌ يك‌ ابزار مخصوص‌ كابل‌ را در سمت‌ محدب‌ ستون‌ فقرات‌ فشرده‌ مي‌سازد.

 

 سيستم‌ زيلكه‌ يا  (V.D.S)

 در اين‌ سيستم‌ براي‌ تثبيت‌ مهره‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ از پيچهايي‌ استفاده‌ مي‌شود كه‌ بر روي‌ سطوح‌ جانبي‌ جسم‌ مهره‌ و در سمت‌ محدب‌ ستون‌ فقرات‌ نصب‌ مي‌شوند. همراه‌ پيچ‌ها از صفحه‌هاي‌ فلزي‌ به‌ نام‌ استپل‌ها استفاده‌ مي‌گردد. اين‌ صفحات‌ باعث‌ فشردگي‌ مهره‌ها مي‌شوند. همچنين‌ يك‌ ميله‌ توسط‌ مهره‌هايي‌ به‌ اين‌ پيچ‌ها محكم‌ مي‌شوند و بدين‌ ترتيب‌ باعث‌ محكم‌ شدن‌ صفحه‌هاي‌ فلزي‌ به‌ جسم‌ مهره‌ مي‌گردد. پس‌ بوسيلة‌ ابزاري‌ مخصوص‌ چرخش‌ حذف‌ گرديده‌ و فشار در سمت‌ محدب‌ مهره‌ها اعمال‌ مي‌گردد.

 

 سيستم‌ كندا

 اين‌ سيستم‌ شامل‌ صفحات‌ فلزي‌، ميله‌، پيچ‌هاي‌ قدامي‌ و ميله‌هاي‌ دوگانه‌ عرضي‌ است‌. پيچها به‌ ترتيب‌ در مهره‌هاي‌ سالم‌ بالايي‌ و پاييني‌ مهرة‌ آسيب‌ ديده‌ قرار مي‌گيرند. ميله‌ها توسط‌ مهره‌ به‌ اين‌ پيچ‌ها محكم‌ مي‌شوند و عمل‌ انتقال‌ بار از مهرة‌ سالم‌ بالايي‌ به‌ مهرة‌ سالم‌ پاييني‌ را انجام‌ مي‌دهند.

 

 سيستم‌  Z - Plate

 اين‌ سيستم‌ شامل‌ صفحة‌ فلزي‌ و پيچ‌ مي‌باشد. اين‌ سيستم‌ در درمان‌ شكستهاي‌ منطقه‌ سينهاي‌ و سينه‌اي‌ - كمري‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرد. ساختار آن‌ به‌ گونه‌اي‌ است‌ كه‌ بين‌ مقاومت‌، صلبيت‌ و پروفيل‌ تعادل‌ برقرار مي‌گردد.

 اين‌ سيستم‌ اجازه‌ فشردگي‌ گرافتهاي‌ استخوان‌ را مي‌دهد و به‌ دليل‌ نوع‌ مواد مصرفي‌، در عسكبرداري‌ به‌ روش‌  MRI  و  CT  هيچگونه‌ عارضه‌اي‌ براي‌ بدن‌ بوجود نمي‌آورند.

 

 سيستم‌  [اوزون تراپی ]TSRH

 اين‌ سيستم‌ شامل‌ پيچ‌، آي‌ بولت‌، مهره‌ و ميله‌ مي‌باشد. پيچ‌ و آي‌ بولت‌ با استفاده‌ از مكانيزم‌ قفلي‌ سه‌ نقطه‌ برش‌ به‌ ميله‌ محكم‌ مي‌شوند.

 اين‌ مكانيزم‌ به‌ جسم‌ مهره‌اي‌ متصل‌ مي‌شود و مقاومت‌ كافي‌ براي‌ نيروهاي‌ محوري‌، پيچشي‌ و برشي‌ و خمشي‌ را مهيا مي‌سازد، همچنين‌ براي‌ بدست‌ آوردن‌ پايداري‌ و تصحيح‌ تغيير شكلهاي‌ ستون‌ فقرات‌ در آسيبهاي‌ ستون‌ مهره‌اي‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرد.

 

 اورتزهاي‌  Kinght taylor

 اورتزهاي‌  Kinght Taylor  نوعي‌ از ثابت‌ كننده‌ها مي‌باشد كه‌ براي‌ شكستگيهاي‌ قدامي‌ براي‌ جلوگيري‌ از حركت‌ بالاتنه‌ و چرخش‌ بيمار تجويز مي‌گردد. به‌ عبارت‌ ديگر اين‌ اورتز نقش‌ آتل‌ را براي‌ بالاتنه‌ ايفا مي‌كند. اين‌ اورتز انواع‌ مختلفي‌ دارد كه‌ از جمله‌ مي‌توان‌ به‌ مدلهاي‌  LSO  و  LSO ،  Thoracic lumbar sacral orthosis  اشاره‌ كرد اين‌ اورتز يك‌ فريم‌ و چهارچوب‌ و يك‌  pad  يا پشتي‌ نسبتاً سخت‌ تشكيل‌ شده‌ است‌. ميله‌هاي‌ اين‌ اورتز در اطراف‌ نشانه‌ها پيچيده‌ شده‌ است‌ و در پايين‌ اين‌ چهارچوب‌ لفافه‌اي‌ پارچه‌اي‌ قرار دارد در بعضي‌ از طراحي‌ها يك‌  path  نيز در جلوي‌ سينه‌ قرار دارد همچني‌ در جلوي‌ شانه‌ها ركاب‌ تسمه‌اي‌ قرار دار دكه‌ از حركت‌ بالاتنه‌ جلوگيري‌ مي‌كند. شكل‌ طراحي‌ به‌ گونه‌اي‌ است‌ كه‌ بازوها در بين‌ بندها قرار مي‌گيرد و در هنگام‌ چاِ ولاغر شدن‌ خود تغيير ساز اورتز با شل‌ و سفت‌ كردن‌ بند ركاب‌ امكانپذير مي‌باشد معمولاً از اين‌ اورتزها براي‌ تكميل‌ پروسه‌ فيوژن‌ استفاده‌ مي‌شود. ممكن‌ است‌ استفاده‌ از اين‌ وسايل‌ تا چند ماه‌ براي‌ بيمار لازم‌ باشد كه‌ مدت‌ استفاده‌ از آن‌ بستگي‌ به‌ نرخ‌ فيوژن‌ و تصاوير بدست‌ آمده‌ از  x-ray  كه‌ نشاندهنده‌ ميزان‌ همجوشي‌ انجا شده‌ است‌ دارد. قابل‌ ذكر است‌ كه‌ اين‌ اورتز معمولاً به‌ صورت‌ سفارشي‌ براي‌ بيمار ساخته‌ مي‌شود.

 

 خصوصيات‌ عمومي‌ ثابت‌ كننده‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌

 به‌ طور كلي‌ هدف‌ از به‌ كارگيري‌ تمام‌ ثابت‌ كننده‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ تقريباً يكسان‌ بوده‌ و موارد زير را مي‌توان‌ اشاره‌ نمود:

 الف‌ - تمام‌ اين‌ وسايل‌ براي‌ تصحيح‌ تغيير شكلهاي‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ كار مي‌روند.

 ب‌ - نرخ‌ ممزوج‌ شدن‌ بايد حداقل‌ معادل‌ با زماني‌ باشد كه‌ ثابت‌ كننده‌ در مهره‌ وجود ندارد.

 ج‌ - امكان‌ تحرك‌ زودتر بيمار بدون‌ نياز به‌ حمايت‌ كننده‌هاي‌ خارجي‌ را ميسر مي‌كند.

 به‌ علت‌ دستيابي‌ به‌ چنين‌ هدفهايي‌، ثابت‌ كننده‌ها بايد داراي‌ مشخصات‌ معيني‌ باشند. اما مشخصات‌ كلي‌ ثابت‌ كننده‌ها بشرح‌ زير است‌:

 الف‌ - ثابت‌ كننده‌ بايد با بدن‌ بيمار سازگار باشد. جنس‌ ثابت‌ كننده‌هايي‌ كه‌ امروز مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرند آلياژها خاص‌ تيتانيوم‌ و فولاد ضد زنگ‌ مي‌باشد. انتخاب‌ موادي‌ كه‌ با استخوان‌ ممزوج‌ شوند، بر اساس‌ سازگاري‌ درازمدت‌ با بدن‌ بوده‌ و ثابت‌ كننده‌ از موادي‌ تشكيل‌ مي‌شود كه‌ قابليت‌ ممزوج‌ شدن‌ با استخوان‌ را دارا بوه‌ و بعد از بهبودي‌ بيمار نياز به‌ برداشته‌ شدن‌ از استخوان‌ و نياز به‌ يك‌ عمل‌ مجدد نداشته‌ باشد.

 اينگونه‌ ثابت‌ كننده‌ها داراي‌ مزيت‌ بيشتري‌ مي‌باشند، چرا كه‌ در نقطة‌ مقابل‌ آن‌، اگر ثابت‌ كننده‌اي‌ خصوصيت‌ فوِالذكر را نداشته‌ باشد در زمان‌ برداشته‌ شده‌ از مهره‌ مقداري‌ استخوان‌ نيز همراه‌ آن‌ برداشته‌ مي‌شود و باعث‌ بوجود آمدن‌ فضاهاي‌ خالي‌ در مهره‌ و بروز نقص‌ در سازه‌ ستون‌ فقرات‌ مي‌گردند كه‌ به‌ هنگام‌ عمل‌ جراحي‌ اين‌ فضاها خالي‌ با گرافتهاي‌ استخواني‌ پر مي‌شوند.

 ب‌ - ثابت‌ كننده‌ها بايد به‌ نحوي‌ باشند كه‌ كمترين‌ تعداد جزءهاي‌ حركتي‌ را بپوشانند.

 ج‌ - ثابت‌ كننده‌ها بايد حداقل‌ نيمه‌ صلب‌ و ترجيحاً صلب‌ باشند تا بتوانند با يا يدون‌ ليگامنتها و ساختارهاي‌ استخواني‌ سالم‌ به‌ كار روند.

 د - براي‌ اعمال‌ گرافتهاي‌ استخواني‌ بايد فضاي‌ كافي‌ اختصاص‌ داده‌ شودتا عمل‌ ممزوج‌ شدن‌ بهتر صورت‌ گيرد.

 ه- جايگذاري‌ ثابت‌ كننده‌ها در بدن‌ بايد مطمئن‌ و آسان‌ باشد.

 و - سيستمهاي‌ ثابت‌ كننده‌ بايد با موقعيتهاي‌ متفاوت‌ مكاني‌ بر روي‌ ستون‌ فقرات‌ سازگار باشند و موجبات‌ تصحيح‌ تغيير شكل‌ مهره‌اي‌ را نيز فراهم‌ كنند.

 

 نيروها و تنشهاي‌ وارد شونده‌ بر ثابت‌ كننده‌ها [اوزون تراپی ]

 Nachemson  فشار هيدرواستاتيكي‌ را در هستة‌ مركزي‌ ديسكبين‌ مهره‌اي‌ در حالات‌ فيزيكي‌ مختلف‌ بدن‌ اندازه‌گيري‌ كرد. او دريافت‌ كه‌ فشار درون‌ ديسك‌ طبيعي‌ 103 تا 106 برابر بار عمودي‌ اعمال‌ شده‌ بر واحد سطح‌ است‌ و افزايش‌ خطي‌ براي‌ فشار، به‌ ازاء بارهاي‌ خارجي‌ بيشتر از 2000 نيوتن‌ وجوددارد. بار بر روي‌ ديسك‌ مهرة‌ 3 L  از 20 تا 270 كيلوگرم‌ بدون‌ بلندكردن‌ بار در يك‌ فرد 70 كيلوگرمي‌ در حالات‌ مختلف‌ بدن‌ متغير است‌.

 باستون‌ و همكارانش‌ نيز به‌ انجام‌ آزمايشهاي‌ مشابهي‌ اقدام‌ كردند. تعداد نيروهايي‌ كه‌ همچنين‌ توسط‌ آنها ثابت‌ شد در همان‌ بازة‌ 196 تا 294 نيوتن‌ قرار مي‌گرفت‌. در حالتي‌ كه‌ بيمار در وضعيت‌ تاقباز بود نيروهايي‌ بين‌ 98 تا 245 نيوتن‌ بدست‌ مي‌آمد. در زمانيكه‌ بيمار از يك‌ حمايت‌ كنندة‌ خارجي‌ مانند حمايت‌ كنندة‌ Milwaulkee  استفاده‌ مي‌كرد تعداد نيروها تا 49 نيوتن‌ كاهش‌ مي‌يافت‌.

 اندازة‌ نيروها در ستون‌ فقرات‌ توسط‌ محققان‌ بسياري‌ بااستفاده‌ از مدل‌ رياضي‌ محاسبه‌ شده‌ است‌. چارز و همكارانش‌ گشتاورهايي‌ به‌ ميزان‌ 2400 نيوتن‌ متر درحاليكه‌ فرد ايستاده‌ و يك‌ وزنة‌ 8 كيلوگرمي‌ را نگهداشته‌ است‌ بر روي‌ ستون‌ فقرات‌ پيش‌بيني‌ كردند.

 مدل‌ آنها نشان‌ داد كه‌ اين‌ گشتاورهاي‌ خالص‌ بزرگ‌، ناشي‌ از نيروهاي‌ خارجي‌ نيستند، بلكه‌ به‌ علت‌ نيروهاي‌ انقباضي‌ عضلات‌ بزرگ‌ بدن‌ بوجود مي‌آيند. اندرسون‌ و همكارانش‌ مدلهاي‌ بيومكانيكي‌ متفاوتي‌ براي‌ توصيف‌ نيروهاي‌ فوِالذكر ساختند.

 براساس‌ تحقيقات‌  Nachemson  ثابت‌ كننده‌هاي‌ خلفي‌ ستون‌ فقرات‌ قادر به‌ تحمل‌ نيروي‌ فشاري‌ تا حدود 245 نيوتن‌ مي‌باشند. به‌ شرطي‌ كه‌ ساختارهاي‌ ليگامنتي‌ و استخواني‌ مهره‌ها سالم‌ مانده‌ باشند. به‌ علاوه‌ براساس‌ فرضيات‌  Krag پيچهايي‌ به‌ طول‌ 45 ميلي‌متر به‌ اندازة‌ كافي‌ بزرگ‌ هستند تا بتوانند در برابر نيروهاي‌ فيزيولوژيك‌ در يك‌ ستون‌ فقرات‌ سالم‌ مقاومت‌ كنند.

 

 عوامل‌ و محدوديتها در تأثير ثابت‌ كننده‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌

 استفاده‌ از ثابت‌ كننده‌هاي‌ مشخص‌ در ستون‌ فقرات‌ به‌ روش‌ جراحي‌ و محدوديتهاي‌ وسيله‌ بستگي‌ دارد. عوامل‌ ذيل‌ در روند عمل‌ جراحي‌ دخالت‌ دارند:

 الف‌ - جزء يا اجزاء حركتي‌ كه‌ ثابت‌ كننده‌ بر روي‌ آن‌ نصب‌ مي‌شود.

 ب‌ - تشخيص‌ صحيح‌ عارضه‌

 ج‌ - تخصص‌ جراح‌

 علائم‌ و نشانه‌هايي‌ كه‌ امرنزه‌ براي‌ استفاده‌ از يك‌ ثابت‌ كنندة‌ بخصوص‌ بكار گرفته‌ مي‌شود يا دانش‌ ما از قابليت‌ها و محدوديتهاي‌ آن‌ سيستم‌ در حال‌ تغيير است‌. اجزاي‌ ثابت‌ كننده‌ داراي‌ استانداردهاي‌ خاصي‌ بوده‌ و شركتهاي‌ توليدكنندة‌ زيادي‌ در سراسر دنيا در حال‌ رقابت‌ مي‌باشند اين‌ اندازه‌ و استانداردها با توجه‌ به‌ تغييرات‌ ابعاد اجزاي‌ حركتي‌ در موارد مختلف‌، متفاوت‌ مي‌باشد، به‌ طور مثال‌ ثابت‌كنندة‌ مورد استفاده‌ براي‌ يك‌ نوزاد، كوچكتر وظريفتر از ثابت‌ كنندة‌ مشابه‌ قابل‌ استفاده‌ براي‌ يك‌ شخص‌ بالغ‌ است‌.

 همچنين‌ مكان‌ قرارگيري‌ ثابت‌ كننده‌ بر روي‌ مهره‌ نيز محدوديتهاي‌ ديگري‌ را ايجاد مي‌كند. اين‌ محدوديتها هم‌ ناشي‌ از موضع‌ شكستگي‌ و هم‌ سيستم‌ بسيار حساس‌ و ظريف‌ ستون‌ فقرات‌ بخصوص‌ در نزديكي‌ نخاع‌ مي‌باشد.

 يكي‌ ديگر از مفاهيمي‌ كه‌ در نصب‌ ثابت‌ كننده‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرد. جلوگيري‌ از بالكي‌ شدن‌ سيستم‌ يم‌ باشد، اين‌ بدان‌ معناست‌ كه‌ به‌ علت‌ وجود مواد خراجي‌ و امكان‌ ناسازگاري‌ و پس‌ زدن‌ جسم‌ خارجي‌، سعي‌ بر اين‌ است‌ تا حجم‌ و تعداد اجزاي‌ مورد مصرف‌ در ثابت‌ كننده‌ كه‌ به‌ استخوان‌ متصل‌ مي‌گردند، كاهش‌ يابد. همچنين‌ وارد كردن‌ چند پيچ‌ به‌ درون‌ جسم‌ مهره‌ و نياز به‌ سوراخهاي‌ بيشتر، دلخواه‌ پزشك‌ و بيمار نمي‌باشد.

 

 موقعيت‌ نيروهاي‌ وارد شوند بر ايمپلنتهاي‌ ستون‌ فقرات‌ در چالشهاي‌ مختلف‌ بدن‌

 Rohlmann  و همكارانش‌ از سال‌ 1994 مطالعات‌ گسترده‌اي‌ را جهت‌ شناخت‌ نيروهاي‌ اعمالي‌ به‌ ايمپلنت‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ آغاز كردند.  Rohlmann  با بكارگيري‌ ايمپلنتهاي‌ مجهز به‌ سنسور نيرو در بدن‌ بيماران‌ زنده‌ و با استفاده‌ از سيستم‌ مانيتور رينگ‌ بارهاي‌ اعمالي‌ به‌ ميله‌هاي‌ رابط‌ در ستون‌ مهره‌ تثبيت‌ شده‌ را اندازه‌گيري‌ كرد.

 همچنين‌ آنها نيروهاي‌ وارد به‌ ايمپلنتها را در ده‌ بيمار با استفاده‌ از ايمپلنت‌ مجهز به‌ سنسور نيرو در فعاليت‌هاي‌ مختلفي‌ اندازه‌ گرفتند. نتايج‌ مطالعه‌ آنها نشان‌ داد كه‌ ثابت‌ كننده‌ ممكن‌ است‌ نيروهاي‌ زيادي‌ را بعد از همجوشي‌ قدامي‌ تحمل‌ كند. مشاهدات‌ آنها نشان‌ داد كه‌ نيروهاي‌ وارد به‌ ايمپلنت‌ در راه‌ رفتن‌ بيشتر از خوابيدن‌ است‌. آنها متوسط‌ نيروي‌ محوري‌ روي‌ ثابت‌ كننده‌ را  N  25 براي‌ نيروي‌ كششي‌ و  N  24. نيروي‌ فشاري‌ وماكزيمم‌ گشتاور خمشي‌ در صفحه‌ ساژيتال‌ را در حدود  Nm  5/6 براي‌ حالت‌ ايستاده‌ و براي‌ موقعيت‌ خوابيدن‌ به‌ پشت‌ حداكثر نيروي‌ فشاري‌ را در حدود  N  140 و حداكثر گشتاور خمشي‌ در صفحه‌ ساژينال‌ را  Nm  3 گزارش‌ كردند.

 آنها ماكزيمم‌ نيروي‌ محوري‌ در ميله‌ رابطه‌ ايمپلنت‌ كمري‌ در حين‌ راه‌ رفتن‌ N  300 و ممان‌ خمشي‌ را  Nm  7 گزارش‌ كردند. ميزان‌ ممانهاي‌ جانبي‌ وپيچشي‌ قابل‌ چشم‌پوشي‌ مي‌باشد. همچنين‌ نتايج‌ مطالعه‌ آنها نشان‌ داد كه‌ سرعت‌ راه‌ رفتن‌ تأثير كمي‌ روي‌ نيروهاي‌ وارد به‌ ايمپلنت‌ دارد.

 Rohlmann  و همكارانش‌ تغييرات‌ نيروها در ثابت‌ كننده‌ داخلي‌ ستون‌ فقرات‌ را بعد از اتو گرافت‌ -  Iliac crest  بررسي‌ كردند. نتايج‌ مطالعه‌ آنها نشان‌ داد كه‌ استخوان‌ گرافت‌ به‌ تنهايي‌ كاهش‌ در نيروهاي‌ ايمپلنت‌ را ضمانت‌ نمي‌كند.

 

 

8888******

 

 تأثيرات‌ خستگي‌ به‌ ايمپلنتهاي‌ ستون‌ فقرات‌

 در سال‌ 1992، ويلسون‌ و همكارانش‌ مطالعه‌اي‌ بيومكانيكي‌ در زمينه‌ خواص‌ خستگي‌ تثبيت‌ كننده‌هاي‌ ناحيه‌ پشتي‌ - كمري‌ در يك‌ مدل‌ مهره‌ گاو را انجام‌ دادند. وي‌ با بيان‌ اين‌ مطلب‌ كه‌ عموماً شكست‌ كلينيكي‌ ايمپلنتهاي‌ تثبيت‌ كننده‌، جهت‌ درمان‌ عيوب‌ ستون‌ فقرات‌ در ناحيه‌ پشتي‌ - كمري‌، به‌ پديده‌ خستگي‌ مربوط‌ مي‌شود با آزمايش‌ ذيل‌ بر اي‌ مهم‌ صحه‌ گذاشت‌. او بااعمال‌ بار مركب‌ فشاري‌ N 605 و فلكسيون‌  N.m  16 تا 100000 سيكل‌ بر روي‌ پنج‌ ايمپلنت‌ مختلف‌ خلفي‌ ستون‌ فقرات‌ دريافت‌ كه‌ از نظر انعطاف‌ پذيري‌ در شروع‌ بارگذاري‌ اختلاف‌ قابل‌ توجهي‌ ميان‌ ايمپلنها وجود ندارد ولي‌ مشاهده‌ نمود كه‌ در بالاي‌ 10000 سيكل‌ تفاوت‌ قابل‌ توجهي‌ در كرنش‌ ايجاد شده‌ در ايمپلنتها وجود دارد.

 

 مفهوم‌ كيج‌:[اوزون تراپی ]

 كيج‌ وسيله‌ايست‌ كه‌ براي‌ درمان‌ بيماراني‌ كه‌ مبتلا به‌ ضايعات‌، ناهنجاري‌ها و نارسائيها ديسك‌ ستون‌ فقرات‌ هستند بكار مي‌رود. اين‌ ناهنجاري‌ها و نارسائيها شامل‌ فتق‌ ديسك‌ يا  degenarate  شدن‌ آن‌ مي‌باشد. كيج‌ را پس‌ از برداشتن‌ ديسك‌ آسيب‌ ديده‌ بين‌ دو مهره‌ قرار مي‌دهند. با بكارگيري‌ كيج‌ در درمان‌ اين‌ ضايعات‌ ضمن‌ كاهش‌ ريسك‌ عفونت‌، پايداري‌ و صلبيت‌ لازم‌ براي‌ ستون‌ فقرات‌ فراهم‌ مي‌گردد. طراحي‌هاي‌ گوناگوني‌ در طي‌ ساليان‌ گذشته‌ جهت‌ كيج‌ ارائه‌ گرديده‌ است‌. جنس‌ كيج‌ معمولاً از تيتانيوم‌ و جديداً از فايبركربن‌ مي‌باشد. وسيله‌ كيج‌ در نواحي‌ گردني‌، سينه‌اي‌ و كمري‌ ستون‌ فقرات‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرند. كيج‌ها در ناحيه‌ كمري‌ با دو روش‌ جراحي‌  (Anterior Lumbar Interbody Fusion) ALIF  و (Posterior Lumber Interbody Fusion) PLIF  جاگذاري‌ مي‌شود. كيج‌ها پس‌ از جايگذاري‌ در بين‌ مهره‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ تحت‌ بارهاي‌ خمشي‌، فشاري‌، پيچشي‌ به‌ صورت‌ استاتيكي‌ و ديناميكي‌ قرار مي‌گيرند.

 كيج‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌، وسايل‌ تثبيت‌ كننده‌اي‌ هستند كه‌ به‌ منظور تأمين‌ ارتفاع‌ مشخص‌ در نقاط‌ مختلف‌ ستون‌ فقرات‌ بكار گرفته‌ مي‌شوند.

 به‌ عبارت‌ ديگر كيج‌ها وسايلي‌ هستند كه‌ عموماً بارهاي‌ فشاري‌ را تحمل‌ كرده‌ و شامل‌ انواع‌ گردني‌، سينه‌اي‌، كمري‌ مي‌باشند. در صورتي‌ كه‌ كيج‌ها بدون‌ ساير تثبيت‌ كننده‌ها جهت‌ ايجاد پايداري‌ بكار گرفته‌ شوند، كيج‌هاي‌ منفرد محسوب‌ مي‌شوند و ابعاد و شكل‌ هندسي‌ آنها بگونه‌ است‌ كه‌ بتوانند بارهاي‌ درگيري‌ را تحمل‌ نموده‌ و از پايداري‌ مناسبي‌ برخوردار باشند. مي‌توان‌ گفت‌

 به‌ طور كلي‌ كيج‌ها وسايلي‌ هستند به‌ همراه‌ ساير تثبيت‌ كننده‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ بكار گرفته‌ مي‌شوند و وظيفة‌ آنها تحمل‌ بخشي‌ از بار و يا تأمين‌ ارتفاع‌ است‌.

 معرفي‌ كيج‌هاي‌ تيتانيومي‌ براي‌ فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ يك‌ حوزة‌ جديد و مهم‌ در پايداري‌ ستون‌ فقرات‌ گشود. نه‌ تنها كيج‌ها امكاناتجديد و بهتري‌ براي‌ بيماران‌ ايجاد كرد بلكه‌ اين‌ تصور را كه‌ فيوژن‌ امكان‌پذير نيست‌، باتوجه‌ به‌ اين‌ ابداع‌ كه‌ در مورد بهبود ستون‌ فقرات‌ ايجاد شد، شكسته‌ شد.

 همانطوركه‌ گفته‌ شد كيج‌ها معمولاً از آلياژهاي‌ تيتانيوم‌ مي‌باشند. بنابراين‌ كمتر تهاجمي‌ بوده‌ و در برابر بدن‌ بي‌اثر مي‌باشند كيج‌ها معمولاً ارتفاه‌ ديسكرا به‌ حالت‌ اوليه‌ برمي‌گردانند و زمانيكه‌ استخوان‌ در داخل‌ منافذ آن‌ رشد كند حالت‌ پايداري‌ در آن‌ ايجاد مي‌گردد.

 در طي‌ جراحي‌ معمولاً ديسك‌ دردناك‌ از جاي‌ خود برداشته‌ و به‌ جاي‌ آن‌ كيج‌ تيتانيومي‌ در فضاي‌ ديسكي‌ جايگزين‌ مي‌گردد. ساز كيج‌ معمولاً به‌ گونه‌اي‌ انتخاب‌ مي‌شود كه‌ ارتفاع‌ زمان‌ و طبيعي‌ ديسك‌ را به‌ حالت‌ اول‌ برگرداند و فشار وارد بر عصب‌ را كاهش‌ دهد. يكي‌ از بهترين‌ مواردي‌ كه‌ مي‌تواند براي‌ پيوند استخواني‌ درون‌ كيج‌ قرار گيرد استخوان‌ مفصل‌  hip  خود شخص‌ مي‌باشد. استخوان‌ معمولاً در ميان‌ حفره‌ها و منافذ كيج‌ رشد كرده‌ و عمل‌ همجوشي‌ انجام‌ مي‌گيرد. اين‌ كه‌ از يك‌ يا دو كيج‌ در جراحي‌ استفاده‌ گردد بستگي‌ به‌ نحوه‌ جراحي‌ و نظر جراح‌ دارد.

 

 تاريخچه‌ استفاده‌ از كيج‌

 جالب‌ توجه‌ است‌ كه‌ داستان‌ كيج‌ با اسب‌ها آغاز مي‌شود. چند دهه‌ پيش‌ دكتر بگ‌ باي‌ كه‌ يك‌ جراح‌ ارتوپداز ناحيه‌ اسپوكين‌ واشنگتن‌ بود. اولين‌ كيج‌ را ابداع‌ كرد. اين‌ كيج‌ كه‌ به‌ اسم‌  "Baghy¨s Basket"  خوانده‌ مي‌شد، مورد استفاده‌ عمومي‌ قرار گرفت‌ وقتي‌ كه‌ اسب‌ مشهوري‌ بنام‌ اسكات‌ دچار بيماري‌ سندرم‌ واپلر شد كه‌ باعث‌ ناپايداري‌ جدي‌ در ناحيه‌ گردن‌ اين‌ حيوان‌ گرديد.

 با كمك‌ يك‌ متخصص‌ دامپزشك‌ در امور اسب‌، دكتر بگ‌ باي‌ استوانة‌ فولادي‌ خود را در ستون‌ فقرات‌ اسكات‌ ايمپلنت‌ گذاري‌ كرد. بعد از قرارگيري‌ مطمئن‌ ايمپلنت‌ در جاي‌ خودش‌، توسط‌ گرافت‌ استخواني‌ كه‌ از خود اسب‌ تهيه‌ شده‌ بود پر شد. گرافت‌ استخواني‌ در داخل‌ و اطراف‌ ايمپلنت‌ رشد كرد و موجب‌ يك‌ فيوژن‌ محكم‌ شد و اسكات‌ را از يك‌ مرگ‌ حتمي‌ نجات‌ داد.

 بعد از اينكه‌ آقاي‌ بگ‌ باي‌ كار خودش‌ را در يك‌ كلينيك‌ در شمال‌ آمريكا ارائه‌ داد. در جلسة‌ انجمن‌ ستون‌ فقرات‌ در كانادا، در سال‌ 1984 تعدادي‌ از متخصصين‌ از جمله‌ كاچپن‌،  Ray  و ديگران‌ شكل‌هاي‌ ديگران‌ از طرح‌ اولية‌ آقاي‌ بگ‌ باي‌ را ارائه‌ و توسعه‌ دادند.

  بعلاوه‌ اين‌ طراحي‌ها، تعداد ديگري‌ از طرح‌هاي‌ فلزي‌ وغيرفلزي‌ كيج‌ براي‌ درمان‌ ستون‌ فقرات‌ ارائه‌ شده‌ است‌.

 در سال‌هاي‌ اخير كيج‌ها دچار اصلاحات‌ متعددي‌ در جهت‌ افزايش‌ اثرات‌ آن‌ شده‌اند. بعضي‌ از اين‌ كيج‌ها شامل‌  BAK ،  Ray TFC  و كيج‌ فيوژن‌ تماسي‌، INTERFIX  مي‌باشند. يكي‌ از جديدترين‌ و پيشرفته‌ترين‌ آنها  LT CAGE مي‌باشد كه‌ بررسيهاي‌ انجام‌ شده‌ در بخشهاي‌ بعدي‌ بر روي‌ اين‌ نوع‌ كيج‌ متمركز خواهد شد.

 جراحان‌ نتايج‌ بسيار خوبي‌ در مورد استفاده‌ از اين‌ كيج‌، بخاطر طراحي‌ منحصر بفر آن‌ گزارش‌ كرده‌اند. براي‌ مثال‌:

 كيج‌  LT  شيب‌ دار است‌ (مانند يك‌ گوه‌) اين‌ شكل‌ گوه‌اي‌ كمك‌ به‌ تنظيم‌ صحيح‌ منحني‌ در ستون‌ فقرات‌ و حفظ‌ آن‌ مي‌كند: كه‌ اين‌ يك‌ هدف‌ اصلي‌ در جراحي‌ ستون‌ فقرات‌ است‌.

 

 انواع‌ كيج‌

 كيج‌ها انواع‌ مختلفي‌ دارند كه‌ استفاده‌ از هريك‌ بستگي‌ به‌ نحوه‌ جراحي‌، نظر جراح‌ و چگونگي‌ بار وارده‌ دارد كه‌ در زير به‌ چند مورد از نوعهاي‌ مختلف‌ آن‌ اشاره‌ شده‌ است‌.

 

 Bac - Cage

 Bak  كيج‌ها نوعي‌ از كيج‌ها مي‌باشند كه‌ براي‌ اولين‌ بار توسط‌  wobbler  بر روي‌ اسبها آزمايش‌ گرديد. اين‌ كيج‌ها به‌ شكل‌ استوانه‌اي‌ متخلخل‌ و داراي‌ سوراخ‌ بوده‌ و جنس‌ آنها از آلياژ تيتانيوم‌ مي‌باشد. اين‌ كيج‌ قابليت‌ جايگذاري‌ به‌ صورت‌ Posterior  و  Anterior  را دارا مي‌باشد و مساحت‌ كمتري‌ براي‌ رشد استخوان‌ نسبت‌ به‌ كيبهاي‌ جديدتر دارد.

 [اوزون تراپی ]

 Ray - Coge 

 از انواع‌ ديگر كيج‌ها مي‌باشد كه‌ بوسيله‌  Charles Ray  و توسط‌ شركت‌ Stryket Spine  توسعه‌ و گسترش‌ يافت‌. اين‌ كيج‌ مدل‌ استوانه‌اي‌ دارد و جنس‌ آن‌ از تيتانيوم‌ مي‌باشد. نوع‌ پيچدار آن‌ فلز كمتري‌ نسبت‌ به‌  Bak - Cage  دارد. به‌ طور كلي‌  Ray - Cage ها كمتر مورد توليد و استفاده‌ قرار مي‌گيرد.

 interfix - Cage : نوع‌ ديگري‌ از كيج‌ها مي‌باشند كه‌ معمولاً در عملهاي‌ (DDD)  يا  Degenerative Disc Disease  كاربرد دارد! بيماراني‌ كه‌ از اين‌ نوع‌ كيج‌ استفاده‌ مي‌كنند بايد تا 6 ماه‌ بعد از جراحي‌ استراحت‌ مطلق‌ داشته‌ باشند اين‌ گونه‌ بيماران‌ نبايد عفونتي‌ در بدن‌ خود داشته‌ باشند وبدن‌ آنها نيز نبايد نسبت‌ به‌ آلياژ تيتانيوم‌ حساسيت‌ نشان‌ دهد. عمل‌ جراحي‌  interfix  بايد حتماً توسط‌ جراحان‌ مجرب‌ و باتجربه‌ كه‌ آموزشهاي‌ لازم‌ را براي‌ جايگذاري‌ اين‌ نوع‌ كيج‌ ديده‌اند انجام‌ شود.

 

 كيج‌هاي‌ مكعب‌ مستطيل‌  Jaguar

 كيج‌  Jaguar  نوعي‌ از كيج‌ مي‌باشد كه‌ سابقه‌ طولاني‌تري‌ نسبت‌ به‌ كيج‌  LT دارد. اين‌ كيج‌ به‌ شكل‌ مكعب‌ مستطيل‌ بوده‌ و نتايج‌ بررسيها نشان‌ مي‌دهد كه‌ اين‌ كيج‌ مقاومت‌ بهتري‌ در مقابل‌ پديده‌  Stress sherding  از خود نشان‌ مي‌دهد. در اين‌ پديده‌ استخوان‌ با بار بيش‌ از حد مزمن‌ با تشكيل‌ استخوان‌ و به‌ بار كمتر از حد با جذب‌ استخوان‌ عكس‌العمل‌ نشان‌ مي‌دهد كه‌ در واقع‌ همان‌ خاصيت‌ تغيير شكل‌ استخوان‌ در تطبيق‌ باكرنش‌ مي‌باشد.

 يكي‌ از شركتهاي‌ سازنده‌ اين‌ نوع‌ كيج‌  Depay Spine  مي‌باشد كه‌ اطلاعات‌ مربوط‌ به‌ تحليل‌ كيج‌  Jaguar  در بخش‌ آخر از منابع‌ اين‌ شركت‌ استخراج‌ گرديده‌ است‌.

 

 كيج‌  LT

 يكي‌ از انواع‌ كيج‌ها كيج‌  LT  مي‌باشد كه‌ از سال‌ 2002 استفاده‌ از آن‌ در آمريكاي‌ شمالي‌ رايج‌ گشته‌ است‌. كيج‌  LT  به‌ تأييد  FDA  اداره‌ دارو آمريكا رسيده‌ است‌ و تقاضاي‌ آن‌ براي‌ توليد مثبت‌ ارزيابي‌ شده‌ كه‌ بيشتر در نواحي‌ پاييني‌ كمر استفاده‌ مي‌گردد. اين‌ كيج‌ باعث‌ يك‌ نوع‌ پايداري‌ موقت‌ در مهره‌ كمري‌ مي‌شود و در بيماريهاي‌ منطقه‌اي‌ مهره‌ كمري‌ استفاد مي‌گردد و زمانيكه‌ از همجوشي‌ استفاده‌ گردد اين‌ پيوند مقاومتر مي‌گردد. طبق‌ مقالات‌ موجود استفاده‌ از اين‌ وسيله‌ در اين‌ گونه‌ بيماران‌ مجاز نمي‌باشد.

 1- بيماراني‌ كه‌ حامله‌ باشند يا ممكن‌ است‌ حامله‌ شوند.

 2- بيماراني‌ كه‌ به‌ موادي‌ كه‌ در ساخت‌ اين‌ كيج‌ به‌ كار رفته‌ حساسيت‌ دارند.

 3- كساني‌ كه‌ در نزديكي‌ منطقه‌ جراحي‌ در بدن‌ آنها عفونت‌ وجود دارد.

 4- كساني‌ كه‌ تومورهاي‌ جابجا شوند نزديك‌ مناطق‌ ايمپلنت‌ گذاري‌ دارند.

 5- كساني‌ كه‌ رشد استخواني‌ آنها متوقف‌ نمي‌شود.

 جدول‌ زير سايز استاندارد كيج‌هاي‌  LT  را نشان‌ مي‌دهد.

 همچنين‌ بررسي‌هاي‌ كلينيكي‌ نشان‌ داده‌ است‌ كه‌ استفاده‌ از اين‌ وسيله‌ به‌ هنگامي‌ كه‌ اجزاء كيج‌ با استخوانهاي‌ خود شخص‌ پيوند داده‌ مي‌شود  autogroft تأثيرگذارتر مي‌باشد. اين‌ كيج‌ عموماً توسط‌ شركت‌  Medtronic SofamorDanck توليد مي‌گردد و همانطور كه‌ گفته‌ شد به‌ تازگي‌ در شمال‌ آمريكا بسيار رايج‌ گرديده‌ است‌ و به‌ علت‌ شكل‌ مخروطي‌ آن‌ طول‌ قسمت‌  Anteriod  آن‌ بلند و قسمت‌ Posterior  آن‌ كوتاهتر است‌. شكل‌ و فرم‌ كيج‌  LT  به‌ گونه‌اي‌ است‌ كه‌ باعث‌ مي‌شود استخوان‌ به‌ داخل‌ منافذ آن‌ رشد كند و همچنين‌ شكل‌ مخروطي‌ آن‌ امكان‌ بهينه‌ شدن‌ بارگذاري‌ را مي‌دهد جدول‌ زير در مورد خصوصيات‌ مكانيكي‌  Lt - coge ها و interfix ها صحبت‌ مي‌كند اين‌ جدول‌ رفتارهاي‌ استاتيكي‌ وديناميكي‌ كيج‌ها را در شرايط‌ آزمايشگاهي‌ بافت‌ زنده‌ به‌ صورت‌ ميانگين‌ توصيف‌ مي‌كند اين‌ نتايج‌ براساس‌ استاندارد  ASTM  است‌ در بافت‌ زنده‌ به‌ تأييد رسيده‌ است‌. قابل‌ ذكر است‌ اين‌ نوع‌ كيج‌ها عموماً براي‌ جراحي‌هاي‌  Anterior  به‌ كار مي‌رودي‌ بايد توجه‌ داشت‌ كه‌ پيوند استخواني‌ يا  bonegroft  نبايد بدون‌ استفاده‌ از وسايل‌ فيوژن‌ مورد استفاده‌ قرار گيرد همچنين‌ اين‌ نوع‌ كيج‌ نبايد با كيج‌هاي‌  interfix  بكار رود و استفاده‌ از اين‌ نوع‌ كيج‌ در بيماراني‌ كه‌ سيستم‌ اسكلتي‌ نارس‌ زنان‌ حامله‌ و اشخاصي‌ كه‌ فلز تيتانيوم‌ حساسيت‌ دارند مجاز نمي‌باشد.

 هنگام‌ جايگذاري‌ كيج‌ ابتدا ديسك‌ برداشته‌ مي‌شود و  endplate  براي‌ پيوند allograft  آماده‌ مي‌گردد. در اين‌ جايگذاري‌ بايد به‌ مواردي‌ مانند ارتفاع‌ انحنا ستون‌ فقرات‌ دقت‌ فراوان‌ كرد. پيوند بين‌ مهره‌اي‌  allograft  نيز بايد در شكاف‌ كافي‌ در ديسك‌ جاسازي‌ شود.

 

 رفتار بيومكانيكي‌  Spacer ها

 بررسيها وتحقيقات‌ نشان‌ داده‌ است‌ كه‌ در عمل‌ همجوشي‌ بين‌ مهره‌اي‌ در Spacer ها كه‌ كيج‌ هم‌ ناميده‌ مي‌شود پارامترهايي‌ وجود دارد كه‌ اين‌ پارامترها مي‌تواند در عمل‌ همجوشي‌ و بيماريهاي‌ فتق‌ ديسك‌ مهم‌ باشد از جمله‌ اين‌ پارامترها چگونگي‌ توزيع‌ تنش‌ در مدل‌ ايمپلنتها مي‌باشد. دانستن‌ رفتارهاي‌ بيومكانيكي‌ و نتيجه‌ همجوشي‌هاي‌ بوجود آمده‌ عموماً هزينه‌هاي‌ بالايي‌ دارد براي‌ فهم‌ تأثيرات‌ بيومكانيكي‌ و رفتارهاي‌ همجوشي‌ و همچنين‌ بدست‌ آوردن‌ نرخ‌ همجوشي‌ اخيراً شركت‌  Aesculup  آلمان‌ به‌ صورت‌ انحصاري‌ دست‌ به‌ تحقيقاتي‌ زده‌ است‌ كه‌ هدف‌ آن‌ برطرف‌ كردن‌ بيماريهاي‌ مزمن‌ و دردناك‌ پاتولوژيكي‌ كمر و ستون‌ فقرات‌ مي‌باشد كه‌ اعتياد و اثبات‌ اين‌ تحقيقات‌ بااستفاده‌ از مدل‌ ايجاد شده‌ و روش‌  FEM تحت‌ بررسي‌ قرار گرفته‌ است‌.

 اين‌ تحقيقات‌ بر روي‌ نوعي‌ از  Cage ها يا  Spacel هاي‌ ستون‌ فقرات‌ انجام‌ گرفته‌ است‌ معمولاً براي‌ سندرم‌  Postnucleotony  و با استفاده‌ از عمل‌ همجوشي‌ LIF  مي‌باشد همانطور كه‌ عنوان‌ شد اين‌ نوع‌ كيج‌ كه‌ براي‌ اين‌ تحقيق‌ مورد بررسي‌ قرار گرفت‌ ساخت‌ كارخانه‌  Aesculup  آلمان‌ و از آلياژ تيتانيوم‌ يا سايز  cm  3/1 * 4 مساحت‌ 4 cm  و ارتفاع‌  mm  9 تا 7 مي‌باشند. در اين‌ نوع‌  Spacer  فضاي‌ كافي‌ براي‌ bonegraft  وجود دارد. به‌ عبارت‌ ديگر هدف‌ از اين‌ مطالعه‌ تعيين‌ رفتار بيومكانيكي‌ Spacel  در قبل‌ و حين‌ جراحي‌ مي‌باشد. در اين‌ بررسي‌ كه‌ در مهره‌هاي‌ 4 L ، 3 L ، 4 L و 5 L  بين‌ ماههاي‌  March  تا  Julay  سال‌ 2002 انجام‌ گرفت‌ هفت‌ بيمار مورد مطالعه‌ قرار گرفتند. روش‌ تحليل‌ بااستفاده‌ از نرم‌افزارهاي‌  FEM  انجام‌ گرفت‌ مدل‌ ايجاد شده‌ از 75000 المان‌ تشكيل‌ شده‌ و تنش‌ وون‌ مايزز با نيروي‌ فشاري‌ 3200 نيوتن‌ و در سطحي‌ حدود  mm  001/0 توزيع‌ شده‌ است‌. جنس‌ كيج‌ يا  Spacer  درنظر گرفته‌ شده‌ از تيتانيوم‌ با مدول‌  Gpa  100 =  E  مي‌باشد. همچنين‌ در اين‌ تحليل‌ فرض‌ شده‌ كه‌  flextion  و  extention  بيش‌ از 1/0 درجه‌ نداريم‌. نتايجي‌ كه‌ از اين‌ تحليل‌ به‌ دست‌ آمده‌ نشان‌ داد كه‌ اولاً زمان‌ جوش‌ خوردن‌ بين‌ يك‌ هفته‌ تا سه‌ ماه‌ متغير است‌.[اوزون تراپی ]

 همچنين‌ ماكزيمم‌ تنش‌ و ون‌ مايز بدست‌ آمده‌ به‌ ازاي‌ نيروي‌  m  3200 در حدود  Mpa  47 ارزيابي‌ گرديد. تنش‌ تسليم‌ يا  Gpa  1 تعيين‌ شد كه‌ در اثر باري‌ معادل‌ 64 كيلو نيوتن‌ ايجاد شده‌ بود. بايد گفت‌ در اين‌ جايگذاري‌ نحوه‌ جايگذاري‌ و عملكرد جراح‌ بسيار مهم‌ و با اهميت‌ مي‌باشد.

 نتايج‌ ديگر نشان‌ داد كه‌ تنش‌ در بيشتر نقاط‌  Anterior  حدود 30% كوچكتر از سطوح‌  Posterior  بوده‌ بنابراين‌ در قسمتهاي‌  Posterior  استعداد همجوشي‌ بيشتر مي‌باشد.

 

 انطباِ استخواني‌ پس‌ از جايگذاري‌  Spacer  يا كيج‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌

 اين‌ تحقيق‌ عمل‌ تطبيق‌ يا  remodeling  را به‌ صورت‌ شبيه‌سايز با مدل‌  FEM مورد ارزيابي‌ و بررسي‌ قرار مي‌دهد.

 مدل‌ مفروض‌ كه‌ در شكل‌ 1 آنرا مي‌بينيم‌ يك‌ مدل‌ سه‌ بعدي‌ از مهره‌هاي‌ 3 L  تا 5 L  مي‌باشد اين‌ مدل‌ از 13340 المان‌ تشكيل‌ شده‌ كه‌ خواص‌ آن‌ برطبق‌ خواص‌ استخوان‌ است‌. تحقيقات‌ نشان‌ داده‌ كه‌ دانسيته‌ ماگزيمم‌ در استخوان‌ حدود  g/cm  74/1 و دانسيته‌ مي‌ني‌مم‌ در استخوان‌ حدود  g/cm  01/0 مي‌باشد كه‌ در اين‌ بررسي‌ دانسيته‌ استخواني‌ به‌ صورت‌ ميانگين‌ حدود  g/cm  8/0 فرض‌ گرديده‌ است‌. ضريب‌ پواسان‌ نيز برابر با 25/0 V =  فرض‌ شده‌ كه‌ با تغييرات‌ دانسيته‌ استخواني‌ ثابت‌ است‌.

 امانيروي‌ فشاري‌ يا  Compressive  وارد بر استخوان‌ كه‌ بيشتر در قسمت‌ Superior  وارد مي‌گردد حدود 400 نيوتن‌ مي‌باشد. اين‌ نيرو با همان‌  N.m  10 براي‌ ايجاد حركتهاي‌  flextion  و  externtion  كويل‌ مي‌گردد هركدام‌ از مواردي‌ كه‌ در بالا ذكر گرديد به‌ صورت‌ مستقل‌ مورد تحليل‌ و بررسي‌ قرار گرفت‌.

 عمل‌ فيوژن‌ و همجوشي‌ با كيجهاي‌ متخلف‌ در شكل‌ 2 مورد ارزيابي‌ و بررسي‌ قرار گرفت‌. نتايج‌ حاصل‌ شده‌ حاكي‌ از آن‌ است‌ كه‌ رشد نامتعارف‌ و ناهماهنگ‌ بافت‌ مي‌تواند بر روي‌ ايمپلنت‌ تأثيرگذار باشد به‌ عبارت‌ ديگر حدود 10 تا 30 درصد آتروفي‌ را به‌ صورت‌ حلقوي‌ در شكل‌ 4 مي‌بينيم‌ همچنين‌ بررسيها نشان‌ داده‌ كه‌ در محل‌ كمربند 5 L  آتروفي‌ شديد داريم‌ بنابراين‌ بايد به‌ شرايط‌ بارگذاري‌ بسيار توجه‌ كرد. زيرا تغييرات‌ كمي‌ در بارگذاري‌ مي‌تواند در دانسيته‌ استخواني‌ تغييرات‌ قابل‌ ملاحظه‌اي‌ ايجاد كرده‌ و بر آتروفي‌ تأثيرگذار باشد.

 

[اوزون تراپی ]روشهاي‌ جراحي‌ و جايگذاري‌  Implant  در ستون‌ فقرات‌

 جراحي‌هايي‌ كه‌ براي‌ جايگذاري‌ ايمپلنت‌ انجام‌ مي‌گيرد به‌ زمان‌ طولاني‌ براي‌ جراحي‌ نياز دارد. بنابراين‌ احتمال‌ عوارض‌ بزرگتري‌ مانند عفونت‌ يا خونريزي‌ وجود دارد. بايد توجه‌ داشت‌ كه‌ استفاده‌ از وسايل‌ جايگذاري‌ نيز نياز به‌ يك‌ سري‌ مهارت‌ و تجربه‌هاي‌ خاص‌ دارد. و جراحان‌ ستون‌ فقرات‌ با استفاده‌ از اين‌ وسايل‌ بايد تخصص‌ و توانايي‌ كاملي‌ داشته‌ باشند. عدم‌ موفقيت‌ در فيوژن‌ يا خستگي‌ يا شكست‌ سيستم‌ فلزي‌ سبب‌ غير يكپارچگي‌ مي‌شود كه‌ در  x-ray  يا اسكن‌ استخوان‌ يا ديده‌ مي‌شود در اين‌ حالت‌ معمولاً بيماران‌ از ادامه‌ يافتن‌ درد شكايت‌ مي‌كنند و اين‌ به‌ دليل‌ غيريكپارچگي‌ است‌ كه‌ اتفاِ مي‌افتد. بنابراين‌ بايد فلز را از بدن‌ خارج‌ كرد. با اين‌ همه‌ پزشكان‌، سيستم‌ فلزاي‌ را درنمي‌آورند مگر اينكه‌ مشكلي‌ ايجاد شود.

 انواع‌ ديگر از تجهيزات‌ ستون‌ فقرات‌ نيز موجود است‌ كه‌ براي‌ روش‌هاي‌ مختلف‌ فيوژن‌ استفاده‌ مي‌شود. درد كمر مزمن‌ در بيماران‌ جوان‌، با خرابي‌ سخت‌ ديسك‌، سبب‌ ايجاد درد پشت‌  discogenic  مي‌شود.

 سودندي‌ وسايل‌ بين‌ مهرهاي‌ كه‌ از استخوان‌ يا كيج‌ها ساخته‌ شده‌اند اين‌ است‌ كه‌ فوراً به‌ تسكيلن‌ دردهاي‌ زياد كمك‌ كرده‌ و شرايط‌ اصلي‌ درد  discogenic  را حذف‌ مي‌كند.

 بيشتر سيستم‌هاي‌ مناسب‌، به‌ مشكلات‌ طبيعي‌ ستون‌ فقرات‌، سطح‌ ستون‌ فقرات‌ براي‌ پيوند و تجربه‌ و مهارت‌ جراح‌ براي‌ كار با تجهيزات‌ مخصوص‌ جراحي‌ بستگي‌ دارند.

 با گصسترش‌ و پيشرفت‌ كيج‌هاي‌ فيوژن‌، فشار بر روي‌ عصب‌ تحت‌ فشار كاهش‌ مي‌يابد و از لغزيدن‌ مهره‌ جلوگيري‌ مي‌شود و عمل‌ فيوژن‌ باعث‌ بهبودي‌ درد مي‌گردد. كيج‌هاي‌ فيوژن‌ را مي‌توان‌ از جلو يا عقب‌ كار گذاشت‌.

 اما جراحان‌ ترجيح‌ مي‌دهند كه‌ كيج‌ها را از پشت‌ جاگذاري‌ بكنند چون‌، اعصاب‌ بهتر ديده‌ مي‌شوند و در طول‌ جراحي‌ بهتر حمايت‌ شده‌ و سوراخ‌هاي‌ بزرگتري‌ درست‌ شده‌ تا فضاي‌ بيشتري‌ براي‌ عصب‌ ايجاد كنند.

 به‌ طور كلي‌ در اين‌ روش‌ فشار بر روي‌ عصب‌ برداشته‌ مي‌شود به‌ اين‌ ترتيب‌ پاهاي‌ بيمار احساس‌ بهتري‌ خواهند كرد. گرچه‌ بيمار احساس‌ ناراحتي‌ در كمر را خواهد داشت‌ ولي‌ كرست‌ كمري‌ را براي‌ ساپورت‌ كردن‌ مي‌توان‌ بكار برد. بااين‌ عمل‌ درد زياد پشت‌ به‌ سرعت‌ از بين‌ مي‌رود (2 تا 3 روز)، ولي‌ درد كمر بصورت‌ كلي‌ تا پايان‌ بهبودي‌ فيوژن‌ باقي‌ مي‌ماند.

 

 [اوزون تراپی ]روش‌ خلفي‌  Plif  در جراحي‌ ستون‌ فقرات‌

 به‌ طور كلي‌ روش‌ خلفي‌ روشي‌ است‌ كه‌ براي‌ جراحي‌ ترجيح‌ داده‌ مي‌شود. يك‌ رقابت‌ تكنيكي‌ نيز وجود دارد. روش‌ قدامي‌ ساده‌تر است‌ ولي‌ ليگامنت‌ طولي‌ قدامي‌ در هنگام‌ اجراي‌ اين‌ روش‌ از بين‌ مي‌رود. اين‌ موضوع‌ باعث‌ كاهش‌ فوري‌ پايداري‌ قطعه‌ مي‌شود. از يك‌ جراح‌ ارتوپد مجرب‌ پرسيده‌ شد كه‌ چرا روش‌ خلفي‌ را استفاده‌ نمي‌كند و او جواب‌ داد كه‌ اين‌ روش‌ باعي‌ خاكستري‌ شدن‌ موها مي‌شود. اين‌ وضعيت‌ خيلي‌ شبيه‌ به‌ رابطة‌ بيننجار و ميخ‌ است‌. اگرچه‌ كيفيت‌ ميخ‌ است‌ ولي‌ آموزش‌، مهارت‌ و كيفيت‌ كار نجار خيلي‌ بيشتر در موفقيت‌ كار مؤثر است‌.

 متأسفانه‌ جراحان‌ كمي‌ براي‌ اجتناب‌ از خطرات‌ زيادي‌ كه‌ در هنگام‌ جاگذاري‌ كيج‌ توسط‌ روش‌ جراحي‌ خلفي‌ وجود دارد، آموزش‌ ديده‌اند.

 

 روش‌ قدامي‌  Alif  در جراحي‌ ستون‌ فقرات‌

 به‌ طور كلي‌ روش‌  (Anterior Lumbar Interbody Fusion) ALIF  كه‌ درآن‌ از كيج‌هاي‌ دندانه‌ دار استوانهاي‌ استفاده‌ مي‌شود، استفاده‌ گسترده‌اي‌ در ايجاد پايداري‌ مهره‌ها در بيماراني‌ كه‌ علائم‌ فساد ديسك‌ ناحيه‌ كمري‌ را نشان‌ مي‌دهند، دارد.

 هدف‌ فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ برگرداندن‌ و اصلاح‌ توانايي‌ ستون‌ فقرات‌ در نگهداري‌ و تحمل‌ بارگذاري‌ و نيروها در طول‌ فعاليتهاي‌ روزمرة‌ زندگي‌ است‌. نيروي‌ فشاري‌ كه‌ در طول‌ روز بخاطر فعاليت‌هاي‌ روزمره‌ ناحية‌ كمري‌ ستون‌ فقرات‌ وارد مي‌شود از 200 نيوتن‌ تا1200 نيوتن‌ مي‌باشد.

 

 

 مقايسه‌ معايب‌ و مزيتهاي‌ روش‌ جراحي‌ خلفي‌  Plit  و قدامي‌  Alit

 خلاصه‌اي‌ از مشاهدات‌ و ملاحظات‌ روش‌ عمل‌ خلفي‌ در مقايسه‌ با روش‌ عمل‌ قدامي‌

 روش‌ قدامي‌:

 از مزيتهاي‌ روش‌ قدامي‌ مي‌توان‌ به‌ جراحي‌ ساده‌ و كم‌ خطرتر آن‌ اشاره‌ كرد:

 از معايب‌ روش‌ قدامي‌

 - از ابتدا پايداري‌ مكانيكي‌ كمتر براي‌ فيوژن‌ ايجاد مي‌كند.

 -  Decompression  و فيوژن‌ نمي‌تواند در يك‌ زمان‌ انجام‌ گيرد (اغلب‌ 2 يا چند مرحله‌ ديگر نياز دارد) به‌ اين‌ ترتيب‌ هزينه‌ جراحي‌ و بهاي‌ تجهيزات‌ افزايش‌ مي‌يابد.

 - خطر آسيب‌ ديدن‌ به‌ رگ‌هاي‌ بزرگ‌ وجود دارد.

 - خطر ناتواني‌ و سستي‌ كمر، عقيمي‌ د رافراد مذكر وجود دارد.

 - خطر آسيب‌ ديدگي‌ ميزناي‌ و كانال‌هاي‌ ليمپاتيك‌ يكي‌ ديگر از معايب‌ اين‌ روش‌ مي‌باشد.

 - جاگذاري‌ كيج‌ قدامي‌ مي‌تواند مواد ديسك‌ را به‌ كانال‌ ستون‌ فقرات‌ بكشاند.

 - برداشتن‌ استخوان‌ در اين‌ روش‌ مشكل‌ مي‌باشد.

 

[اوزون تراپی ] روش‌ خلفي‌

 روش‌ خلفي‌ نيز مزايا و معايبي‌ دارد از مزاياي‌ اين‌ روش‌

 - پايداري‌ مكانيكي‌ بيشتر فيوژن‌

 - عمل‌  Decompression  كاستن‌ فشار و فيوژن‌ در يك‌ زمان‌ انجام‌ مي‌گيرد.

 - درمان‌ مؤثر فرورفتگي‌ ستون‌ فقرات‌ و  stenosis  جانبي‌ ستون‌ فقرات‌ امكان‌پذير است‌.

 - داشتن‌ فرصت‌ براي‌ تراشيدن‌ تمام‌ يا قسمتي‌ از  Pedicle  بمنظور كاهش‌ فشار بر روي‌ اعصاب‌ آسيب‌ ديده‌ وجود دارد.

 - عمل‌ جراحي‌ كم‌ هزينه‌تر و زمان‌ آن‌ كمتر مي‌باشد.

 - مدت‌ زمان‌ استراحت‌ بيمار كمتر است‌.

 - نرخ‌ بالاي‌ فيوژن‌

 

 معايب‌

 از معايب‌ اين‌ روش‌:

 - به‌ مهارت‌ و تجربة‌ بالا نياز دارد.

 - خطر آسيب‌ ديدگي‌ به‌ عصب‌ وجود دارد.

 - خطر پارگي‌ پرده‌ پوشانندة‌ نخاع‌ و تراوش‌ مايع‌ ستون‌ فقرات‌ از معايب‌ ديگر است‌. همانطوركه‌ گفته‌ شد كيج‌ها (حتي‌ يك‌ كيج‌ تكي‌) مي‌توانند بسيار مؤثر و موفق‌ عمل‌ كنند.

 همانطور كه‌ عنوان‌ شد انواع‌ متعددي‌ از روش‌هاي‌ پايداركننده‌ وجود دارند كه‌ اجازة‌ بازگشت‌ سريع‌ به‌ عملكرد طبيعي‌ را مي‌دهند كه‌ از اين‌ ميان‌ آنها انتخاب‌ بهتر و بهينه‌ جاگذاري‌ كيج‌هاي‌ تيتانيومي‌ به‌ صورت‌ قدامي‌ مي‌باشد.

 در سال‌ 2001 سازمان‌  Vindhover Information  كه‌ يك‌ سازمان‌ تهيه‌ كنندة‌ آناليز و تفسير در مورد بهداشت‌ و مراقبت‌ پزشكي‌ است‌. اقدام‌ به‌ انتشار مشاهدات‌ جالب‌ در مورد كيج‌هاي‌ تيتانيومي‌ مورد استفاده‌ براي‌ فيوژن‌ كرد. آنها اظهار داشته‌اند:

 

 كيج‌ها مسئوليت‌ بسيار زيادي‌ براي‌ تبديل‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ سريعترين‌ قطعه‌ رشد كننده‌ ارتوپدي‌ دارند. با وجود موفقيت‌ كيج‌ها، كيج‌ها هنوز عملكرد ستون‌ فقرات‌ طبيعي‌ را محدود كرده‌ و بنابراين‌ بهره‌وري‌ كمتري‌ براي‌ حل‌ درد كمر دارند.

 

 چگونگي‌ مكانيزم‌ انتقال‌ بار در كيج‌هاي‌ استوانه‌اي‌

 از سال‌ 1994 بيش‌ از 80000 عمل‌ جايگذاري‌ كيج‌ در جهان‌ انجام‌ شده‌ است‌ كه‌ عموماً در بيماريهاي‌ كمر و فتق‌ ديسك‌ مي‌باشد. بنابراين‌ بايد مسيري‌ براي‌ انتقال‌ بارگذاري‌ در مهره‌هاي‌ بدن‌ تعيين‌ گردد. اگرچه‌ در آغاز نتايج‌ كلينيكي‌ مثبت‌ بوده‌ اما نتايج‌ اخير نشان‌ مي‌دهد بايد در شكل‌ و طراحي‌ بعضي‌ از ايمپلنتها تغيير حاصل‌ گردد به‌ طور كلي‌ هدف‌ از اين‌ تحقيق‌ توصيف‌ تنشهاي‌ عمل‌ كننده‌ عمومي‌ كيج‌ استوانه‌اي‌ و ارزيابي‌ تأثيرات‌ مواد ايمپلنت‌ در اين‌ تنشها و وابستگي‌ بار انتقال‌ يافته‌ به‌ آن‌ مي‌باشد از نگاه‌ يومكانيكي‌ عوامل‌ زيادي‌ باعث‌ موفقيت‌ كيج‌هاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ و عمل‌ فيوژن‌ مي‌باشد كه‌ براي‌ آن‌ بايد تنش‌ در كيج‌ در حد معين‌ و  graft  به‌ حد كافي‌ براي‌ عمل‌ فيوژن‌ موجود باشد.

 براي‌ اين‌ تحقيق‌ مدلي‌ تهيه‌ شده‌ است‌ كه‌ بوسيله‌ روش‌  FEM  مورد بررسي‌ قرار گرفته‌ است‌. همانطوركه‌ در شكل‌ مي‌بينيم‌ بررسي‌ روي‌ قسمت‌ پاييني‌ كمر و با دو كيج‌ استوانه‌اي‌ انجام‌ گرفته‌ كه‌ خصوصيات‌ مواد استفاده‌ شده‌ در كيج‌ در جدول‌ ديده‌ مي‌شود.

 براي‌ آناليز ابتدايي‌ مهره‌ به‌ صورت‌ همگن‌ مدل‌ مي‌شود و پس‌ مدول‌ المانهاي‌ محيطي‌ افزايش‌ داده‌ مي‌شود. به‌ دليل‌ سفتي‌ نسبي‌ استخوان‌ در محيط‌ و قشر خارجي‌ نسبت‌ به‌ داخل‌ مدول‌ اين‌ قسمت‌ حدود 5/2% برابر بزرگتر فرض‌ شده‌ است‌ اندازه‌ها براساس‌ سايز ميانگين‌ سيلندر استوانه‌اي‌ فرض‌ شده‌ است‌ كه‌ در اين‌ بررسي‌ قطر كوچك‌ برابر با 4/16 ميلي‌متر و بدنه‌ مهره‌ به‌ ابعاد  mm  24 * 34 * 48 درنظر گرفته‌ شده‌ است‌. كيج‌ براساس‌ استانداردهاي‌ جراحي‌ درون‌ مهره‌ جايگذاري‌ شده‌ كه‌ حدود  mm  3 درون‌ مهره‌ و حدود  mm  2 در قسمت‌  Media lateral  گسترش‌ يافته‌ است‌. دراين‌ مدت‌ تمام‌ شرايط‌ مرزي‌ بين‌ استخوان‌ و ايمپلنت‌ درنظر گرفته‌ شدهاست‌. بار وارد شده‌ حدود 1500 نيوتن‌ در خار كمري‌ مي‌باشد. كه‌ اين‌ بار به‌ صورت‌ عمودي‌ در سطح‌  Superior  مهره‌ وارد مي‌گردد. نكته‌ ديگر آنكه‌ به‌ دليل‌ وجود شرايط‌ متقارن‌ فقط‌ 14 مدل‌ تحليل‌ شده‌ است‌.

 اين‌ مدل‌ از 3897 گره‌ و 1200 المان‌ هشت‌ گره‌اي‌ تشكيل‌ شده‌ است‌. مدل‌ به‌ صورت‌  Isotropic  خطي‌ معرفي‌ شده‌ و رفتار آن‌ الاستيك‌ مي‌باشد. آناليز انجام‌ شده‌ براي‌ شبيه‌سازي‌  corrical allograft ، تيتانيوم‌  stanless steel  با مدول‌هاي‌ الاستيك‌  Mpa  17000 و  Mpa  110000 و  Gp  200 انجام‌ گرفت‌.

 همانطور كه‌ گفته‌ شد به‌ دليل‌ تأثيرات‌ دانسيته‌ استخوان‌ در توزيع‌ تنش‌ مدول‌ محيط‌ خارجي‌ استخوان‌ حدود 5/2% برابر بزرگتر يعني‌  Mpa  875 فرض‌ گرديد.

 به‌ طور كلي‌ نتايج‌ نشان‌ مي‌دهد كه‌ تنش‌ بينابيني‌ تاحد زيادي‌ به‌ مواد ايمپلنت‌ وابسته‌ است‌ و ايمپلنتهاي‌ استوانهاي‌ در تمركز تنش‌ محدوديت‌ دارند همچنين‌ اين‌ نوع‌ كيج‌ها در پديده‌  Stress shiolding  بسيار ضعيف‌ عمل‌ كردند ونقش‌ زمان‌ در آنها در سطح‌  faterd  به‌ صورت‌ محسوسي‌ از سطح‌  Medial  بيشتر بود.

 

 

 

 ت[اوزون تراپی ]حقيقات‌ و بررسيهاي‌ انجام‌ شده‌ در مورد كيجهاي‌ ستون‌ فقرات‌ و اثرات‌ پيوندهاي‌ استخواني‌

 صفحة‌ انتهايي‌ مهره‌ و مفصل‌  Sacroiliac  عمومي‌ترين‌ جاهايي‌ هستند كه‌ شكستگي‌ در آنها بوجود مي‌آيد. تمام‌ اين‌ وسايل‌ بارگذاري‌ را تحمل‌ مي‌كنند، بطوريكه‌ اگر بارگذاري‌ زياد شود صفحة‌ انتهايي‌ بدنة‌ مهره‌ قبل‌ از ايمپلنت‌ شكسته‌ مي‌شود.

 علاوه‌ بر اين‌،  dowel هاي‌ رزوه‌دار استحكام‌ استاتيكي‌ فشاري‌ بيش‌ از24000 نيوتن‌ را يعني‌ بيش‌ از حداكثر بارگذاري‌هاي‌ فيزيولوژيكي‌ را نشان‌ داده‌ است‌.

 مطالعات‌ متعدد بيومكانيكي‌ نشان‌ داده‌اند كه‌ اين‌ وسايل‌ خلفي‌ رزوه‌دار، استحكام‌ را افزايش‌ مي‌دهد. اما كمترين‌ صلبيت‌ را در حالت‌ اكستانسيون‌ و چرخش‌ محوري‌ دارند. آقاي‌ اكسلند مقايسه‌اي‌ بين‌ پايداري‌ ايمپنلت‌ گذاري‌ قدامي‌ به‌ صورت‌ قديمي‌ و سنتي‌ باتكنيك‌ ايمپلنت‌ گذاري‌ جانبي‌ انجام‌ داده‌ است‌.

 در اين‌ بررسي‌ هقدف‌ تعيين‌ كاهش‌ صلبيت‌ در حالت‌ اكستانسيون‌ به‌ خاطر قطع‌ ليگامنت‌ طولي‌ خلفي‌ در طول‌ جاگذاري‌ كيج‌ بود.

 آقاي‌ رينولدز و همكارانش‌ فهميدند كه‌ استفاده‌ از پيچ‌هاي‌ فيكس‌ كنندة‌ Translaminar  مي‌تواند بصورت‌ مؤثر بارگذاري‌هاي‌ حاد در جهات‌ اكستاسيون‌ و چرخش‌ محوري‌ را پايدار كند.

 بايد توجه‌ داشت‌ گرافت‌ داخل‌ بدني‌ ايده‌آل‌ تركيبي‌ از يك‌ ساختمان‌ مكانيكي‌ قوي‌ براي‌ تحمل‌ بارگذاري‌هاي‌ فشاري‌ در طول‌ فضاي‌ ديسكي‌ مي‌باشد.

 براي‌ پيوند استخواني‌، استخوان‌ اسفنجي‌  iliac crest  در داخل‌ كيج‌هاي‌ استوانه‌اي‌ گذاشته‌ مي‌شود. به‌ اين‌ ترتيب‌ استحكام‌ مكانيكي‌ كيج‌ براي‌ جلوگيري‌ از فرونشست‌ و در مقابل‌ نيروهاي‌ برشي‌ و پيچشي‌ فراهم‌ مي‌شود. اين‌ وضعيت‌ محيط‌ پايدار بهينه‌اي‌ را در طول‌ استخوان‌ سازي‌ گرافت‌ آماده‌ و فراهم‌ مي‌سازد.

 استحكام‌ مكانيكي‌ كيج‌ با استحكام‌ بيولوژيكي‌ اتوگرافت‌ تركيب‌ مي‌شود. اين‌ گرافت‌ هنگامي‌ كه‌ در داخل‌ كيج‌ است‌ بارگذاري‌ بيومكانيكي‌ نشده‌ است‌ و سطح‌ محيط‌ براي‌ رشد گرافت‌ از ميان‌ كيج‌ زياد نيست‌ و در انواع‌ كيج‌ها متفاوت‌ مي‌باشد. نهايتاً گرافت‌ بايد هم‌ اطراف‌ كيج‌ و به‌ داخل‌ كيج‌ آغشته‌ شود تا سطح‌ تمام‌ استخوان‌ براي‌ پيوند به‌ حداكثر ميزان‌ خود برسد و اجازة‌ تحمل‌ پذيري‌ بارگذاري‌ فيزيولوژيكي‌ را به‌ گرافت‌ استخواني‌ بدهد.

 

 

 [اوزون تراپی ]تكنيك‌هاي‌ آماده‌ سازي‌ كيج‌

 تقريباً 80000 كيج‌ فيوژن‌ ناحية‌ كمري‌ در 5 سال‌ گذشته‌ در دنيا ايمپلنت‌گذاري‌ شده‌ است‌ و فقط‌ در ايالات‌ متحده‌ 5000 ايمپلنت‌ در ماه‌ گزارش‌ شده‌ است‌. در ايالات‌ متحدة‌ آمريكا، تخمين‌ زده‌ مي‌شود كه‌ در سال‌ 1999 به‌ تنهايي‌ فروش‌ كيج‌هاي‌ فيوژن‌ داخل‌ بدني‌ به‌ عدد 224 ميليون‌ دلار رسيد.

 تمايل‌ جاري‌ به‌ انجام‌  arthrodesis  كمري‌ با استفاده‌ از كيج‌ها به‌ سه‌ فاكتور ارتباط‌ دارد.

 اول‌، نرخ‌ عدم‌ موفقيت‌ با استفاده‌ از گرافت‌ استخواني‌ به‌ تنهايي‌ بالا مي‌باشد. دوم‌، نرخ‌ عدم‌ موفقيت‌ با استفاده‌ از تجهيزات‌  Pedicle - screw  خلفي‌ بالا مي‌باشد. و در آخر، نرخ‌ موفقيت‌ با استفاده‌ از كيج‌هاي‌ فيوژن‌ قدامي‌  Stand - alone  و گرافت‌ استخواني‌  Autogenous  بالاست‌. اين‌ كيج‌ نياز ما را براي‌ انجام‌  Arthrodesis  كمري‌ 360 (تركيبي‌ از روش‌ قدامي‌ وخلفي‌) بااستفاده‌ از تجهيزات‌ خلفي‌، رفع‌ مي‌كند.

 بستر مناسب‌ در ناحيه‌ استخوان‌  Cancellous  (اسفنجي‌) مي‌باشد. اين‌ بحث‌ در مورد اين‌ تكنيك‌ بحث‌ مي‌كند كه‌ توسط‌ آن‌ دو گرافت‌ استوانه‌اي‌ به‌ دو سوراخ‌ دايره‌اي‌ شكل‌ كه‌ در جهت‌ پاراسجيتال‌ در طول‌ فضاي‌ ديسك‌ آماده‌ شده‌اند پيچ‌ مي‌شوند.

 بخش‌ بيروني‌ قسمت‌ سوراخ‌ شده‌ كيج‌ استوانه‌اي‌، داراي‌ رزوه‌هاي‌ ممتدي‌ است‌ كه‌ در مجاورت‌ بدنه‌هاي‌ مهره‌ها و صفحه‌هاي‌ التهابي‌ درگير مي‌شود. اين‌ وسيله‌ رزوه‌دار در فضاي‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ پيچ‌ مي‌شود و مقاومتي‌ را در حركت‌ وسيله‌ و پايداري‌ خاصي‌ در بدنة‌ مهره‌ها بمنظور سهولت‌ عملكرد ستون‌ فقرات‌ فراهم‌ مي‌آورد.

 در فصاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ ديسكي‌ يك‌ سوراخ‌ به‌ ارتفاع‌ ديسك‌ ايجاد مي‌گردد كه‌ شامل‌ فرورفتگي‌هاي‌ نيمه‌ دايروي‌ در بدنة‌ مهره‌ها، بالا و پايين‌ فضاي‌ ديسكي‌ است‌ به‌ اين‌ ترتيب‌ كيج‌ها، كه‌ در آنها گرافت‌ استخواني‌  Autogenous  مي‌باشد در سوراخ‌هاي‌ از پيش‌ تعبيه‌ شده‌ پيچ‌ مي‌شوند.

 دومين‌ تكنيكي‌ كه‌ براي‌ آماده‌ سازي‌ صفحه‌ انتهايي‌ استفاده‌ مي‌شود روش‌ نگهداري‌ و حفظ‌ استخوان‌  Subchondrat  است‌. فايدة‌ نگهداري‌ و پركردن‌ فضاي‌ ديسكي‌ با مقدار زيادي‌ ازگرافت‌ استخواني‌ آن‌ است‌ كه‌ خطر در هم‌ فرو ريختن‌ گرافت‌ را كاهش‌ و نرخ‌ فيوژن‌ را افزايش‌ مي‌دهد.

 عيب‌ اين‌ روش‌ اين‌ است‌ كه‌ در صفحه‌ انتهايي‌ خون‌ رساني‌ حداقل‌ مي‌شود و بستر گيرنده‌ خون‌ رساني‌ داراي‌ حداقل‌ مي‌باشد.

 تكنيك‌  Dowel  در عمل‌ آسانتر است‌ و اجازه‌ مي‌دهد كه‌ كيج‌ در بستر گرافت‌ تهيه‌ شده‌ قرار بگيرد. به‌ اين‌ صورت‌ كه‌ با قلاويز كردن‌ سوراخ‌، بستر گيرنده‌ به‌ شكل‌ مناسبي‌ براي‌ سيلندرها درمي‌آيد. عيب‌ اين‌ تكنيك‌ اين‌ است‌ كه‌  Trabeculae مجاور صفحات‌ انتهايي‌ شكسته‌ شده‌ و خطر فرورفتن‌ گرافت‌ را افزايش‌ مي‌دهد.

 دومين‌ تكنيك‌ مشكلتر است‌ چون‌ تطابق‌ كامل‌ بين‌ ميزبان‌ و گرافت‌ بايد ايجاد شودوگرافت‌ بايد بصورت‌ كامل‌ و صحيحي‌ براي‌ اتصال‌ به‌ سطوح‌ استخوان‌ Subchondral  بريده‌ شود.

 در طول‌ فعاليت‌هاي‌ روزانه‌ ناحيه‌ كمري‌، ستون‌ فقرات‌ درمعرض‌ نيروهاي‌ بيومكانيكي‌ مهمي‌ قرار مي‌گيرد. مطالعات‌ نشان‌ مي‌دهند كه‌ قطعه‌ متحرك‌ نيروي‌ فشاري‌ محوري‌ به‌ ميزان‌  400 N  نيوتن‌ در زمان‌ ايستادن‌ با آرامش‌ و در زمان‌ وزنه‌برداري‌ سنگين‌ تا بيش‌ از 7000 نيوتن‌ تحمل‌ مي‌كند. استحكام‌ نهايي‌ فشاري‌ يك‌ مهره‌ ستون‌ فقرات‌ كه‌ به‌ پوكي‌ استخوان‌ مبتلا نشده‌ است‌ كمي‌ بيش‌ از  10000 N  مي‌باشد.

 اتوگرافتهاي‌  Corticocancellous  استحكام‌ مكانيكي‌ اوليه‌ نامناسبي‌ را براي‌ بارگذاري‌ داخل‌ بدن‌ نشان‌ مي‌دهند، كه‌ اغلب‌ منجر به‌ فرونشستن‌ يا بيرون‌ آمدگي‌ مي‌شود. نيروهاي‌ فشاري‌ در طول‌ فضاي‌ داخلي‌ كه‌ از گرافت‌ پر شده‌ بايد كمتر از مقداري‌ باشد كه‌ منجر به‌ تخريب‌ ساختمان‌ گرافت‌ گردد. گرافت‌ بايد قادر باشد تا بدون‌ جابجايي‌ زياد نيرو را انتقال‌ دهد.

 كيج‌هاي‌ فيوژن‌ كه‌ از جنس‌ آلياژ تيتانيوم‌  (Ti - 6AL - 4V)  و رزوه‌دار مي‌باشند، بارگذاري‌هاي‌ بيومكانيكي‌ زيادي‌ را تحمل‌ مي‌كنند و صلبيت‌ مناسبي‌ را براي‌ پايداري‌ در مقابل‌ نيروهاي‌ بارگذاري‌ شده‌ از خود نشان‌ داده‌اند بدون‌ آنكه‌ دچار شكست‌ يا تغيير شكل‌ شود.

 در مطالعه‌ ديگري‌ چندين‌ مدل‌ المان‌ محدود خطي‌ و غيرخطي‌ از ستون‌ مهره‌ در حالت‌ سالم‌ و تثبيت‌ شده‌ مورد تحليل‌ قرار گرفته‌ است‌. مدل‌ سالم‌ با استفاده‌ از تصاوير سي‌تي‌اسكن‌ توسعه‌ يافته‌ و پس‌ از بررسي‌ اعتبار آن‌، عمل‌ تثبيت‌ بااستفاده‌ از دو نوع‌ ايمپلنت‌ رايج‌ شبيه‌سازي‌ شده‌ است‌. نتايج‌ مدل‌ها، شامل‌ رفتار بار - تغيير مكان‌ و توزيع‌ تنش‌ در ساختارهاي‌ مختلف‌ مورد بررسي‌ قرار گرفته‌ است‌. همچنين‌ اثر تغيير در پارامترهاي‌ هندسي‌ پديكل‌، خطاي‌ جايگذاري‌ و خصوصيات‌ پيوند استخواني‌ بر نحوة‌ توزيع‌ تنش‌ در ساختارهاي‌ ستون‌ مهره‌ واجزاي‌ ايمپلنت‌، با استفاده‌ از يك‌ مدل‌ پارامتري‌ بررسي‌ شده‌ است‌. نتايج‌ حاصله‌ بر مزيت‌ ايمپلنت‌هاي‌ تيتانيومي‌ نسبت‌ به‌ ايمپلنت‌هاي‌ فولادي‌، لزوم‌ استفاده‌ از يك‌ پيوند استخواني‌ قدامي‌ و افزايش‌ احتمال‌ شكست‌ پيچ‌ در اثر پوكي‌ استخوان‌ در مجموعه‌هاي‌ تثبيت‌ شده‌ تأكيد مي‌كنند. همچنين‌ برمبناي‌ نتايج‌ مطالعه‌، استفاده‌ از پيچ‌هايي‌ با قطر بزرگتر براي‌ پديكل‌هايي‌ كه‌ داراي‌ طول‌ قدامي‌ - خلفي‌ بيشتر هستند و پرهيز از خطاهاي‌ جايگذاري‌، به‌ منظور كاهش‌ احتمال‌ شكست‌ پيچ‌هاي‌ پديكل‌ به‌ جراحان‌ توصيه‌ شده‌ است‌.

 ايمپلنت‌هاي‌ مهره‌اي‌ عمدتاً براي‌ تصحيح‌ انحناهاي‌ غيرطبيعي‌ ستون‌ مهره‌ در بيماري‌هايي‌ نظير اسكليوسيس‌ و هايپركايفوزيس‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرند. علاوه‌ بر اين‌، شكستگي‌ مهره‌ها، جراحت‌ شديد ديسك‌ و تخريب‌ سطوح‌ مفصلي‌ نيز در برخي‌ موارد، تنها با استفاده‌ از ايمپلنت‌هاي‌ مهره‌اي‌ قابل‌ درمان‌ مي‌باشند.

 سيستم‌هاي‌ پيچ‌ پديكل‌ به‌ همراه‌ ميله‌هاي‌ رابط‌، از رايج‌ترين‌ ايمپلنت‌هاي‌ مهره‌اي‌ هستند كه‌ به‌ دليل‌ ايجاد اتصال‌ صلب‌ و سهولت‌ جايگذاري‌، رواج‌ گستردهاي‌ يافته‌اند. در ايران‌ نيز استفاده‌ از اين‌ سيستم‌ بسيار متداول‌ است‌.

 براساس‌ گزارش‌ برخي‌ منابع‌، در حدود 50 درصد از كل‌ مواردي‌ كه‌ با استفاده‌ از سيستم‌هاي‌ پيچ‌ پديكل‌ تثبيت‌ شده‌اند پس‌ از مدتي‌، در اثر مشكلات‌ ايمپلنت‌ با شكست‌ مواه‌ شده‌اند. شكستگي‌ و خمش‌ گردن‌ پيچ‌، عوامل‌ اصلي‌ بروز مشكل‌ در ايمپلنت‌ و در نتيجه‌، شكست‌ فرآيند تثبيت‌ به‌ شمار مي‌روند.

 در اين‌ مطالعه‌، بررسي‌ اثر تغيير در برخي‌ پارامترهاي‌ هندسي‌، خصوصيات‌ مواد و تكنيك‌هاي‌ جراحي‌ بر ميزان‌ تنش‌هاي‌ وارده‌ به‌ پيچ‌هاي‌ پديكل‌ در ستون‌ مهرة‌ تثبيت‌ شده‌، به‌ منظور شبيه‌سازي‌ نقش‌ عواملي‌ نظير تفاوت‌هاي‌ آناتوميكي‌ افراد، پوكي‌ استخوان‌ و خطاي‌ جايگذاري‌ در احتمال‌ شكست‌ پيچ‌ و ارائة‌ راه‌ كارهايي‌ باري‌ كاهش‌ اين‌ معضل‌ انجام‌ شده‌ است‌.

 مدل‌ سالم‌ مورد استفاده‌ در اين‌ مطالعه‌ توسط‌ فرهمند و همكاران‌ توسعه‌ يافته‌ است‌. اين‌ مدل‌ برمبناي‌ تصاوير سي‌تي‌اسكن‌ تهيه‌ شده‌ و در مقايسه‌ با مدل‌هاي‌ پيشين‌، از ساده‌سازي‌هاي‌ كمتر و مزاياي‌ متعددي‌ برخوردار است‌. مدل‌ سالم‌ شامل‌ مهره‌اي‌ كمري‌  L5 , L4 , L3  ديسكهاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ و ليگامنت‌ها مي‌باشد و كلية‌ خواص‌ غيرخطي‌ از قبيل‌ سفت‌ شوندگي‌ تنشي‌، تغيير شكل‌هاي‌ بزرگ‌ و مسألة‌ تماس‌ سطوح‌ مفصلي‌ در آن‌ منظور شده‌اند. اعتبار اين‌ مدل‌ با مقايسة‌ رفتار آن‌ و داده‌هاي‌ تجربي‌ و تحليلي‌ ارائه‌ شده‌ توسط‌ مطالعات‌ پيشين‌، ارزيابي‌ و اثبات‌ گرديده‌ است‌.

 براي‌ شبيه‌ سازي‌ عمل‌ تثبيت‌ ستون‌ مهره‌ به‌ وسيلة‌ ايمپلنت‌هاي‌ مهره‌اي‌، مدل‌هاي‌ المان‌ محدود از دو نوع‌ ايمپلنت‌ خلفي‌ تجاري‌ توسعه‌ يافتند. بدين‌ منظور دو نمونه‌ از سيستم‌هاي‌ پيچ‌ پديكل‌ ساخت‌ يك‌ شركت‌ ايراني‌ (نمونة‌  A ) و يك‌ شركت‌ فرانسوي‌ (نمونة‌  B ) مورد استفاده‌ قرار گرفتند. پيچ‌هاي‌  A  از جنس‌ فولاد  316 LVM  و پيچ‌هاي‌  B  از جنس‌ آلياژ تيتانيوم‌ بودند. انتخاب‌ اين‌ دو نوع‌ ايمپلنت‌، با توجه‌ به‌ رواج‌ استفاده‌ و گزارش‌ موارد چندي‌ از شكست‌ آنها انجام‌ شد. همچنين‌ با مقايسة‌ اين‌ دو سيستم‌ مي‌توان‌ اثر جنس‌ ايمپلنت‌ را بر نحوة‌ توزيع‌ تنش‌ در ايمپلنت‌ و استخوان‌ اطراف‌ آن‌ بررسي‌ نمود.

 در مرحله‌ بعد مطابق‌ شيوة‌ رايج‌ جراحي‌، چهار پيچ‌ در موقعيت‌ استاندارد درون‌ پديكل‌ مهره‌هاي‌  L3  و  L5  مدل‌ جايگذاري‌ شدند به‌ گونه‌اي‌ كه‌ در مركز پديكل‌ و موازي‌ با صفحات‌ انتهايي‌ قرار گرفته‌ و با صفحه‌ سجيتال‌ زاويه‌ 30 درجه‌ بسازند. همچنين‌ دو عدد فيكساتور ميله‌اي‌، مطابق‌ شيوة‌ رايج‌ كاربرد سيستم‌هاي‌ پيچ‌ پديكل‌ جهت‌ اتصال‌ پيچ‌هاي‌ بالا و پايين‌ مدل‌ شدند. بدين‌ ترتيب‌ مهرة‌ مياني‌  (L3)  به‌ وسيلة‌ ايمپلنت‌ پل‌ زده‌ مي‌شود.

 پس‌ از جايگذاري‌ پيچ‌ها و فيكساتورها در موقعيت‌ مورد نظر، با اصلاح‌ شبكة‌ المان‌هاي‌ مدل‌ سالم‌، مجموعة‌ ستون‌ مهره‌، پيچ‌ها و فيكساتورها مش‌ بندي‌ شدند. بدين‌ ترتيب‌ دو مدل‌ تثبيت‌ شده‌ توسعه‌ يافت‌. مدلي‌ كه‌ توسط‌ سيستم‌  B  تثبت‌ شده‌، از اين‌ پس‌ به‌ اختصار  SB  و مدلي‌ كه‌ توسط‌ سيستم‌  A  تثبيت‌ شده‌، به‌ اختصار  SA ناميده‌ شده‌ است‌.

 در برخي‌ موارد در عمل‌ جراحي‌ تثبيت‌ ستون‌ مهره‌، ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ و صفحات‌ انتهايي‌ برداشته‌ شده‌ و از يك‌ پيوند استخواني‌ كه‌ در فضاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ قرار مي‌گيرد به‌ همراه‌ ايمپلنت‌هاي‌ خلفي‌ استفاده‌ مي‌شود. اگرچه‌ جراحان‌ در مورد اندازة‌ اين‌ پيوند اتفاِ نظر ندارند اما استفاده‌ از يك‌ پيوند استخواني‌ با سطح‌ مقطعي‌ معادل‌ 25 درصد سطح‌، مقطع‌ كل‌ ديسك‌ كه‌ از الگن‌ بيمار برداشته‌ مي‌شود بسيار رايج‌ است‌.

 در كليه‌ مدل‌ها، اتصال‌ بين‌ پيچ‌ و استخوان‌، اتصال‌ بين‌ پيچ‌ و فيكساتورها و اتصال‌ بين‌ پيوند و استخوان‌ها، صلب‌ درنظر گرفته‌ شد. همچنين‌ سعي‌ شد تا حد امكان‌، مش‌بندي‌ به‌ صورت‌ دستي‌ انجام‌ شود و تنها در قسمت‌هاي‌ بسيار كوچكي‌ (در حدود 10 درصد ازكل‌ مدل‌)، به‌ دليل‌ پيچيدگي‌ هندسي‌ از مش‌ بندي‌ آزاد استفاده‌ گرديد كه‌ اين‌ امر از مزاياي‌ قابل‌ توجه‌ مطالعه‌ حاضر نسبت‌ به‌ مطالعات‌ پيشين‌ محسوب‌ مي‌شود.

 يكي‌ از اهداف‌ اين‌ مطالعه‌، بررسي‌ اثر تغيير پارامترهاي‌ هندسي‌ مهره‌ و ايمپلنت‌ بر تنش‌هاي‌ ماكزيمم‌ ايجاد شده‌ در اجراي‌ مجموعة‌ تثبيت‌ شده‌ بود. تغيير پارامترهاي‌ هندسي‌ در نرم‌افزارهاي‌ المان‌ محدود رايج‌ (از جمله‌  ANSYS ) سبب‌ تخريب‌ شبكة‌ المان‌ها مي‌شود و لذا پس‌ از هربار تغيير هندسة‌ مدل‌، بايد شبكة‌ جديدي‌ از المان‌ها ايجاد شود. اين‌ امر انجام‌ مطالعات‌ پارامتري‌ را بر روي‌ مدل‌هاي‌ پيچيده‌ كه‌ نيازمند تغيير در هندسة‌ مدل‌ هستند با مشكل‌ مواجه‌ مي‌نمايد. براي‌ غلبه‌ بر مشكل‌ فوِ، يك‌ مدل‌ پارامتري‌ در نرافزار  ANSYS  توسعه‌ يافت‌. اين‌ مدل‌ داراي‌ دو مهره‌ است‌ كه‌ توسط‌ چهارپيچ‌ پديكل‌ و دو ميلة‌ رابط‌ از جنس‌ فولاد  316 LVM تثبيت‌ شده‌اند. ابعاد هندسي‌ اين‌ مدل‌ مشابه‌ ابعاد مهرة‌ مصنوعي‌ است‌ كه‌ توسط‌ Yerby  وهمكاران‌ براي‌ بررسي‌ پارامترهاي‌ مؤثر بربارگذاري‌ پيچ‌ درون‌ مهره‌ ارائه‌ شده‌ است‌. اين‌ ابعاد هندسي‌ وحوزة‌ تغييرات‌ آنها با توجه‌ به‌ ابعاد واقعي‌ مهرههاي‌ بدن‌ تعيين‌ شده‌اند. با استفاده‌ از اين‌ مدل‌ امكان‌ بررسي‌ اثر ابعاد پديكل‌، اندازه‌ و محل‌ قرارگيري‌ پيوند استخواني‌ و خطاهاي‌ جايگذاري‌ بر رفتار مكانيكي‌ مجموعه‌هاي‌ تثبيت‌ شده‌ فراهم‌ گرديد.

 بارگذاري‌ و شرايط‌ مرزي‌ درمدل‌هاي‌ المان‌ محدود بايد با شرايط‌ واقعي‌ مسأله‌ سازگاري‌ داشته‌ باشد. طبيعت‌ ستون‌ مهره‌ به‌ گونه‌اي‌ است‌ كه‌ بارهاي‌ اعمالي‌ به‌ آن‌ از طريق‌ ديسك‌هاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ و سطوح‌ مفصلي‌، از مهره‌اي‌ به‌ مهرة‌ ديگر انتقال‌ مي‌يابد. با توجه‌ به‌ اين‌ امر در اكثر مدل‌هاي‌ المان‌ محدوده‌ پيشين‌، صفحة‌ انتهايي‌ پاييني‌ و نوك‌ زائده‌هاي‌ تحتاني‌ نسبت‌ به‌ حركت‌ در همه‌ جهات‌ مقيد شده‌اند. در مدل‌هاي‌ المان‌ محدود اين‌ مطالعه‌ نيز شرايط‌ مرزي‌ مشابهي‌ اعمال‌ شده‌ است‌.

 تاكنون‌ تنها اندازه‌گيري‌هاي‌ انجام‌ شده‌ روي‌ نيروهاي‌ اعمالي‌ به‌ ستون‌ مهره‌ در بدن‌ انسان‌ زنده‌، توسط‌ Nachemson  انجام‌ شده‌ است‌. اين‌ داده‌ها به‌ صورت‌ فشار درون‌ ديسك‌، حين‌ فعاليت‌ها و موقعيت‌هاي‌ مختلف‌ گزارش‌ شده‌اند. با توجه‌ به‌ اينكه‌، اين‌ اندازه‌گيري‌ها، ساير مؤلفه‌هاي‌ نيرو (از قبيل‌ نيروي‌ تماسي‌ ونيروي‌ ليگامنت‌ها) را ناديده‌ گرفته‌اند تاكنون‌ به‌ صورت‌ مستقيم‌ درمطالعاتالمان‌ محدود استفاده‌ نشده‌اند. در اغلب‌ مطالعات‌ پيشين‌، محدودة‌ بار محوري‌ اعمالي‌ به‌ نمونه‌هاي‌ جسد دراندازه‌گيري‌هاي‌ آزمايشگاهي‌ انتخاب‌ شده‌ است‌. اين‌ امر امكان‌ بررسي‌ اعتبار مدل‌ها، به‌ وسيلة‌ مقايسة‌ نتايج‌ آنها و داده‌هاي‌ آزمايشگاهي‌ را فراهم‌ مي‌كند.

 مشاهده‌ مي‌شود سفتي‌ محوري‌ مدل‌  SA ، كمي‌ بيشتر از مدل‌  SB  و سفتي‌ محوري‌ مدل‌  SB  كمي‌ بيشتر از مدل‌ سالم‌ مي‌باشد. به‌ عبارت‌ ديگر، تثبيت‌ مدل‌ سالم‌ بدون‌ استفاده‌ از پيوند قدامي‌، سفتي‌ محوري‌ مجموعه‌ را به‌ ميزان‌ اندكي‌ افزايش‌ مي‌دهد.

 شكل‌هاي‌ 11، 12، 13 و 14، بهترتيب‌ نحوة‌ توزيع‌ تنش‌ فون‌ ميزز را در استخوان‌ متراكم‌ مدل‌هاي‌ سالم‌،  SC , SB , SA  تحت‌ بار محوري‌ 2000 نيوتن‌ نشان‌ مي‌دهند. همان‌ طور كه‌ مشاهده‌ مي‌شود در مدل‌ سالم‌، نواحي‌ قدامي‌ و خلفي‌ استخوان‌ متراكم‌، در حمل‌ بار مشاركت‌ بيشتري‌ دارند اما در مدل‌هاي‌ تثبيت‌ شده‌ بدون‌ استفاده‌ از پيوند قدامي‌، قسمت‌هاي‌ جانبي‌ استخوان‌ متراكم‌ مهره‌هاي‌ داراي‌ پيچ‌ پديكل‌، تنش‌ بيشتري‌ را متحمل‌ مي‌شوند. دليل‌ اين‌ تفاوت‌، نزديكي‌ پيچ‌هاي‌ پديكل‌ به‌ سمت‌ لترال‌ مهره‌ها مي‌باشد. در قسمت‌ قدامي‌ استخوان‌هاي‌ متراكم‌ مدل‌ SC  به‌ دليل‌ وجود پيوند استخواني‌، تمركز تنش‌ شديدي‌ (تقريباً سه‌ برابر مدل‌هاي‌ ديگر) مشاهده‌ مي‌شود.

 شكل‌هاي‌ 19، 20 به‌ ترتيب‌ نحوة‌ توزيع‌ تنش‌ را در پيچ‌هاي‌ پديكل‌ بالايي‌ مدل‌هاي‌  SB , SA  نشان‌ مي‌دهند. ملاحظه‌ مي‌شود در مدل‌هاي‌ تثبيت‌ شده‌ بدون‌ استفاده‌ از پيوند استخواني‌، ماكزيمم‌ تنش‌ در گردن‌ پيچ‌ اتفاِ مي‌افتد در صورتي‌ كه‌ در حالت‌ استفاده‌ از پيوند قداي‌، ماكزيمم‌ تنش‌ در قسمت‌ مياني‌ شفت‌ پيچ‌ رخ‌ مي‌دهد.

 اگرچه‌ پيچ‌هاي‌  B  داراي‌ قطر كوچكتر و تمركز تنش‌ درناحية‌ رزوه‌ هستند اما كمتر بودن‌ مدول‌ الاستيك‌ آنها (و نيز ميله‌هاي‌ رابط‌) در مقايسه‌ با پيچ‌هاي‌  A  سبب‌ شده‌ است‌ صلبيت‌ مجموعه‌ فيكساتور تيتانيومي‌ كمتر باشد و در نتيجه‌، سهم‌ بزرگتري‌ از بار محوري‌ از طريق‌ مهره‌ها منتقل‌ شده‌ و تنش‌هاي‌ كوچكتري‌ به‌ پيچ‌ها وارد گردد. بدين‌ ترتيب‌، مقادير ماكزيمم‌ تنش‌ در پيچ‌هاي‌  A  و  B  (به‌ ترتيب‌ 193 و 197 مگاپاسكال‌) تفاوت‌ چنداني‌ ندارند. اين‌ درحالي‌ است‌ كه‌ تنش‌ تسليم‌ آلياژ تيتانيوم‌ (870 مگاپاسكال‌) بسيار بزرگتر از فولاد  316 LVM  (690 مگاپاسكال‌) است‌. بنابراين‌ مي‌توان‌ نتيجه‌ گرفت‌ كه‌ پيچ‌هاي‌  B  در مقايسه‌ با پيچ‌هاي‌  A  با وجود حجم‌ كمتر داراي‌ ريسك‌ شكست‌ پايين‌تري‌ خواهند بود.

 همان‌ طور كه‌ ذكر شد فيكساتور  A  در مقايسه‌ با فيكساتور  B ، به‌ دليل‌ قطر و مدول‌ الاستيك‌ بيشتر، سهم‌ بزرگتري‌ از بار محور ياعمالي‌ به‌ ستون‌ مهره‌ را تحمل‌ مي‌كند. با مقايسة‌ مقادير تنش‌هاي‌ وارده‌ به‌ فيكساتورها و تنش‌هاي‌ تسليم‌ مربوطه‌، مي‌توان‌ دريافت‌ فيكساتورهاي‌  B  از ايمني‌ بالاتري‌ برخوردارند. همچنين‌ استفاده‌ از پيوند قدامي‌ سبب‌ مي‌شود ماكزيمم‌ تنش‌ فيكساتور  A  در بار محور 2000 نيوتن‌، به‌ كمتر از نصف‌ كاهش‌ يابد. دليل‌ اين‌ كاهش‌، انتقال‌ قسمت‌ عمدهاي‌ از بار توسط‌ پيوند مي‌باشد.

 شكل‌ 23، تغيير تنش‌ ماكزيمم‌ در قسمت‌هاي‌ مختلف‌ ايمپلنت‌ مدل‌  SC  را در اثر كاهش‌ مدول‌ الاستيك‌ استخوان‌ اسفنجي‌ از 100 مگاپاسكال‌ به‌ 50 مگاپاسكال‌ نشان‌ مي‌دهد.

 كاهش‌ مدول‌ الاستيك‌ استخوان‌ اسفنجي‌ به‌ منظور شبيه‌ سازي‌ اثر پوكي‌ استخوان‌ بر توزيع‌ تنش‌، در قسمت‌هاي‌ مختلف‌ مدل‌ صورت‌ گرفته‌ است‌. چنان‌ كه‌ در اين‌ شكل‌ ملاحظه‌ مي‌شود تنش‌ پيچ‌هاي‌ پديكل‌ پاييني‌ و فيكساتورها در اثر كاهش‌ مدول‌ الاستيك‌ استخوان‌ اسفنجي‌ افزايش‌ مي‌يابد. اين‌ مشاهدات‌ با نتايج‌ گزارش‌ شده‌ توسط‌  Mclain  و همكاران‌ كاملاً سازگار است‌. همچنين‌ شكل‌ 24، تغييرات‌ تنش‌ ماكزيمم‌ ايجاد شده‌ در قسمت‌هاي‌ استخواني‌ مدل‌ را نمايش‌ مي‌دهد. كاهش‌ مدول‌ الاستيك‌ استخوان‌ اسفنجي‌ سبب‌ افزايش‌ سهم‌ افزايش‌ ساير قسمت‌هاي‌ استخواني‌ در تحمل‌ بار و در نتيجه‌ افزايش‌ تنش‌هاي‌ ماكزيمم‌ در مدل‌ شده‌ است‌. اثر تغيير برخي‌ از پارامترها (از جمله‌ ابعاد هندسي‌) بااستفاده‌ از مدل‌ پارامتري‌ مورد بررسي‌ قرار گرفت‌. شكل‌ 25، تغيير تنش‌ ماكزيمم‌ اجزاي‌ ايمپلنت‌ در اثر افزايش‌ طول‌ پديكل‌ از 8 به‌ 12 ميلي‌ متر و افزايش‌ ارتفاع‌ پديكل‌ از 12 به‌ 18 ميلي‌ متر را نشان‌ مي‌دهد. محدودة‌ تغييرات‌ ابعاد پديكل‌ بر اساس‌ مطالعة‌ آزمايشگاهي‌ انجام‌ شده‌ توسط‌  McKinley  و همكارانش‌ انتخاب‌ شده‌ است‌. درمجموع‌ مي‌توان‌ ادعا نمود تنش‌ در اجزاي‌ مختلف‌ ايمپلنت‌ در اثر افزايش‌ ابعاد پديكل‌ به‌ ميزان‌ كمي‌ ازدياد مي‌يابد. افزايش‌ طول‌ پديكل‌ (در راستاي‌ قدامي‌ - خلفي‌) در مقايسه‌ با افزايش‌ عرض‌ و ارتفاع‌ آن‌، در افزايش‌ تنش‌ ايمپلنت‌ مؤثرتر است‌. به‌ نظر مي‌رسد افزايش‌ بازوي‌ گشتاور نيروي‌ اعمالي‌ به‌ سطح‌ بالايي‌ مهره‌ در اين‌ امر، نقش‌ اصلي‌ را ايفا مي‌كند.

 شكل‌ 29، تغيير تنش‌ ماكزيمم‌ اجزاي‌ ايمپلنت‌ را در اثر قرارگيري‌ پيوند استخواني‌ در موقعيت‌هاي‌ مختلف‌ بين‌ دو مهره‌ نشان‌ مي‌دهد. لازم‌ به‌ ذكر است‌ سطح‌ مقطع‌ پيوند، 25 درصد سطح‌ مقطع‌ جسم‌ مهره‌اي‌ بوده‌ است‌. از طرفي‌، در هنگام‌ قرارگيري‌ پيوند در حالات‌ قدامي‌ و خلفي‌، قسمتي‌ از آن‌ با استخوان‌ متراكم‌ در ارتباط‌ بوده‌ است‌. نتايج‌ به‌ دست‌ آمده‌ نشانمي‌ دهند قرارگيري‌ پيوند در موقعيت‌هاي‌ خلفي‌ و مباني‌ سبب‌ افزايش‌ بسيار شديد تنش‌ ايجاد شده‌ در ايمپلنت‌ مي‌گردد. اين‌ مشاهدات‌، پيشنهاد  Rohlmann  و همكارانش‌ را در مورد قرارگيري‌ پيوند درموقعيت‌ قدامي‌، در صورت‌ منتفي‌ بودن‌ امكان‌ حركت‌، تأييد مي‌كنند.

 بررسي‌ رفتار بار - تغيير مكان‌ حاصل‌ از تحليل‌ مدل‌هاي‌ سالم‌ و تثبيت‌ شده‌ نشان‌ مي‌دهد كه‌ در صورت‌ انجام‌ تثبيت‌ بدون‌ استفاده‌ از پيوند سفتي‌ ايجاد شده‌ در مجموعه‌ تثبيت‌ شده‌، تحت‌ بار محوري‌ كه‌ عمده‌ترين‌ بار اعمالي‌ به‌ ستون‌ مهره‌ است‌ ناكافي‌ خواهد بود. بنابراين‌ در صورتي‌ كه‌ ايمپلنت‌ با هدف‌ بي‌حركت‌ سازي‌ به‌ كار رود (به‌ عنوان‌ مثال‌ براي‌ درمان‌ شكستي‌ مهره‌)، لزوماً بايد از پيوند استخواني‌ استفاده‌ نمود تا حركت‌ ناحية‌ تثبيت‌ شده‌ كاهش‌ يابد.

 ميزان‌ تورم‌ خلفي‌ ديسك‌ در مدل‌ تثبت‌ شده‌ نسبت‌ به‌ مدل‌ سالم‌ كاهش‌ قابل‌ ملاحظه‌اي‌ نشان‌ مي‌دهد. اين‌ مشاهدات‌ بيانگر موفقيت‌ ايمپلنت‌هاي‌ خلفي‌ دركاهش‌ درد افرادي‌ است‌ كه‌ امكان‌ معالجة‌ كمردرد آنها با ساير روش‌ها وجود ندارد.

 مقايسة‌ تنش‌هاي‌ ماكزيمم‌ ايجاد شده‌ در ايمپلنت‌هاي‌  B  و  A  نشان‌ مي‌دهد ايمپلنت‌  B  با وجود برخورداري‌ از ابعاد كوچكتر، تحت‌ شرايط‌ مرزي‌ و بار اعمالي‌ يكسان‌، از ايمني‌ بيشتري‌ برخوردار است‌.

 مقايسه‌ تنش‌ ايجاد شده‌ در استخوان‌ اسفنجي‌ مدل‌هاي‌ تثبيت‌ شده‌ نشان‌ مي‌دهد امكان‌ نوسازي‌ استخوان‌ در صورت‌ استفاده‌ از ايمپلنت‌هاي‌ فولادي‌ با ابعاد بزرگ‌ افزايش‌ مي‌يابد.

 همچنين‌ ميزان‌ تنش‌ در زوائد مهره‌اي‌ مدل‌هاي‌ تثبت‌ شده‌ (خصوصاً در مهرة‌ پل‌ زده‌ شده‌) نسبت‌ به‌ مدل‌ سالم‌، كاهش‌ قابل‌ ملاحظه‌اي‌ نشان‌ ميدهد. اين‌ مشاهده‌ برجذب‌ استخوان‌ اين‌ نواحي‌ در درازمدت‌ تأكيد مي‌كند.

 نتايج‌ اين‌ مطالعه‌ نشان‌ مي‌دهد كاهش‌ مدول‌ الاستيك‌ استخوان‌ اسفنجي‌ يا به‌ عبارتي‌، پوكي‌ استخوان‌، احتمال‌ شكست‌ ايمپلنت‌ را افزايش‌ داده‌ و با افزايش‌ تنش‌ در ساير بافت‌هاي‌ استخواني‌، احتمال‌ شكست‌ اين‌ نواحي‌ را نيز افزايش‌ مي‌دهد.

 تنش‌ در همة‌ اجزاي‌ ايمپلنت‌ در اثر استفاده‌ از پيوند قدامي‌ كاهش‌ مي‌يابد، لذا استفاده‌ از پيوند استخمواني‌ به‌ هنگام‌ استفاده‌ از ايمپلنت‌هاي‌ خلفي‌ توصيه‌ مي‌شود.

 اگرچه‌ جراحان‌ در انتخاب‌ ابعاد و جنس‌ پيوند محدوديت‌ دارند و اغلب‌ آنان‌ قسمتي‌ از استخوان‌ لگن‌ با سطح‌ مقطعي‌ عادل‌ 25 درصد سطح‌ ديسك‌ را بدين‌ منظور انتخاب‌ مي‌كنند، محل‌ قرارگيري‌ پيوند مي‌تواند از ناحية‌ خلفي‌ فضاي‌ بين‌ دو مهره‌ تا ناحية‌ قدامي‌ آن‌ تغيير كند. نتايج‌ اين‌ مطالعه‌ نشان‌ مي‌دهد تنش‌هاي‌ ايجاد شده‌ در ايمپلنت‌ نسبت‌ به‌ محل‌ قرارگيري‌ پيوند بسيار حساسند به‌ طوري‌ كه‌ قرارگيري‌ آن‌ در قسمت‌ خلفي‌، تنش‌ ايمپلنت‌ را به‌ ميزان‌ بسيار زيادي‌ كاهش‌ مي‌دهد. قرارگيري‌ پيوند استخواني‌ در قسمت‌ مياني‌ به‌ نحوي‌ كه‌ هيچ‌ ارتباطي‌ با استخوان‌ متراكم‌ نداشته‌ باشد سبب‌ افزايش‌ شديد تنش‌ در نقاط‌ مختلف‌ ايمپلنت‌ خواهد شد و لذا اين‌ شيوه‌ به‌ هيچ‌ وجه‌ توصيه‌ نمي‌شود. با توجه‌ به‌ نكات‌ فوِ، به‌ كارگيري‌ يك‌ پيوند استخواني‌ با سطح‌ مقطعي‌ در حدود 25 درصد سطح‌ مقطع‌ ديسك‌ در قسمت‌ قدامي‌ فضاي‌ بين‌ دو مهره‌، به‌ صورتي‌ كه‌ قسمتي‌ از آن‌ با استخوان‌ متراكم‌ در ارتباط‌ باشد مناسب‌ترين‌ حالت‌ ممكن‌ است‌.

 اگرچه‌ تنش‌هاي‌ ايجاد شده‌ در ايمپلنت‌ در اثر تغيير ايجاد پديكل‌ تغييرات‌ چشمگيري‌ نشان‌ نمي‌دهند اما استفاده‌ از پيچ‌هايي‌ كه‌ با قطر بزرگتر، براي‌ پديكل‌هايي‌ كه‌ داراي‌ ابعاد بزرگ‌ هستند مي‌تواند در كاهش‌ احتمال‌ شكست‌ ايمپلنت‌ مؤثر باشد. اين‌ امر به‌ ويژه‌ براي‌ پديكل‌هايي‌ كه‌ داراي‌ طول‌ بزرگتر (در راستاي‌ قدايم‌ - خلفي‌) هستند توصيه‌ مي‌شود.

 خطاهاي‌ جايگذاري‌ پيچ‌ در اكثر موارد سبب‌ افزايش‌ شديد تنش‌ ماكزيمم‌ ايجاد شده‌ در ايمپلنت‌ مي‌گردند (تنها قرارگيري‌ پيچ‌ در ارتفاع‌ ناصحيح‌ نسبت‌ به‌ مركز پديكل‌، تغييرات‌ اندكي‌ را در تنش‌ ماكزيمم‌ ايمپلنت‌ سبب‌ مي‌شود) لذا توصيه‌ مي‌شود جراح‌ حداكثر تلاش‌ خود را در هنگام‌ جايگذاري‌ پيچ‌ به‌ عمل‌ آورد تا پيچ‌ دقيقاً در موقعيت‌ استاندارد قرار گيرد. در صورتي‌ كه‌ به‌ هر دليل‌ (از جمله‌ وجود تومور در راستاي‌ استاندارد) امكان‌ قرارگيري‌ پيچ‌ در موقعيت‌ توصيه‌ شده‌ وجود نداشتهباشد بايد توجه‌ شود كه‌ قرارگيري‌ پيچ‌ در ارتفاع‌ نامناسب‌، كم‌ خطرتر از قرارگيري‌ آن‌ در زاوية‌ نامناسب‌ است‌. هم‌ چنين‌ قرارگيري‌ پيچ‌ با زاوية‌ كمي‌ به‌ سمت‌ پايين‌ (نسبت‌ به‌ حالت‌ استاندارد)، كم‌ خطرتر از قرارگيري‌ آن‌ در زاوية‌ مشابه‌ به‌ سمت‌ بالاست‌. بنابراين‌ توصيه‌ مي‌شود در صورتي‌ كه‌ كيفيت‌ استخوان‌ در راستاي‌ استاندارد مناسب‌ نباشد، جراح‌ پيچ‌ را با زاوية‌ كمي‌ به‌ سمت‌ پايين‌ جايگذاري‌ كند. اين‌ درحالي‌ است‌ كه‌ بيرون‌ آمدگي‌ پيچ‌ بسيار خطرناك‌تر از ساير خطاهاي‌ جايگذاري‌ بوده‌ و بايد به‌ شدت‌ از آن‌ اجتناب‌ شود.

 

 مفهوم‌  Degenerative

 آسيب‌ ديدگي‌ ديسك‌ يا فساد و از بين‌ رفتن‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ دو عامل‌ عمده‌ و عمومي‌ است‌ كه‌ باعث‌ درد پشت‌ مي‌شود. وقتي‌ ديسك‌ دچار فساد مي‌شود، آب‌ خودش‌ را از دست‌ مي‌دهد و ارتفاع‌ آن‌ كاهش‌ مي‌يابد و باعث‌ نزديك‌ شدن‌ مهره‌ها به‌ يكديگر مي‌شود. جايي‌ كه‌ عصب‌ از آنجا عبور مي‌كند باريكتر شده‌ و فشار اضافه‌ شده‌ از طرف‌ ديسك‌ مي‌تواند عصب‌ را تحت‌ تأثير قرار داده‌ و باعث‌ درد پشت‌ يا پا شود.

 اغلب‌ اين‌ دو عامل‌ با هم‌ هستند و متورم‌ شدن‌ ديسك‌ تا هنگاميكه‌ دچار پارگي‌ نشده‌ باشد نرمال‌ است‌. متورم‌ شدن‌ ديسك‌ جريان‌ نرمالي‌ است‌ كه‌ بواسطة‌ تحمل‌ روزانة‌ وزن‌ بدن‌ اتفاِ مي‌افتد وزن‌ بدن‌ سبب‌ ايجاد تورم‌ در ديسك‌ها مي‌شود. اين‌ تورم‌ در شب‌ بعلت‌ برداشته‌ شدن‌ وزن‌ از بين‌ مي‌رود.

 

 عوامل‌ دژنراتيو ستون‌ فقرات‌

 كرنشهاي‌ مكانيكي‌ باعث‌ ايجاد تغييرات‌ دژنراتيو ستون‌ فقرات‌ مي‌شود. اين‌ تغييرات‌ دژنراتيو ابتدا بر روي‌ ساختار زوائد آرتيكولار خلفي‌ و سپس‌ بر ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ اثر مي‌گذارند و سبب‌ مسطح‌ شدن‌ ديسك‌ و در رفتگي‌ مهره‌ مي‌شوند. باريك‌ شدن‌ كانال‌ نخاعي‌، يا بر اثر مسطح‌ شدن‌ ديسك‌ و يا بر اثر افزايش‌ اندازة‌ مفصل‌ روي‌ مي‌دهد.

 

 برطرف‌ كردن‌  Degenerative  ديسك‌

 بهترين‌ كاربري‌ براي‌ كيج‌ها براي‌ درمان‌ بيماري‌ ( isthmic spondy lolisthesis  يا  Degenerative ) مي‌باشد. بيماران‌ زيادي‌ با داشتن‌ ناپايداري‌ كانديدهاي‌ مناسبي‌ براي‌ جاگذاري‌ كيج‌ به‌ صورت‌ خلفي‌ مي‌باشد. دو عامل‌ مهم‌ و عمومي‌ عدم‌ موفقيت‌ فيوژن‌، مي‌تواند تنگ‌ شدگي‌ جانبي‌ ستون‌ فقرات‌ و پس‌ زدن‌ آن‌ باشد.

 آزمايش‌ برايتون‌ در مورد 500 كيج‌ پايداركننده‌ در طول‌ يك‌ دهه‌، ثابت‌ كرد كه‌ يك‌ كيج‌ جاگذاري‌ شده‌ به‌ صورت‌ خلفي‌ كه‌ در موقعيت‌ صحيحش‌ و توسط‌ يك‌ جراح‌ ماهر قرار گرفته‌ باشد مي‌تواند همان‌ تأثير 2 كيج‌ را داشته‌ باشد.

 جاگذاري‌ يك‌ كيج‌ تكي‌ زمان‌ كمتري‌ در جراحي‌ مي‌برد (بنابراين‌ خطر براي‌ بيمار كاهش‌ مي‌يابد) و هزينه‌ها را كاهش‌ مي‌دهد.

 

 مسائل‌ و مشكلات‌ جراحي‌ كيج‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌

 پايداري‌ مؤثر ستون‌ فقرات‌ براي‌ كيجي‌ كه‌ بصورت‌ خلفي‌ توسط‌ يك‌ جراح‌ ستون‌ فقرات‌ با دانش‌ و ماهر كار گذاشته‌ باشد بعنوان‌ مدركي‌ براي‌ تندرستي‌ ستون‌ فقرات‌ ثبت‌ مي‌شود.

 

 تأثير تعداد كيج‌ها در پايداري‌ ستون‌ فقرات‌

 اغلب‌ جراحان‌ دو كيج‌ در كنار هم‌ در جراحي‌ استفاده‌ مي‌كنند مشكلي‌ كه‌ در گذشته‌ وجود داشت‌ كناره‌هاي‌ انحنادار كيج‌ها بود كه‌ قرارگيري‌ كيج‌ها را در نزديكي‌ هم‌ مشكل‌ مي‌كرد. كيج‌  LT  كنارة‌ مسطحي‌ دارد، و اين‌ بدين‌ معناست‌ كه‌ كيج‌ها را مي‌توان‌ خيلي‌ نزديك‌ به‌ هم‌ جاگذاري‌ كرد. بنظر مي‌رسد كه‌ اين‌ تغيير كوچكي‌ باشد ولي‌ اين‌ يك‌ پيشرفت‌ مهم‌ براي‌ كمك‌ به‌ موقعيت‌ كيج‌ در ايجاد ساختمان‌هاي‌ قوي‌ و محكم‌ مي‌باشد.

 در بيماراني‌ كه‌ قبلاً جراحي‌ كمر را داشته‌اند، بسيار مشكل‌ است‌ كه‌ فضاي‌ كافي‌ براي‌ دو عدد كيج‌ تيتانيومي‌ بدون‌ خطر آسيب‌ ديدگي‌ عصب‌ ايجاد كرد. اين‌ بخاطر بودن‌ جراحت‌ در اطراف‌ اعصاب‌ است‌.

 در اين‌ حالت‌ يك‌ كيج‌ (تيتانيوم‌، استخوان‌ يا كربن‌ فايبر) بين‌ بدنه‌هاي‌ مهره‌ و تحت‌ زاويه‌ قرار مي‌گيرد. تست‌ استحكام‌ نشان‌ داده‌ است‌ كه‌ يك‌ كيج‌ زاويه‌دار به‌ اندازة‌ دو كيج‌ مستقيم‌ قدرت‌ دارد (وقتي‌ استخوان‌ بهبود مي‌يابد). يك‌ كيج‌ به‌ تنهايي‌ قادر به‌ تحمل‌ بار نيست‌. بنابراين‌ توسط‌ پيچ‌ها و ميله‌ها حمايت‌ مي‌شود. پس‌، مزيت‌ استفاده‌ از يك‌ كيج‌ اين‌ است‌ كه‌ فضاي‌ كمتري‌ براي‌ جاگذاري‌ ايمپلنت‌ نياز دارد، ولي‌ معايب‌ آن‌ نياز به‌ پيچ‌ها و ميله‌ها براي‌ حمايت‌ كردن‌ كيج‌ مي‌باشد.

 [اوزون تراپی ]

 مزاياي‌ استفاده‌ از كيج‌

 وقتي‌ عمل‌ توسط‌ جراحان‌ ستون‌ فقرات‌ (ارتوپديك‌ و اعصاب‌) آموزش‌ ديده‌ انجام‌ مي‌شود، كيج‌هاي‌ تيتانيومي‌ مزاياي‌ مؤثر زير را نمايش‌ مي‌دهند:

 - تهاجم‌ كمتر به‌ بافت‌هاي‌ اطراف‌ با زمان‌ كمتر تحت‌ بي‌هوشي‌ عمومي‌

 - دسترسي‌ بهتر جراحي‌ به‌ آسيب‌شناسي‌ (پاتولوژي‌) به‌ طور مثال‌، وجود تنگ‌ شدگي‌ ستون‌ فقرات‌ جانبي‌

 - خونريزي‌ كمتر

 - اقامت‌ كمتر در بيمارستان‌

 - بهبود سريعتر

 - عوارض‌ كمتر بعد از عمل‌

 - عملي‌ براي‌ بار دوم‌ و بمنظور در آوردن‌ آن‌ نياز نيست‌

 - بازگشت‌ سريع‌ به‌ كارهاي‌ روزمره‌

 - هزينة‌ پايين‌

 

 مراقبتهاي‌ پس‌ از جايگذاري‌

 براي‌ شروع‌ بايد بيمار مسئوليت‌ نگهداري‌ خودش‌ و مراقبت‌ را در آينده‌ به‌ عهده‌ بگيرد. بدون‌ اين‌ شانس‌ موفقيت‌ در طولاني‌ مدت‌ خيلي‌ ضعيف‌ مي‌شود. اين‌ كار با يك‌ الگوي‌ مناسب‌ زندگي‌ شروع‌ مي‌شود، كه‌ شامل‌ تغذيه‌ خوب‌، ورزش‌ كردن‌ و اجتناب‌ از كارهاي‌ زيان‌ آور براي‌ بدن‌ مانند سيگار كشيدن‌ مي‌باشد.

 همچنين‌ اين‌ بيماران‌ در پنج‌ روز بعد از عمل‌ بايد دستورالعمل‌ ورزش‌ كششي‌ داشته‌ باشند و از روشهاي‌ باربرداري‌ خاص‌ استفاده‌ كنند.

 بررسي‌ عوامل‌ موقعيت‌ در جايگذاري‌ كيج‌

 عوامل‌ موقعيت‌ براسا س‌3 عامل‌ تعيين‌ مي‌شود:

 - رضايت‌مندي‌ بالاي‌ بيمار بعد از عمل‌ جراحي‌

 - كاهش‌ هزينه‌

 - بهبودي‌ سريعتر

 

 تأثيرات‌ گرافت‌ استخواني‌  (Bone groft)

 گرافت‌ استخواني‌ و فيوژن‌ استخواني‌، پايداري‌ را به‌ ستون‌ فقرات‌ مي‌دهند. ممكن‌ است‌ هيچ‌ مشكلي‌ در نگهداري‌ وسيلة‌ تثبيت‌ كنندة‌ داخلي‌ ظاهر نشود، ولي‌ بطور اتفاقي‌ دچار شكست‌ شود. اين‌ اتفاِ نمي‌افتد مگر اينكه‌ در آن‌ ناحيه‌ فيوژن‌ استخواني‌ و پايداري‌ وجود نداشته‌ باشد.

 بعد از فيوژن‌، و پس‌ از گذشت‌ زمان‌ و پيوند استخواني‌ قوي‌تر مي‌گردد. ولي‌ درابتدا بايد تكنيك‌هاي‌ قدامي‌ و خلفي‌ تثبيت‌ كنندة‌ داخلي‌ همراه‌ با گرافت‌ استخواني‌ بكار گرفته‌ شوند.

 يادآوري‌ اين‌ نكته‌ ضروري‌ است‌ كه‌ براي‌ جلوگيري‌ از پيشرفت‌ تغيير شكل‌ در پي‌ جابجايي‌ بعد از فيوژن‌ قدامي‌ بايد مراقبت‌ انجام‌ گيرد.

 آقايان‌ كلي‌ و استافر گزارشي‌ در مورد وقوع‌ زياد تغيير شكل‌هاي‌ زاويه‌اي‌ در پي‌ جابجايي‌ بعد از فيوژن‌ قدامي‌ براي‌ ستون‌ فقرات‌ گردني‌ كه‌ دچار ضربه‌ شده‌ بود، بيان‌ كرده‌ايد.

 ممكن‌ است‌ روش‌هاي‌ پايداركنندة‌ خلفي‌ (بصورت‌ تنها و يا تركيب‌ شده‌) به‌ منظور رسيدن‌ به‌ يك‌ پايداري‌ قابل‌ قبول‌ و برداشتن‌ فشار از روي‌ عناصر عصبي‌، موردنياز باشد. ولي‌ گرافت‌هاي‌ استخواني‌ خلفي‌ خودشان‌ به‌ تنهايي‌ تحمل‌ كنندة‌ وزن‌ نيستند. از گرافت‌هاي‌ استخوان‌ خلفي‌ بايد اجتناب‌ شود مگر اينكه‌ تجهيزاتي‌ براي‌ حمايت‌ موردنياز فراهم‌ گردد.

 روش‌هاي‌ پايداركننده‌ بعد از عمل‌ جراحي‌ براي‌ كاهش‌ فشار انجام‌ مي‌گيرد. براي‌ كاهش‌ برخورد جرم‌ بر روي‌ نخاع‌ نيازمند يك‌ روش‌ كاربردي‌ هستيم‌ كه‌ به‌ وسايل‌ و تجهيزات‌ خلفي‌ جاگذاري‌ شده‌ اضافه‌ گردد. در شرايطي‌ كه‌ ستون‌ فقرات‌ تمايل‌ زيادي‌ به‌ آشفتگي‌ دارد بهتر است‌ گرافت‌ استخواني‌ تا زمانيكه‌ وسايل‌ و تجهيزات‌ خلفي‌ كار گذاشته‌ نشده‌، جاگذاري‌ نشود. (بخاطر ترس‌ از تغييرات‌ ناسازگار بيومكانيك‌ ستون‌ فقرات‌ بخاطر از دست‌ دادن‌ گرافت‌ استخواني‌ كه‌ قبلاً جاگذاري‌ شده‌ است‌.

 بصورت‌ تئوريكي‌، در اين‌ حالت‌، بهترين‌ روش‌ از ميان‌ روش‌ها اينگونه‌ است‌ كه‌ اول‌، فشار از روي‌ عناصر عصبي‌ برداشته‌ شود و باعث‌ آزاد شدن‌ و شل‌ شدن‌ ستون‌ فقرات‌ (بوسيلة‌  diuskectomy ) شود. دوم‌ جاگذاري‌ وسايل‌ تثبيت‌ كنندة‌ داخلي‌ خلفي‌ است‌ و سوم‌ جاگذاري‌ گرافت‌ استخواني‌ قدامي‌ اگر فشار ستون‌ فقرات‌ حالت‌ غالب‌ باشد، بهتر است‌ جاگذاري‌ گرافت‌ ميله‌اي‌ استخواني‌ در مرحله‌ اول‌ صورت‌ گيرد.

 

 

 اثرات‌ گرافت‌ استخواني‌ بر روي‌ رفتار بيومكانيك‌ مهره‌ها

 مطالعاتي‌ در سال‌ 2001 بوسيله‌  Rohmann  در مورد تأثير گرافت‌ استخواني‌ بر روي‌ رفتار بيومكانيكي‌ مهره‌ها انجام‌ گرفت‌ در اين‌ تحقيق‌ يك‌ مدل‌ سه‌ بعدي‌ غيرخطي‌ با توجه‌ به‌ اطلاعات‌ كمي‌ كه‌ در مورد سايز پيوندهاي‌ استخواني‌ موجود بود با استفاده‌ از روشهاي‌  FEM  تحليل‌ شده‌ منطقه‌ و موقعيت‌ پيوندهاي‌ استخواني‌ مختلف‌ و متفاوت‌ مي‌باشد و كيفيت‌ پيوندهاي‌ استخواني‌ در اين‌ تحقيق‌ مهم‌ است‌ پس‌ از ايجاد مدل‌ سه‌ بعدي‌ مدل‌ با توجه‌ به‌ تأثير گياماتها و بوسيله‌ نرم‌افزار ABAQUS  بر روي‌ مهره‌هاي‌  L3 , L2  مورد بررسي‌ قرار گرفت‌. مدول‌ الاستيك‌ در اين‌ مدل‌ برابر با  MP  110000 كه‌ مدول‌ تيتانيوم‌ مي‌باشد درنظر گرفته‌ شده‌ و همچنين‌ مدل‌ با همان‌  NM  5/7 در صفحه‌  Sogital  بارگذاري‌ شد.

 چهار حالت‌ در اين‌ بررسي‌ داريم‌ كه‌ در شكل‌ نشان‌ داده‌ شده‌ است‌.

 A  - گرافت‌ به‌ صورت‌ مايل‌ قرار گرفته‌ است‌.

 B  - نزديك‌ به‌ قسمت‌  Dorsal  و نزديك‌ خار مهره‌اي‌ قرار دارد.

 C  - در محور طولي‌ صفحه‌  Sogiral  قرار دارد.

 D  - نزديك‌ به‌ قسمت‌ شكمي‌ قرار گرفته‌ است‌. طبق‌ شكل‌

 مقايسه‌ بين‌ چهار حالت‌ تحت‌ همان‌  Bending  برابر با  Nm  5/7 در حالتهاي‌ Righ laterol Bending  و  flextion  انجام‌ گرفته‌ است‌.

 ممان‌ وارد شده‌ براي‌ تمام‌ حالتها يكسان‌ و برابر با  N.m  5/7 مي‌باشد همانطور كه‌ در نمودار و شكل‌ مي‌بينيم‌ در حالت‌ ضمن‌ جانبي‌ ماكزيمم‌ ضمناً تماسي‌ در  D  كاهش‌ مي‌يابد  و در حالت‌  flextion  نيز فشار تماسي‌ در  B  كمترين‌ مقدار را به‌ خود اختصاص‌ مي‌دهد.

 شكل‌ زير تنش‌ ون‌ مانيزز پيوندهاي‌ استخواني‌ را در موقعيت‌هاي‌ مختلف‌ با همان‌  N.m  5/7 در مهره‌  L3  نشان‌ مي‌دهد. به‌ طور كلي‌ ماكزيمم‌ تنش‌ ون‌ مايزز براي‌ گرافت‌هاي‌ استخواني‌ بين‌  Mpa  7/3 تا  Mpa  2/7 تعيين‌ شد و اين‌ نتيجه‌ نيز حاصل‌ گشت‌ كه‌ پيوندهاي‌ بزرگتر با سفتي‌ كمتر از جنبه‌هاي‌ مكانيكي‌ ارجحيت‌ و برتري‌ دارند.

 

 فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌

 فيوژن‌ به‌ معناي‌ جراحي‌، القاء و جوش‌ خوردن‌ استخوان‌ مي‌باشد. تكنيك‌ فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ معمولاً در بيماراني‌ كه‌ فتق‌ ديسك‌ يا سندروم‌  discogenic دارند انجام‌ مي‌گيرد تخمين‌ زده‌ مي‌شود كه‌ سالانه‌ در آمريكا بيش‌ از 30000، عمل‌ فيوژن‌ انجام‌ مي‌گيرد كه‌ پزشكان‌ وجراحان‌ بايد از تكنيكها و روشهاي‌ مختلف‌ براي‌ انجام‌ پيچيدگيهاي‌ عمل‌ استفاده‌ كنند. اولين‌ عمل‌  posterior  فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ در سال‌ 1940 انجام‌ گرفت‌ كه‌ از آن‌ زمان‌ تاكنون‌ اين‌ روش‌ ادامه‌ پيدا كرده‌ تا جايي‌ كه‌ امروزه‌ از آلياژهاي‌ تيتانيوم‌ و اكوگرافت‌هاي‌ استخواني‌ براي‌ انجام‌ عمل‌ همجوشي‌ استفاده‌ مي‌كنند. عمل‌ فيوژن‌ معمولاً براي‌  support  و پشتيباني‌ ستون‌ فقرات‌ انجام‌ مي‌گيرد. اگرچه‌ وسايل‌ براي‌ پيوندهاي‌ استخواني‌ توسعه‌ و پيشرفت‌ چشمگيري‌ داشته‌اند اما بايد به‌ اين‌ نكته‌ توجه‌ داشت‌ كه‌ براي‌ دست‌ يافتن‌ موفقيت‌آميز به‌ عمل‌ فيوژن‌ طراحي‌ مناسب‌ شرط‌ اوليه‌ و انكارناپذير مي‌باشد. يكي‌ از مشكلاتي‌ كه‌ در عمل‌ها فيوژن‌ بسيار ديده‌ مي‌شود فروكش‌ كردن‌ يا نشست‌ ايمپلنت‌ مي‌باشد اين‌ حالت‌ معمولاً زماني‌ اتفاِ مي‌افتد كه‌ تنشهاي‌ بينابيني‌ بين‌ استخوان‌ و ايمپلنت‌ بر استحكام‌ استخوان‌ برتري‌ پيدا مي‌كند اين‌ مشكلات‌ را مي‌توان‌ با تغيير در شكل‌ طراحي‌ و تغيير جنس‌ چالش‌ داد.

 

 تاريخچه‌ فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌

 فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ استفاده‌ بسيار گسترده‌اي‌ در عمل‌ جراحي‌ بمنظور درمان‌ شرايط‌ دژنراتيو و فساد در ستون‌ فقرات‌ كمري‌ دارد. فيوژن‌هاي‌ خلفي‌ و قدامي‌ به‌ صورت‌ تنها و يا تركيبي‌ به‌ طور موفقيت‌آميز استفاده‌ مي‌شوند.

 در سال‌ 1978 آقايان‌ لن‌ و مور در يك‌ بيان‌ كلاسيك‌، اولين‌ گزارش‌ در مورد فيوژن‌ قدامي‌ در ناحيه‌ كمري‌  (ALIF)  براي‌ درمان‌ بيماري‌ فساد ديسك‌ كمري‌ را ارائه‌ دادند. در سال‌ 1950، هارمن‌ روش‌  Transabdominal  پشت‌ صفاقي‌ براي‌ مواردي‌ كه‌ دچار پرولاپس‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ شديد بخاطر فساد ديسك‌ شده‌اند را تشريح‌ كرد.

 آقاي‌ كاپنر مشاهده‌ كرد كه‌ فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ ناحية‌ كمري‌ با روش‌ قدامي‌ از لحاظ‌ بيومكانيكي‌ روش‌ ايده‌آلي‌ است‌ ولي‌ در سال‌ 1932 از لحاظ‌ تكنيكي‌ غيرممكن‌ بود. اگرچه‌، پس‌ از پيشرفت‌ تكنيك‌ جراحي‌، فيوژن‌ قدامي‌ در ناحيه‌ كمري‌ ميسر گرديد و به‌ يك‌ روش‌ عمومي‌ تبديل‌ شد. قابل‌ ذكر است‌ روش‌ قدامي‌ در ناحيه‌ كمري‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ صورت‌ روزافزوني‌ در پاتولوژي‌ ستون‌ فقرات‌ همراه‌ با مصرف‌ گرافت‌هاي‌ مختلف‌ كه‌ شامل‌ بلوك‌هاي‌  Dowel Corticocancellous هاي‌ كرتيكوكانسلوس‌ و آلوگرافتهاي‌ فمورال‌ نيز هست‌ استفاده‌ مي‌شود.

 آقاري‌ هارسون‌ روش‌ قدامي‌ راب‌ راي‌ توسيكل‌ ستون‌ فقرات‌ با استفاده‌ از بلوك‌هاي‌ كرتيكوكانسلوس‌ استفاده‌ كرد. كرتيكوكانسلوس‌ كه‌ به‌ صورت‌ استوانه‌اي‌ بودند اولين‌ بار توسط‌ هارمن‌ در سال‌ 1962 و ساكس‌ در سال‌ 1965 درفيوژن‌ قدامي‌ لومبار استفاده‌ شد. و تا زماني‌ كه‌ از روش‌ جراحي‌ خلفي‌ استفاده‌ مي‌شد، روش‌هاي‌ او براي‌ برداشتن‌ ديسك‌، آماده‌ سازي‌ صفحه‌ انتهايي‌ و گرافت‌گذاري‌ به‌ صورت‌ گسترده‌اي‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گرفت‌. بعداً هنري‌ تكنيك‌ cloward dowel  را به‌ منظور استفاده‌ در روش‌ قدامي‌ براي‌ ناحية‌ كمري‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ همراه‌ اكوگرافت‌ استوانه‌اي‌ بكار برد.

 برايان‌ گرافت‌ پيوندي‌ كه‌ در كيج‌ فيوژن‌ بيولوژيكي‌ استفاده‌ مي‌شد و شامل‌ گرافت‌ استخوان‌  autogenus cancellous  است‌ را توصيه‌ مي‌كند. مفهوم‌ اين‌ پيوند اين‌ است‌ كه‌ حلقة‌ اكوگرافت‌ فمورال‌ پايداري‌ زيادي‌ را براي‌ ساختمان‌ ايجاد مي‌كند.

 اگرچه‌ شاهكار تكنيكي‌، ارائه‌ روش‌ قدامي‌ ستون‌ فقرات‌ كمري‌ بصورت‌ قابل‌ اطمينان‌ در سال‌هاي‌ 1970 تا 1980 بوده‌ ولي‌ فيوژن‌ قدامي‌  Stand - alone  عليرغم‌ نرخ‌ كم‌ فيوژن‌ خوب‌ از آب‌ درآمد. عليرغم‌ گزارش‌هاي‌ اوليه‌ كه‌ شامل‌ يك‌ گروه‌ از بيماران‌ مختلف‌ بود تكنيك‌هاي‌ جراحي‌ نرخ‌ فيوژن‌ را توسط‌ هارمن‌ 95% توسط‌ هاور 70%، توسط‌ كراك‌ 90% و توسط‌ فوجي‌ 96% نشان‌ داد، گزارشات‌ ديگر نرخ‌هاي‌ بسيار پايين‌ فيوژن‌ را نشان‌ مي‌داد.

 پس‌ از آن‌ تكنيك‌هايي‌ براي‌ افزايش‌ نرخ‌ فيوژن‌ در مورد فيوژن‌ قدامي‌ كمري‌ براي‌ تخمين‌ زدن‌ موفقيت‌ ساختمان‌هاي‌ محيطي‌ با وسيله‌ گذاري‌ قدامي‌ كمري‌ آغاز شد كه‌ اولين‌ گزارش‌ آن‌ توسط‌ هاواك‌ و هامپر در سال‌ 1961 ارائه‌ گرديد. آنها طرح‌ يك‌ صفحة‌ شياردار راارائه‌ دادند كه‌ آن‌ را بالاي‌ ستون‌ فقرات‌ كمري‌ قدامي‌ به‌ قصد افزايش‌  arthrodesis  جايگذاري‌ كرده‌ بودند. اين‌ وسيله‌ يك‌ كيج‌ استوانه‌اي‌ رزوه‌ شده‌ بود كه‌ موجب‌ فيوژن‌ قدامي‌  Stand - alone  شده‌ و يك‌ روش‌ درمان‌ براي‌ بيماري‌  Discogenig  مي‌باشد.

 در اواسط‌ دهة‌ 70 ميلادي‌ و اوايل‌ دهة‌ 80 آقايان‌ بگ‌ باي‌ و مورگان‌ درمان‌ بيماري‌ سندرم‌ وايلر را آغاز كردند. ناپايداري‌ مزمن‌ گردني‌ سبب‌ ايجاد بيماري‌ نخاعي‌ در اسب‌ها مي‌شود، به‌ همين‌ منظور استوانه‌اي‌ سوراخ‌ دار از جنس‌ فولاد زنگ‌ نزن‌ و صيقلي‌ را با روش‌ قدامي‌ جاگذاري‌ كردند. بگ‌ باي‌ نياز به‌ اتوگرافت‌ را توسط‌ پركردن‌ كيج‌ خودش‌ با تراشه‌هاي‌ استخوان‌ متراكم‌ كه‌ از قلاويز كردن‌ ناحيه‌ گردني‌ بدست‌ آورده‌ بود، برطرف‌ كرد. اين‌ وسيلة‌ جديد با ايجاد سوراخ‌هايي‌ بر روي‌ ديواره‌اش‌ طراحي‌ شده‌ بود تا اجازة‌ رشد استخوان‌ را داده‌ و  Arthrodesis را افزايش‌ دهد.

 كيج‌ استوانه‌اي‌ تيتانيومي‌ طراحي‌ شده‌ به‌ منظور پيچ‌ شدن‌ در صفحات‌ انتهايي‌ رزوه‌ دار شده‌ بود، كه‌ وسيله‌ را پايدار كند و نرخ‌ فيوژن‌ توسط‌ وسيلة‌ قدامي‌ Stand - alone  را افزايش‌ دهد.

 در تحقيقات‌ اخير آقاي‌  Ray  نيز يك‌ وسيله‌ فيوژن‌ مشابه‌ را توسعه‌ داد كه‌ در ابتدا در فيوژن‌هاي‌ خلفي‌ استفاده‌ مي‌شد، اما به‌ روش‌هاي‌ قدامي‌ هم‌ توسعه‌ و گسترش‌ يافت‌.

 تأثير محل‌ گرافت‌ استخواني‌ بر توزيع‌ تنش‌[اوزون تراپی ]

 بمنظور انجام‌ فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌، اغلب‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ توسط‌ گرافت‌ استخواني‌ جايگزين‌ مي‌شود، اندازه‌، محل‌ و رفتار الاستيك‌ گرافت‌ استخواني‌ بسيار متغيير است‌. هدف‌ اين‌ مطالعه‌ تعيين‌ تأثير محل‌ گرافت‌ در حركت‌ قطعات‌ داخلي‌ و توزيع‌ تنش‌ مي‌باشد.

 يك‌ مدل‌ سه‌ بعدي‌ غيرخطي‌ المان‌ محدود از ستون‌ فقرات‌ كمري‌ ايجاد شده‌ است‌. اين‌ مدل‌ شامل‌ بيش‌ از 8000 المان‌ حجمي‌ و بيش‌ از 30000 درجه‌ آزادي‌ است‌. مدل‌ توسط‌ ممان‌هاي‌ خالص‌ در سه‌ صفحة‌ اصلي‌ آناتوميكي‌ بارگذاري‌ شده‌ است‌. بارگذاري‌  250 N follower  اعمال‌ شده‌ تا پيش‌ كشش‌ كه‌ توسط‌ عضلات‌ ياجاد مي‌شود را شبيه‌ سازي‌ كند. حركت‌ قطعات‌ داخلي‌ و تنش‌هاي‌ معادل‌ وزن‌ مايزز براي‌  ventral flexion  و خمش‌ بيروني‌ با ممان‌هاي‌ خالص‌  7.5 N.m  محاسبه‌ شده‌ است‌.

 نتايج‌ بدست‌ آمده‌ اينگونه‌ است‌ كه‌ محل‌ گرافت‌ استخواني‌ اثر قابل‌ توجهي‌ در چرخش‌ قطعات‌ داخلي‌ و بر روي‌ توزيع‌ تنش‌ در صفحات‌ انتهايي‌ مجاور دارد. موقعيت‌ دور سال‌ گرافت‌ بيشترين‌ حركات‌ قطعات‌ داخلي‌ را ايجاد كرد و بنابراين‌ بعنوان‌ روشي‌ غيرمفيد و مضر براي‌ فيوژن‌ داخل‌ بدني‌ شناخته‌ شده‌ است‌.

 هدف‌ اين‌ مطالعه‌ تحقيق‌ تحليلي‌ تغييرات‌ در چرخش‌ قطعات‌ داخلي‌ و توزيع‌ تنش‌ بخاطر جاگذاري‌ كيج‌ دوتايي‌ رزوه‌دار و پايداري‌ افزوده‌ شده‌ توسط‌ استفاده‌ از يك‌ وسيله‌ تثبيت‌ كننده‌ داخلي‌ ستون‌ فقرات‌ مي‌باشد.

 يك‌ مدل‌ سه‌ بعدي‌ غيرخطي‌ المان‌ محدود ستون‌ فقرات‌ كمري‌ ايجاد شده‌، در فضاي‌ ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ يك‌ مدل‌ از كيج‌ دوتايي‌ در جهت‌ خلفي‌ - قدامي‌ جاگذاري‌ شده‌ است‌. يك‌ قطعه‌ تكي‌ تثبيت‌ كننده‌ داخلي‌ ستون‌ فقرات‌ كه‌ كيج‌ها را بهم‌ وصل‌ مي‌كند به‌ مدل‌ المان‌ محدود با استفاده‌ از المان‌هاي‌ تير اضافه‌ كرده‌ است‌. مدل‌ با ممان‌هاي‌ خالص‌  7.5 Nm  در سه‌ صفحه‌ اصلي‌ آناتوميكي‌ بارگذاري‌ شده‌ است‌.

 يك‌ بار  205 N  اثر پايداري‌ ايجاد شده‌ توسط‌ عضلات‌ كه‌ بصورت‌ مستقيم‌ بر روي‌ ستون‌ فقرات‌ كمري‌ عمل‌ مي‌كنند را شبيه‌ سازي‌ مي‌كند. اين‌ بار فشاري‌ يك‌ مسيري‌ مماسي‌ بر انحناي‌ ستون‌ فقرات‌ دارد.

 نتايجي‌ كه‌ حاصل‌ شده‌ به‌ اين‌ شرح‌ است‌ كه‌ سطح‌ تماس‌ بين‌ كيج‌ و بدنه‌ مهره‌ كوچكتر از سطح‌ بين‌ ديسك‌ و بدنه‌ مهره‌ است‌ و علاوه‌ بر اين‌، كيج‌ بسيار سخت‌تر از ديسك‌ است‌ كه‌ اينها دلايل‌ اصلي‌ براي‌ افزايش‌ قابل‌ توجه‌ تنش‌ها بعد از جاگذاري‌ كيج‌ دوتايي‌ است‌.

 نتايج‌ ديگر نشان‌ داد كه‌ جاگذاري‌ كيج‌ تنش‌ وان‌ مايزز را افزايش‌ مي‌دهد و توزيع‌ نيرو را در سازهاي‌ مجاور تغيير مي‌دهد. صفحه‌ انتهايي‌ سخت‌تر منجر به‌ افزايش‌ تمركز ماكزيمم‌ تنش‌ شده‌ و تنش‌هاي‌ بزرگ‌ را بيشتر در بدنة‌ مهره‌ منتشر مي‌كند. اين‌ وضعيت‌ سبب‌ تغييرات‌ ساختماني‌ شده‌ و توضيحي‌ براي‌ شكست‌ و خرابي‌ است‌ كه‌ در لاية‌ زيرين‌ استخوان‌ اتفاِ مي‌افتد. بعلاوه‌ توضيحي‌ براي‌ فرونشست‌ كيج‌ نيز مي‌باشد.

 در مطالعه‌ي‌ ديگر، يك‌ مدل‌ المان‌ محدود بيومكانيكي‌ سه‌ بعدي‌ توسط‌ نرم‌افزار  ANSYS  ايجاد شده‌ است‌. مدل‌ شامل‌ دو بدنة‌ مهره‌ وايمپلنت‌ است‌ كه‌ شامل‌ دو عدد پيچ‌، يك‌ ميله‌ و مهره‌ در هر سمت‌ بدنه‌ مهره‌ مي‌باشد. ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ بصورت‌ كامل‌ برداشته‌ شده‌ است‌ و كيج‌ فلزي‌ به‌ قطر  16 mm  در هر سمت‌ ايجاد شده‌ است‌. در اين‌ كار يك‌ ممان‌ اكتانسيون‌  10 N.m  با يك‌ نيروي‌ فشار  1000 N  مورد مطالعه‌ قرار گرفته‌ است‌. در اين‌ مدل‌ المان‌ 10 گره‌اي‌ تتراهگزال‌ استفاده‌ شده‌ است‌ تا بدنه‌ مهره‌، پيچ‌ها، ميله‌ها، مهره‌ها و گرافت‌ استخواني‌ را نمايش‌ دهد. از المان‌ 8 گره‌اي‌ نيز براي‌ مدل‌ كردن‌ كيج‌ استفاده‌ شد. چندين‌ پارامتر مورد تحقيق‌ قرار گرفت‌ تا اثرات‌ آنها بر روي‌ توزيع‌ تنش‌ نرمال‌ در پيچ‌ها، ميله‌ها، كيج‌ و گرافت‌ استخواني‌ مورد مطالعه‌ قرار گيرد. اين‌ پارامترها شامل‌ قطر ميله‌ (4 ميليمتر، 5 ميليمتر و 3/6 ميليمتر)، وجود كيج‌ با گرافت‌ و بدون‌ گرافت‌ و محل‌ كيج‌ (قدامي‌ يا خلفي‌) بودند، 12 حالت‌ مختلف‌ براي‌ هر پارامتر گزارش‌ شد.

 نتايج‌ نشان‌ داد كه‌ افزايش‌ قطر ميله‌ منجر به‌ كاهش‌ سطوح‌ تنش‌ ماكزيمم‌ در ميله‌ و كيج‌ و منجر به‌ افزايش‌ در سطوح‌ تنش‌ ماكزيمم‌ در هر دو پيچ‌ مي‌شود. اين‌ اثر به‌ صورت‌ تركيبي‌ در سطوح‌ تنش‌ ماكزيمم‌ در استخوان‌ گرافت‌ مشاهده‌ مي‌شود. همچنين‌ نتايج‌ اينگونه‌ نشان‌ مي‌دهند كه‌ بهتر است‌ كيج‌ را در ناحية‌ خلفي‌ بخاطر بوجود آمدن‌ تنش‌هاي‌ كمتر در هر جزء اين‌ مجموعه‌ تحت‌ ممان‌ اكتانسيون‌ قرار دهيم‌. محل‌ بهينه‌ قرارگيري‌ كيج‌ بايد تمام‌ انواع‌ بارگذاري‌ها و فركانس‌ انجام‌ آنها را در طول‌ يك‌ روز كاري‌ براي‌ بيمار درنظر بگيرد.

 طراحي‌هاي‌ مختلف‌ كيج‌هاي‌ بين‌ مهره‌اي‌ براي‌ ناحية‌ كمري‌ ستون‌ فقرات‌ در اين‌ چند سال‌ گذشته‌ توسعه‌ زيادي‌ پيدا كرده‌ است‌. كيج‌ها مانند ساپورت‌هاي‌ ساختماني‌ عمل‌ مي‌كنند و همچنين‌ ارتفاع‌ اصلي‌ ديسك‌ را براي‌ بازكردن‌ منفذ داخل‌ مهره‌اي‌ تأمين‌ مي‌كند، با وجود اضافه‌ كردن‌ تثبيت‌ كننده‌ خلفي‌ استفاده‌ از تراشه‌هاي‌ استخوان‌  iliac crest  در پيوند داخلي‌ كمري‌ قدامي‌ و خلفي‌  (ALIF , PLIF)  باعث‌ حفاظت‌ در مقابل‌ شكستگي‌ در طولاني‌ مدت‌ مي‌شود.

 نوع‌ تكنيك‌ جراحي‌ و شيوة‌ آن‌ به‌ نوع‌ طراحي‌ كيج‌ بستگي‌ دارد. ايمپلنت‌هاي‌ بزرگ‌ فقط‌ براي‌ پيوند قدامي‌ با روش‌ عمل‌ باز استفاده‌ مي‌شود. ولي‌ ايمپلنت‌هاي‌ كوچكتر به‌ مانند استواني‌، يا مستطيلي‌ معمولاً به‌ صورت‌ دوتايي‌ (جفت‌) استفاده‌ مي‌شوند.

 برسيها نشان‌ مي‌دهد كه‌ كيج‌هاي‌ مستطيلي‌ معمولاً براي‌ روش‌ لاپاروسكپي‌ مناسب‌ نيست‌ و پايداري‌ و استحكام‌ سه‌ بعدي‌ بستگي‌ به‌ طراحي‌  Cage  دارد.

 همچنين‌ كيج‌هاي‌ مستطيلي‌ تكي‌ پايداري‌ قابل‌ توجهي‌ پس‌ از پيوند قدامي‌ در چرخش‌ محوري‌ ايجاد مي‌كنند.

 مقايسة‌ بيومكانيكي‌ كه‌ به‌ تازه‌گي‌ در مورد كيج‌ها و وسايل‌ مختلف‌ كه‌ در قسمت‌ گردني‌ ستون‌ فقرات‌ كار گذاشته‌ مي‌شوند، انجام‌ شده‌. افزايش‌ سريعي‌ در مورد استفاده‌ از كيج‌هاي‌ گردني‌ ستون‌ فقرات‌ براي‌ درمان‌ بيماري‌  Spondylodesis را نشان‌ داده‌ است‌.

 بررسي‌ها نشان‌ مي‌دهد كه‌ خواص‌ بيومكانيكي‌ استخوان‌ اكوگرافت‌ توسط‌ روش‌هاي‌ انتخاب‌ شده‌ براي‌ نگهداري‌ و ذخيره‌ مي‌تواند تغيير كند. اين‌ اثرات‌ با فريز كردن‌ عميق‌ به‌ حداقل‌ خود مي‌رسد. فريز كردن‌، اگرچه‌ استحكام‌ پيچشي‌ و خمشي‌ اكوگرافت‌هاي‌ استخوان‌ را پايين‌ مي‌آورد، اما بر روي‌ استحكام‌ كششي‌ يا فشاري‌ اثر منفي‌ نمي‌گذارد.

 همچنين‌ مدركي‌ دال‌ بر انتقال‌  HIV  از  Allograft ها از 1985 در دست‌ نيست‌. اگرچه‌ بيش‌ از 7 ميليون‌ جابجايي‌ استخوان‌ و بافت‌ نرم‌ از آن‌ زمان‌ انجام‌ شده‌ است‌ ولي‌ خطر انتقال‌  HIV  تقريباً 1 در 8 ميليون‌ تخمين‌ زده‌ شده‌ است‌.

 

 بررسي‌ فيوژن‌هاي‌ كيج‌ تيتانيومي‌ در نگهداري‌ ستون‌ فقرات‌

 اولين‌ فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ در ايالات‌ متحده‌ توسط‌ آلپي‌ و هيبز 86 سال‌ پيش‌ انجام‌ شد كه‌ از آن‌ زمان‌ تاكنون‌ 6 ميليون‌ مورد فيوژن‌ انجام‌ شده‌ است‌.

 نتايج‌ نشان‌ داده‌ است‌ كه‌ نرخ‌ موفقيت‌ فيوژن‌ از %40 تا 80% قابل‌ تغيير است‌ و نرخ‌ شكستگي‌ سيگاري‌ها 2 تا 4 برابر بيشتر از غيرسيگاري‌ها است‌.

 در گذشته‌ بسياري‌ معتقد بودند كه‌ عمل‌ فيوژن‌ از جمله‌ جراحي‌ هايي‌ است‌ كه‌ پرخطر پرنمرينه‌ بوده‌ و رضايتمندي‌ بيماران‌ را كاهش‌ مي‌دهد ولي‌ عليرغم‌ اين‌ ملاحظات‌ فيوژن‌ يك‌ روش‌ جراحي‌ موردنياز براي‌ بسياري‌ از بيماران‌ بود.

 مسئله‌ واقعي‌ اين‌ است‌ كه‌ چگونه‌ فيوژن‌ بهتري‌ داشته‌ باشيم‌. در سال‌ 1980 جراح‌ ارتوپدي‌ باگبي‌ فيوژن‌ گردني‌ خلفي‌ را در مورد اسب‌ها بمنظور درمان‌ بيماري‌ سندرم‌ وپايلر استفاده‌ كرد، شرايط‌ بيماري‌ باعث‌ ناپايداري‌ گردن‌ و تخريب‌ و فساد آن‌ شده‌ بود.

 دكتر باگبي‌ كيج‌ فلزي‌ و استوانه‌اي‌ كه‌ داراي‌ سوراخ‌هايي‌ بود طراحي‌ كرد و از استخوان‌ خود اسب‌ آن‌ را پر كرد تا فيوژن‌ با موفقيت‌ بيشتري‌ همراه‌ باشد و به‌ اين‌ ترتيب‌ براي‌ مدتي‌ خطر را از اين‌ حيوانات‌ گرانبها دور كرد.

 

 دلايل‌ استفاده‌ از فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌[اوزون تراپی ]

 به‌ طور كلي‌ فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ براي‌ حذف‌ حركت‌ بين‌ دو قطعه‌ از ستون‌ فقرات‌ انجام‌ مي‌شود. فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ به‌ دلايل‌ گوناگوني‌ انجام‌ مي‌شود. حركت‌ زياد بين‌ المان‌هاي‌ مهره‌ سبب‌ درد مي‌شود و ممكن‌ است‌ سيستم‌ عصبي‌ را نيز تهديد كند. ستون‌ فقرات‌ ممكن‌ است‌ بشدت‌ تحت‌ آسيب‌ ديدگي‌ ضربه‌اي‌ ناپايدار شود، يا ممكن‌ است‌ در اثر كار پزشك‌ در يك‌ حراحي‌ المان‌هاي‌ عصبي‌ دجار ناپايداري‌ گردد. پروسه‌هاي‌ تخريب‌ مانند عفونت‌ها وتومورها ممكن‌ است‌ شامل‌ استخوان‌ و ليگامنت‌ها باشد وناپايداري‌ ستون‌ فقرات‌ را باعث‌ شود. اثرات‌ آن‌ بر روي‌ ناحية‌ كمري‌ و گردني‌ ستون‌ فقرات‌ معرف‌ ناپايداري‌ مي‌باشد. با اين‌ حال‌ ناحيه‌ پشتي‌ (سينه‌اي‌) ستون‌ فقرات‌ بصورت‌ طبيعي‌ بسيار پايدار است‌ و اين‌ بخاطر قفسه‌ سينه‌ مي‌باشد.

 حركت‌ عادي‌ مكرر سبب‌ رشد بيش‌ از حد مفاصل‌ و بافت‌ ليگامنتي‌ شده‌ كه‌ نخاع‌ و اعصاب‌ آن‌ را تحت‌ فشار قرار مي‌دهد. بدن‌ بطور طبيعي‌ به‌ سمت‌ فيوژن‌ خودبخود پيش‌ مي‌رود مانند پروسه‌هاي‌ آرتريت‌ كه‌ المان‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ را تحت‌ تأثير قرار مي‌دهد.

 فيوژن‌ ستون‌ فقرات‌ بهنگام‌ جراحي‌ المانهاي‌ ستون‌ فقرات‌ را ثابت‌ مي‌كند و قطعات‌ آسيب‌ ديده‌ را پايدار مي‌سازد.

 

 فيوژن‌ قدامي‌ ستون‌ فقرات‌

 بيشترين‌ وقت‌ را بايد در مورد انتخاب‌ محل‌ مشخص‌ براي‌ جاگذاري‌ گرافت‌ استخواني‌ مخصواً در صفحه‌  Sagiral  صرف‌ كرد، محل‌ گرافت‌ استخواني‌ قدامي‌ اثر مهمي‌ در راندمان‌ بيومكانيكي‌ سازه‌ مي‌گذارد. عموماً براي‌ بهينه‌ كردن‌ توانايي‌ مقاومت‌ در برابر بارگذاري‌ محوري‌ و ساپورت‌ بدنه‌، محل‌ بهينه‌ براي‌ جاگذاري‌ گرافت‌ استخواني‌ در صفحة‌ ساجيتال‌ مي‌باشد.

 

 عوالم‌ مؤثر در تسريع‌ فيوژن‌

 بارگذاري‌ محوري‌ باعث‌ تسريع‌ در بهبودي‌ استخوان‌ مي‌شود ونيروهاي‌ برشي‌ باعث‌ تأخير در بهبودي‌ و شكست‌ مي‌شوند. اين‌ وضعيت‌، شكست‌ فيوژن‌هاي‌ غير مشترك‌ كه‌ با تكنيك‌ فيوژن‌ خلفي‌ ناحيه‌ كمري‌ انجام‌ شده‌ است‌ را مخصوصاً در ناحية‌ پايين‌ كمر، توضيح‌ و تفسير مي‌كند.

 عمل‌هاي‌ فيوژن‌ قدامي‌ شامل‌ عمل‌ خلفي‌ مي‌توانند از پديدة‌ متوازي‌الاضلاع‌ شدن‌ سود ببرد. اين‌ پديده‌ از استحكام‌ ذاتي‌ ليگامنت‌ فيبري‌ كه‌ اطراف‌ را به‌ بدنه‌ مهره‌ وصل‌ مي‌كند و يك‌ مهره‌ را به‌ مهره‌ مجاور وصل‌ مي‌كند - كه‌ آنها  Anulus fibrosus  و ليگامنت‌هاي‌ طولي‌ خلفي‌ و قدامي‌ هستند - استفاده‌ مي‌كند.

 بيماري‌  Spondylolisthesis ، بخاطر اين‌ وضعيت‌ متوازي‌ الاضلاعي‌ شدن‌ ديسك‌ بين‌ دو مهره‌ مجاور بوجود مي‌آيد. اين‌ وضعيت‌ همراه‌ با كشيده‌ شدن‌ ليگامنت‌ فيبري‌ در اطراف‌ بدنه‌ مهره‌ها و كم‌ شدن‌ ارتفاع‌ فضاي‌ داخلي‌ ديسك‌، بمنظور سود بردن‌ از وضعيت‌ سالم‌ ليگامنت‌ فيبري‌، جراح‌ مي‌تواند ستون‌ فقرات‌ را تقسيم‌ كند، در نتيجه‌ تغيير شكل‌ انتقالي‌ در صفحة‌ سجيتال‌ كاهش‌ مي‌يابد.

 گرافت‌ استخواني‌ را مي‌توان‌ براي‌ نگهداري‌ و حفظ‌ اين‌ نظم‌ در بدنة‌ مهره‌ها مانند  Spacer  استخواني‌ استفاده‌ كرد.

 ساختمان‌ نامناسب‌ مادگي‌ و جاگذاري‌ گرافت‌ استخواني‌ شايد جزء شايعترين‌ اشتباهاتي‌ است‌ كه‌ باعث‌ واماندگي‌ و شكست‌ گرافت‌ استخواني‌ قدامي‌ مي‌شود. ماده‌گي‌ بايد نسبتاً عميق‌ بريده‌ شود و گرافت‌ استخواني‌ بايد به‌ آرامي‌ در مادگي‌ قرار گيرد، با اين‌ روش‌ از بيرون‌ آمدن‌ گرافت‌ جلوگيري‌ مي‌شود.

 

 فيوژن‌ خلفي‌ ستون‌ فقرات‌[اوزون تراپی ]

 فيوژن‌هاي‌ خلفي‌ ستون‌ فقرات‌ از لحاظ‌ مكانيكي‌ در برابر بارگذاري‌هاي‌ محوري‌ خيلي‌ مناسب‌ نيستند. موضوعي‌ كه‌ وجود دارد اين‌ است‌ كه‌ در اين‌ حالت‌ حمايت‌ قابل‌ توجهي‌ را براي‌ ستون‌ فقرات‌ در حالت‌ محوري‌ ايجاد نمي‌گردد. فيوژن‌ خلفي‌ ستون‌ فقرات‌ مي‌تواند اين‌ حمايت‌ را براي‌ ستون‌ فقرات‌ آماده‌ كند فقط‌ اگر به‌ طريقي‌ به‌ ستون‌ فقرات‌ ثابت‌ نگه‌ داشته‌ شود، با روشهايي‌ مانند سيم‌كشي‌ كردن‌ خلفي‌ كه‌ اغلب‌ بيشترين‌ استفاده‌ را در ناحية‌ گردني‌ دارد مي‌توان‌ به‌ اين‌ مهم‌ دست‌ يافت‌. به‌ طوركلي‌ اين‌ عمل‌ در ناحية‌ كمري‌ عملي‌ نيست‌ كه‌ به‌ علت‌ اندازة‌ اجزاء ستون‌ فقرات‌ و تنش‌هاي‌ لازم‌ بر روي‌ ستون‌ فقرات‌ در آن‌ ناحيه‌ مي‌باشد.

 نيروها باعث‌ افزايش‌ سريعتر بهبودي‌ استخوان‌ مي‌شوند و به‌ صورت‌ مهم‌ و تأثيرگذار در مراحل‌ فيوژن‌ عمل‌ مي‌كنند. اين‌ نيروها تفاوت‌ بين‌ نرخ‌هاي‌ فيوژن‌ قدامي‌ و فيوژن‌هاي‌ خلفي‌ بدون‌ تحمل‌ وزن‌ را توضيح‌ مي‌دهند. به‌ خاطر تأثيرات‌ اين‌ نيروها است‌ كه‌ عمل‌ فيوژن‌ تسريع‌ پيدا مي‌كند.

 گرافت‌هاي‌ استخواني‌ غالباً در يك‌ جهت‌ نيرو به‌ ستون‌ فقرات‌ وارد مي‌كنند. يك‌ گرافت‌ استخواني‌ جاگذاري‌ شده‌ بين‌ دو بدنة‌ مهره‌ را مي‌توان‌ به‌ عنوان‌ يك‌ حائل‌ و تكيه‌گاه‌ كه‌ ستون‌ فقرات‌ را در مقابل‌ بارگذاري‌ محوري‌ حمايت‌ مي‌كند فرض‌ كرد.

 تحقيقات‌ نشان‌ مي‌دهد گرافت‌هاي‌ استخواني‌ كه‌ در ناحيه‌ بين‌ مهره‌اي‌ قرار مي‌گيرند در مقابل‌ بارگذاري‌ محوري‌ خوب‌ مقاومت‌ مي‌كند. درحاليكه‌ گرافت‌هاي‌ استخواني‌ كه‌ در ناحيه‌ خلفي‌ قرار مي‌گيرند به‌ صورت‌ ضعيفي‌ درمقابل‌ بارگذاري‌هاي‌ محوري‌ مقاومت‌ مي‌كنند.

 

 آمارهاي‌ بدست‌ آمده‌ در مورد فيوژن‌هاي‌ كيج‌هاي‌ تيتانيومي‌

 در حال‌ حاضر تجربه‌ جهاني‌ در مورد كيج‌هاي‌ تيتانيوم‌ متغير است‌. نتايج‌ در بعضي‌ از گروه‌هاي‌ كوچك‌ وحشتناك‌ هستند و اين‌ بخاطر خونريزي‌ مفرط‌ و عوارض‌ مكرر بعد ازعمل‌ جراحي‌ مي‌باد.

 بديهي‌ است‌ كه‌ مهارت‌ متخصصين‌ جراح‌ اعصاب‌ و ارتوپدي‌ ستون‌ فقرات‌ براي‌ گرفتن‌ نتايج‌ بهتر بسيار مهم‌ مي‌باشد.

 

 خطرات‌ جراحي‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌

 به‌ طور كلي‌ در اكثر بيماريهاي‌ ستون‌ فقرات‌ امكان‌ مرگ‌، فلج‌ شدن‌، آسيب‌ديدگي‌ اعصاب‌، عفونت‌ و عكس‌ العمل‌هاي‌ دارويي‌ وجود دارد همچنين‌ تحقيقات‌ نشان‌ داده‌ كه‌ خطرهاي‌ روش‌ قدامي‌ بيتر بر روي‌ آسيب‌ ديدن‌ رگ‌هاي‌ بزرگ‌ متمركز است‌.

 

 عناصر وآلياژها در پزشكي‌

 متالوژي‌ مطالعة‌ فلزات‌، خواص‌ مواد و شكل‌ و رفتار آنها در اثر گرما و سرما است‌. حداقل‌ يك‌ دانش‌ اوليه‌ از اين‌ نظم‌ و ترتيب‌ براي‌ جراحاني‌ كه‌ جراحي‌هاي‌ نوسازي‌ واصلاح‌ ستون‌ فقرات‌ را انجام‌ مي‌دهند لازم‌ است‌. بدون‌ اين‌ دانش‌ تصميمات‌ نامناسب‌ ممكن‌ است‌ درمورد ايمپلنت‌ يا سازه‌ انتخاب‌ شده‌ گرفته‌ شود.

 يك‌ عنصر مادة‌ ساده‌اي‌ است‌ كه‌ نمي‌تواند به‌ اجزاء ساده‌تر با آزمايشات‌ معمولي‌ شيمي‌ تبديل‌ گردد.

 يك‌ آلياژ فلزي‌ است‌ كه‌ با تركيب‌ كردن‌ و درآميختن‌ مادة‌ مذاب‌ 2 يا چند عنصر فلزي‌ ديگر يا يك‌ عنصر و بعضي‌ مواد ديگر ساخته‌ شده‌ است‌. تركيب‌ ومذاب‌ 2 يا چند عنصر با شماره‌هاي‌ اتمي‌ مناسب‌ آلياژي‌ را ارائه‌ مي‌دهد كه‌ براي‌ ساختن‌ ايمپلنت‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ مناسب‌ و مفيد است‌.

 تيتانيوم‌ تنها عنصري‌ است‌ كه‌ بصورت‌ مشترك‌ و بصورت‌ غيرآلياژي‌ (خالص‌) بعنوان‌ يك‌ مادة‌ ايمپلنت‌ استفاده‌ مي‌شود.

 ديگر عناصري‌ كه‌ بطور مشترك‌ در فلزات‌ يافت‌ مي‌شوند عبارتند از: هيدروژن‌ وكربن‌ و نيتروژن‌ و اكسيژن‌. اگرچه‌ ممكن‌ است‌ آنها وقتي‌ كه‌ به‌ اندازة‌ كمي‌ وجود داشته‌ باشند فازهاي‌ معيني‌ را در بعضي‌ از فلزات‌ پايدار كنند. براي‌ مثال‌، يك‌ مقدار كم‌ كربن‌ و نيتروژن‌، تيتانيوم‌ را در فاز آلفا پايدار مي‌كنند. وجود عناصر مفيد و مشكلات‌ اجتناب‌ناپذير، حذف‌ كردن‌ آنها، رجوع‌ به‌ فلزاتي‌ مانند تيتانيوم‌ را لازم‌ مي‌كند.

 خيلي‌ از آلياژها درساختن‌ ايمپلنت‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرند. اينها شامل‌ فولاد زنگ‌ نزن‌  316 L  (كروم‌ 17 درصد، نيكل‌ 13 درصد، موليبيدم‌ 25/2 درصد با آهن‌ و كربن‌) و  Ti - 6 AL - 4V  (تيتانيوم‌ با 6 درصد آلومينيوم‌ و 4 درصد واناديم‌) مي‌باشد كه‌  Ti - 6 AL - 4V  استفادة‌ رو به‌ افزايشي‌ در ايمپلنت‌ گذاري‌ ستون‌ فقرات‌ دارد.

 آلياژ ديگر، ويتاليم‌، بصورت‌ اشتراكي‌ بكار ميرود. اين‌ آلياژ تجاري‌ شده‌ از كبالت‌ و كروم‌ است‌. نهايتاً آلياژ جديد فولاد زنگ‌ نزن‌ بتازگي‌ معرفي‌ شده‌ است‌. اين‌ آلياژ از 22 درصد كروم‌، 13 درصد نيكل‌، 5 درصد منگنز تشكيل‌ شده‌ وبه‌ اسم‌ Stainless Steel 22-13-5  نامگذاري‌ شده‌ است‌. مدول‌ الاستيك‌ آن‌ در كشش‌ شبيه‌ به‌ فولاد زنگ‌ نزن‌  316 L  است‌ ولي‌ استحكام‌ نهايي‌ كششي‌ آن‌ بطور طبيعي‌ دو برابر فولاد زنگ‌ نزن‌  316 L  مي‌باشد.

 

 

 خصوصيات‌ سطح‌ وتغيير آن‌

 خصوصيات‌ سطح‌ يك‌ ايمپلنت‌ ستون‌ فقرات‌ بر روي‌ [اوزون تراپی ]عملكرد آن‌ در (1) خوردگي‌ و سايش‌ (2) خواص‌ ماده‌ و (3) اصطكاك‌ سازه‌ به‌ سازه‌ تأثيرگذار است‌. انتخاب‌ مادة‌ ايمپلنت‌ بستگي‌ به‌ تمام‌ سه‌ ويژگي‌ بالا دارد.

 خوردگي‌ وسايش‌، در پي‌ ضعيف‌ شدن‌ فلز، عارضة‌ مؤثري‌ است‌ كه‌ يك‌ ايمپلينت‌ نسبت‌ به‌ محيط‌ خارجي‌ همچون‌ بافت‌هاي‌ بيولوژيكي‌ آشكار مي‌كند. بندرت‌ بر روي‌ پايداري‌ ستون‌ فقرات‌ تأثير مي‌گذارد. گرچه‌، بخاطر گرافت‌ استخواني‌ الحاقي‌ معمولاً قبل‌ از اينكه‌ شكست‌ فلز بتواند در اثر خوردگي‌ و سايش‌ اتفاِ بيفتد، اتفاِ خواهد افتاد.

 به‌ طور كلي‌ تيتانيوم‌ مقاومت‌ خيلي‌ بيشتري‌ درمقابل‌ خوردگي‌ نسبت‌ به‌ فولاد زنگ‌ نزن‌  316 L  دارد.

 تكامل‌ استخوان‌  (osteointegration)  بمعني‌ اتصال‌ پيوسته‌ شدن‌ مستقيم‌ استخوان‌ به‌ ايمپلنت‌ است‌. خواص‌ سطح‌ ماده‌ اشاره‌ به‌ پتانسيل‌ براي‌ هر ماده‌ مي‌كند. از تمام‌ مواردي‌ كه‌ براي‌ ايمپلنت‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ استفاده‌ مي‌كنند، تيتانيوم‌ بيشترين‌ ظرفيت‌ را دارد.

 osteointegration  در نتيجة‌ توزيع‌ و پخش‌ يكنواخت‌ و صاف‌ بار (نيرو) بين‌ ايمپلنت‌ و استخوان‌ بوجود مي‌آيد.

 مشخصات‌ سطح‌ مادة‌ ايمپلنت‌ قادر است‌ در خواص‌ ماده‌ تأثيرگذار باشد. براي‌ مثال‌، مقاومت‌ خستگي‌ يك‌ فلز در اثر پروسة‌ (ساچمه‌ زني‌) افزايش‌ مي‌يابد. ساچمه‌ زني‌ يك‌ عمليات‌ سطحي‌ است‌ كه‌ در آنجا ساچمه‌هاي‌ كوچك‌ و سخت‌ با شدت‌ به‌ سطح‌ فلز برخورد مي‌كنند. با اين‌ كار يك‌ تغيير فرم‌ پرسي‌ بر روي‌ سطح‌ خواهيم‌ داشت‌. اين‌ كار باعث‌ افزايش‌ تعداد سيكل‌هاي‌ موردنياز براي‌ ايجاد شكست‌ و واماندگي‌ مي‌شود.

 خستگي‌ پروسه‌اي‌ از پيشرفت‌ ثابت‌ تغيير ساختماني‌ و سازه‌اي‌ است‌ كه‌ در ماده‌اي‌ كه‌ تحت‌ تأثير تغييرات‌ تكراري‌ تنش‌ها قرار دارد اتفاِ مي‌افتد. مقاومت‌ خستگي‌ به‌ همراه‌ ساچمه‌ زني‌ به‌ عوامل‌ و فاكتورهاي‌ زيادي‌ بستگي‌ دارد. در حالت‌ كلي‌، وقتي‌ استحكام‌ كششي‌ افزايش‌ مي‌يابد مقاومت‌ خستگي‌ نيز افزايش‌ مي‌يابد. تيتانيوم‌ آتيله‌ شده‌ مقاومت‌ خستگي‌ آن‌ يك‌ مقدار كمتر از حالت‌ فولاد زنگ‌ نزن‌  316 L  سرد كار شده‌ است‌.

 

 

 

عوامل‌ مؤثر در آسيب‌ ديدگيهاي‌ ايمپلنت‌

 بنابراين‌ مقاومت‌ مواد ايمپلنت‌ در برابر آسيب‌ ديدگي‌ يا تغيير شكل‌ به‌ فاكتورها و عوامل‌ متعددي‌ بستگي‌ دارد. اين‌ عوامل‌ به‌ سه‌ دسته‌ تقسيم‌ مي‌شوند:

 (1) تركيب‌ ايمپلنت‌ (عناصر و آلياژهاي‌ استفاده‌ شده‌)

 (2) مورفولوژي‌ ايمپلنت‌ (اندازه‌ و شكل‌ ايمپلنت‌)

 (3) عمليات‌ روي‌ ماده‌ (سخت‌ كاري‌، آنيلينگ‌، سرد رول‌ كردن‌ و غيره‌)

 براي‌ يك‌ جراح‌ آگاهي‌ به‌ هر سه‌ مورد، هنگام‌ مطالعه‌ براي‌ انتخاب‌ نوع‌ ايمپلنت‌ موردنياز است‌.

 

 آسيب‌ ديدگي‌ ساختار[اوزون تراپی ]

 آسيب‌ ديدگي‌ مواد ايمپلنت‌ مي‌تواند از طريق‌ مكانيزم‌هاي‌ متعدد صورت‌ مي‌گيرد كه‌ شامل‌ تشكيل‌ فضاي‌ تنشي‌ و شكاف‌ مي‌باشد. فضاي‌ تنشي‌ از اعمال‌ تنش‌ موضعي‌ ناشي‌ مي‌شود و معمولاً از طريق‌ خمش‌ فلز يا ساختن‌ آن‌ ايجاد مي‌شود.

 اين‌ وضعيت‌ يك‌ تمركز موضعي‌ از كرنش‌ را ايجاد مي‌كند كه‌ فلز را در يك‌ نقطة‌ ويژه‌ كه‌ همان‌ فضاي‌ تنشي‌ است‌ ضعيف‌ مي‌كند واين‌ حالت‌ ساختمان‌ و سازه‌ را ضعيف‌ كرده‌ و باعث‌ شكست‌ فلز مي‌شود.

 Notching  آسيب‌ ديدگي‌ است‌ كه‌ در سطح‌ ايمپلنت‌ اتفاِ مي‌افتد و اثرات‌ مخربي‌ روي‌ ساختار سالم‌ ايمپلنت‌ بجا مي‌گذارد. اين‌ پديده‌ قادر است‌ استحكام‌ ايمپلنت‌ را كاملاً تحت‌ تأثير قرار دهد.

 تيتانيوم‌ در مقابل‌ اثرات‌  Notching  ضعيف‌ شناخته‌ شده‌ است‌. اين‌ بدين‌ معناست‌ كه‌ تيتانيوم‌ به‌  Notch  بسيار حساس‌ مي‌باشد.

 

 مواد غيرفلزي‌

 تاكنون‌ مواد غيرفلزي‌ زيادي‌ استفاده‌ شده‌اند يا در حال‌ توسعه‌ براي‌ استفاده‌ در ساخت‌ ايمپلنت‌هاي‌ ستون‌ فقرات‌ هستند. اينها شامل‌ آكريليك‌ها، سراميك‌ها، پلي‌لاكتيك‌ اسيد و هيدروكسي‌ آپاتايد هستند.

 به‌ غير از آكريليك‌ها، هيچ‌ كدام‌ از ديگر موارد هنوز به‌ صورت‌ گسترده‌ در جراحي‌ ستون‌ فقرات‌ استفاده‌ پيدا نكرده‌اند. بنابراين‌ فقط‌ پلي‌ متيل‌ متاكريليت‌ در اينجا بحث‌ خواهد شد.

 

 

 پلي‌ متيل‌ متاكريليت‌

 پلي‌ متيل‌ متاكريليت‌  (PMMA)  براي‌ بازسازي‌ جمجمه‌ و براي‌ كاربردهاي‌ ارتوپديك‌ استفاده‌ مي‌شود. اين‌ ماده‌ در جراحي‌ ستون‌ فقرات‌ نيز استفاده‌ مي‌شود. PMMA  با ساختمان‌هاي‌ استخواني‌ بخوبي‌ تطابق‌ پيدا نمي‌كند. هر بافت‌ نرمي‌ اطراف‌ آكريليك‌ (مانند بافت‌ فيبري‌ اسكار) ساختمان‌ صلب‌ اوليه‌ را بعنوان‌ آتروفي‌ها شل‌ مي‌كند. اگچه‌  PMMA  بعنوان‌ يك‌ ماده‌ مناسب‌ در شرايط‌ كلينيكي‌ خود را نشان‌ داده‌ است‌.

 تست‌ بيومكانيكي‌ در مورد  PMMA  محدود است‌. صلبيت‌ اين‌ ماده‌ با طبيعت‌ شكنندة‌ آن‌ (مدول‌ الاستيسيتة‌ بالا) و روش‌ كاربرد آن‌ (تطابق‌ با آناتومي‌ سطح‌ استخوان‌) مشخصات‌ ممتازي‌ است‌ كه‌ بوسيلة‌ خيلي‌ از فلزات‌ ارائه‌ نمي‌شود. اين‌ ماده‌ بصورت‌ بيومكانيكي‌ نمونة‌ كلينيكي‌ توسط‌ آقايان‌  Panjabi  و  Coword  مورد مطالعه‌ قرار گرفته‌ است‌.

 

 معرفي‌ نرم‌افزار المان‌ محدود  ANSYS  و كاربرد آن‌ در مهندسي‌[اوزون تراپی ]

 امروزه‌ اكثر مراكز تحقيقاتي‌ و مراكز صنعتي‌ بزرگ‌ (و حتي‌ مراكز متوسط‌ و كوچك‌ صنعتي‌) به‌ واحد  CAE (Computer Aided Engineering)  جهت‌ انجام‌ تحليلهاي‌ مهندسي‌ به‌ كمك‌ كامپيوتر مجهز شده‌اند.

 نرم‌ افزارهاي‌ تحليل‌ المان‌ محدود جايگزين‌ پروژه‌هاي‌ هزينه‌ بر گذشته‌ گرديده‌اند. ازطرف‌ ديگر المان‌ محدود، مراكز دانشگاهي‌ نيز بسرعت‌ در حال‌ گسترش‌ مي‌باشد. تلاش‌ محققان‌ و توسعه‌ دهندگان‌ نرم‌افزارها در تهيه‌ نگارشهاي‌ قدرتمند المان‌ محدود از يكسو و نياز به‌ توسعه‌ تحليلهاي‌ تئوري‌ به‌ عنوان‌ مقدمه‌ ضروري‌ انجام‌ پروژه‌هاي‌ كاربردي‌ ازسوي‌ ديگر باعث‌ گسترش‌ هرچه‌ بيشتر المان‌ محدود در دانشگاهها شده‌ است‌.

 برخي‌ از اين‌ نرم‌ افزارها داراي‌ اعتبار جهاني‌ هستند و در مقالات‌ دانشگاهي‌ و پروژه‌هاي‌ صنعتي‌ از تحليلهاي‌ آنها استفاده‌ مي‌شود. در ميان‌ نرم‌ افزارهاي‌ متغير قابل‌ اجرا بر روي‌ كامپيوترهاي‌ شخصي‌ مي‌توان‌ از  ANSYS ،  COSMOS ، NASTRAN ،  NISA  نام‌ برد.

 نرم‌افزار  ANSYS  در سال‌ 1971 توسط‌ شركت‌ آمريكايي‌  Swanasen  به‌ عنوان‌ يكي‌ از پيشگامان‌ نرم‌ افزارهاي‌ اجزاء محدود ساخته‌ شد و مورداستفاده‌ محققان‌ قرار گرفت‌ و جزء اولين‌ نرم‌افزارهايي‌ است‌ كه‌ آناليزهاي‌ غيرخطي‌، مكانيك‌ شكست‌، آناليزهاي‌ استاتيكي‌، ديناميكي‌، انتقال‌ حرارت‌ و... را در بستهنرم‌ افزارهاي‌ خود دارد.

 

 

 كاربرد  FEM  در مهندسي‌ پزشكي‌

 در حيطه‌ مهندسي‌ پزشكي‌  Belyschko  و همكارانش‌، اولين‌ محققاني‌ بودند كه‌ براي‌ تحليل‌ تنش‌ در ديسك‌ از  FEM  استفاده‌ كردند. آنها دريافتند كه‌ نسبت‌ به‌ خط‌ مركزي‌ قائم‌ (صفحه‌  Sagittal ) ديسك‌ بين‌ مهره‌اي‌ و دو مهره‌ مجاور آن‌ متقارن‌ است‌. آنها رفتار ديسك‌ را تحت‌ تأثير تغيير شكلهاي‌ محوري‌ كوچك‌ بررسي‌ كردند.

 در اين‌ مطالعه‌  KN  9/48 به‌ سطح‌ بالائي‌ اعمال‌ شده‌ است‌، به‌ گونه‌اي‌ كه‌ يك‌ تغيير مكان‌ محوري‌ يكنواخت‌ حاصل‌ گردد. از روش‌ المان‌ محدود خطي‌ با المانهاي‌ مثلثي‌ داراي‌ جابجايي‌ خطي‌، بمنظور تعيين‌ تنش‌، كرنش‌ و تغيير شكلهاي‌ درون‌ ديسك‌ استفاده‌ گرديده‌ است‌.

 از معايب‌ عمده‌ روش‌ اجزاء محدود به‌ كار گرفته‌ شده‌، مدل‌ كردن‌ آنولوس‌ بصورت‌ يك‌ محيط‌ پيوسته‌ خطي‌ يا غيرخطي‌ و همگن‌ است‌. اين‌ روش‌ با درك‌ اين‌ كه‌ آنولوس‌ شامل‌ چندين‌ لايه‌ فايبر است‌ و فضاي‌ بين‌ لايه‌ها توسط‌ ماده‌ زمينه‌ پر مي‌شود محدود مي‌شود. همچنين‌ در اين‌ مدل‌ نقش‌ المانهاي‌ خلفي‌ در تحمل‌ بار تاحدودي‌ ناديده‌ گرفته‌ شده‌ است‌.

 

 ابعاد و اندازه‌ها در كيج‌  LT

 در اين‌ قسمت‌ به‌ بيان‌ چگونگي‌ مدل‌ سازي‌ و تحليل‌ كيج‌  LT  مي‌پردازيم‌.

 همانطور كه‌ در مباحث‌ قبل‌ ذكر گرديد  LT - cage  يكي‌ از انواع‌ كيج‌ مي‌باشد كه‌ استفاده‌ از آن‌ از سال‌ 2002 در آمريكاي‌ شمالي‌ رايج‌ گرديده‌ است‌.

 مشخصات‌ مدل‌ مفروض‌ كه‌ در اين‌ قسمت‌ مورد بررسي‌ قرار گرفته‌ از مقاله‌هاي‌ مختلف‌ بدست‌ آمده‌ است‌. ولي‌ به‌ طوركلي‌ ابعاد و اندازه‌هاي‌ اين‌ مدل‌ از مراجع‌ شركت‌  Sofamor Danek  كه‌ يكي‌ از شركتهاي‌ سازنده‌ اين‌ نوع‌ كيج‌ مي‌باشد استخراج‌ گرديده‌ است‌.

 مشخصات‌ مدل‌ به‌ اين‌ شرح‌ است‌: شعاع‌ دايره‌ بالايي‌  mm  6 - شعاع‌ دايره‌ پاييني‌  mm  8 - ضخامت‌  mm  3 - شعاع‌ خارجي‌ دايره‌ بالايي‌  mm  9 - شعاع‌ خارجي‌ دايره‌ پاييني‌  mm  11 - ارتفاع‌  mm  26.

 جنس‌ آلياژ تيتانيوم‌ مي‌باشد كه‌ مدول‌ الاستيك‌ آن‌  mm  110000 درنظر گرفته‌ شده‌ است‌ و ضريب‌ پواسان‌ 3% فرض‌ گرديده‌ است‌. همچنين‌ از تأثير ليگامانها صرفنظر شده‌ و مدل‌ به‌ صورت‌ ايزوتروبيك‌ و همگن‌ درنظر گرفته‌ شده‌ است‌. در اين‌ مدل‌ از تأثير رزوه‌ها در كيج‌ كه‌ طبق‌ بررسيهاي‌ انجام‌ شده‌ حدود 1% است‌ چشم‌پوشي‌ شده‌ است‌. با ر وارده‌ به‌ صورت‌ گسترده‌ تقريباً برابر 500 نيوتن‌ براي‌ يك‌ فرد 80 كيلوگرمي‌ درنظر گرفته‌ شده‌ كه‌ بر روي‌ سطح‌  Superior  كيج‌ وارد مي‌گردد. لازم‌ به‌ ذكر است‌ كه‌ در اين‌ مدل‌ تكيه‌گاه‌ كل‌ سطح‌  inferior  مي‌باشد.

 مدل‌ تحليل‌ شده‌ از 8167 المان‌ و 74849 گره‌ تشكيل‌ شده‌ است‌ كه‌ نوع‌ المان‌ انتخاب‌ شده‌ براي‌ مش‌بندي‌  20 node 95  مي‌باشد.

 

 نيروها و ممان‌هاي‌ وارد بر كيج‌  LT

 در اين‌ بررسي‌ تنش‌  Von miscs  بر روي‌ سطح‌  inferior  و  Anterior  مورد ارزيابي‌ قرار گرفت‌.

 ممان‌ وارده‌ براي‌ حالت‌  flextion  به‌ اندازه‌ زاويه‌ 30 درجه‌ برابر با  N.m  10 مي‌باشد. همچنين‌ ممان‌ وارده‌ براي‌ حالت‌  extention  به‌ اندازه‌ زاويه‌ 3 درجه‌ برابر با N.m  48/0 و ممان‌ وارده‌ براي‌ حالت‌  Lateral Bending  به‌ اندازه‌ زاويه‌ 5 درجه‌ برابر با 57/0 مي‌باشد كه‌ از مقالات‌ مختلف‌ استخراج‌ گرديده‌ است‌.

 همچنين‌ تنش‌ وارد بر كيج‌  LT  هنگامي‌ كه‌ در حال‌ بلندكردن‌ وزنه‌ 20 كيلوگرمي‌ مي‌باشد مورد تحليل‌ و بررسي‌ قرار گرفته‌ است‌.

 

 چگونگي‌ ترسيم‌ مدل‌ كيج‌  LT

 تحليل‌ بوسيله‌ نرم‌افزار 4/5  Absys  انجام‌ شده‌ و همانطور كه‌ گفته‌ شد مدل‌ مش‌بندي‌ شده‌ از 8167 المان‌ و 74849 گره‌ تشكيل‌ شده‌ است‌.

 دستوراتي‌ كه‌ براي‌ رسم‌ مدل‌ از آن‌ استفاده‌ گرديده‌ است‌ به‌ ترتيب‌ به‌ قرار زير است‌.

 1- ابتدا دو مخروط‌ به‌ ابعاد زير رسم‌ مي‌كنيم‌ و سپس‌ براي‌ خالي‌ كردن‌ درون‌ آن‌، مخروط‌ دوم‌ را از مخروط‌ اول‌  subtract  مي‌كنيم‌.

 Preprocessor = Create = Come = Bypicking = (0, 0, 11, 9, 26)

 Preprocessor = Create = Come = Bypicking = (0, 0, 8, 6, 23)

 Preprocessor = Operate = Subtract

 براي‌ ايجاد حفره‌ بر روي‌ بدنه‌ مخروط‌ از دستورات‌ زير استفاده‌ مي‌كنيم‌:

 Preprocessor = Create = Block = Bycenter = (10, 0, 2, 24, 26)

 تغيير محورهاي‌ مختصات‌ = Work plane = Display work plane =  off set wp by in crement = 2 = +8

 

 چگونگي‌ ترسيم‌ كيج‌  Jaguar

 بار وارده‌ بر كيج‌  Jaguar  مانند كيج‌  LT  مي‌باشد و ممان‌ وارده‌ نيز در حالت‌ flextion  با زاويه‌ 30 درجه‌ همانطور كه‌ گفته‌ شد  N.m  10 درنظر گرفته‌ شده‌ است‌.

 تكيه‌گاه‌ بر روي‌ كل‌ سطح‌  inferior  و بار وارده‌ بر روي‌ كل‌ سطح‌  Superior درنظر گرفته‌ شده‌ است‌.

 مراحل‌ رسم‌ مدل‌ رامي‌ توان‌ به‌ صورت‌ زير تقسيم‌ بندي‌ كرد.

 رسم‌ دومكعب‌ و  Subtract  كردن‌ آنها از هم‌ با استفاده‌ از دستور  Block

 Preprocessor = Create = Block = Create by Dimention

 براي‌ ايجاد حفره‌ بر روي‌ بلوك‌ رسم‌ شده‌ از دستور  Create - Cylindr  و Create - block  استفاده‌ مي‌كنيم‌. ذكر اين‌ نكته‌ ضروري‌ است‌ كه‌ براي‌ ايجاد حفره‌ها بر روي‌ سطح‌ جانبي‌ مدل‌ بايد جهت‌ محورهاي‌ مختصات‌ را با استفاده‌ از دستور

 Work plane - Dis play Workplane - Offset Wp by increment

 تغيير داد.

 براي‌ ايجاد سوراخهاي‌ روي‌ كيج‌ نيز از فرمان‌  Solid Cylinder  استفاده‌ مي‌كنيم‌.

 سپس‌ استوانه‌ رسم‌ شده‌ را با استفاده‌ از دستور  Copy  انتقال‌ مي‌هيم‌ و با استفاده‌ از دستور Swbtract  حفرهها را درون‌ كيج‌ ايجاد مي‌كنيم‌. قابل‌ ذكر است‌ در مواقع‌ مختلف‌ بايد جهت‌ محورهاي‌ مختصات‌ را با توجه‌ به‌ شرايط‌ تغيير داد. خصوصيات‌ المان‌ با توجه‌ به‌ دستور زير تعيين‌ مي‌گردد:

 Preprocessor = elment type = Add = Solid = 20 node 95

 همچنين‌ براي‌ تعيين‌ خواص‌ جنس‌ كيج‌ از دستور زير استفاده‌ مي‌كنيم‌:

 Preprocessor = Material props = isotropic = goungs Modulas = 110000 Mp , Poissons ratio = 0/3

 و سپس‌ با استفاده‌ از دستور

 Meshtool = Meshing

 مدل‌ را مش‌ بندي‌ كرده‌ و با استفاده‌ از دستورهاي‌

 Solution = Apply = Displacement

 Splution = Apply = force Moment

 تكيه‌گاه‌ را تعيين‌ كرده‌ و مدل‌ را بارگذاري‌ و در انتها با استفاده‌ از دستور

 Solution = current LS

 مدل‌ را حل‌ مي‌كنيم‌.

 

 مراحل‌ بارگذاري‌ در كيج‌  Jaguar

 بررسي‌ و تحقيقات‌ انجام‌ گرفته‌ در مورد اين‌ نوع‌ كيج‌ كه‌ سابقه‌ طولاني‌تري‌ نسبت‌ به‌ كيج‌  LT  دارد نشان‌ داده‌ كه‌ اين‌ كيج‌ نتايج‌ بهتري‌ در پديده‌هاي‌  Stress Shielding  از خود نمايان‌ كرده‌ است‌. مشخصات‌ مدل‌ مفروض‌ كه‌ در اين‌ قسمت‌ مورد بررسي‌ قرار گرفته‌ از مقاله‌هاي‌ مختلف‌ بدست‌ آمده‌ ولي‌ به‌ طور كلي‌ ابعاد و اندازه‌هاي‌ اين‌ مدل‌ از مراجع‌ شركت‌  Depuy Spine  كه‌ يكي‌ از شركتهاي‌ سازنده‌ اين‌ نوع‌ كيج‌ مي‌باشد استخراج‌ گرديده‌ است‌. جنس‌ اين‌ نوع‌ كيج‌ نيز تيتانيوم‌ و مدول‌ الاستيك‌ آن‌  Mpa  110000 درنظر گرفته‌ شده‌ و ضريب‌ پوادن‌ برابر 3/0 مي‌باشد. مدل‌ به‌ صورت‌ ايزوتروپيك‌ و همگن‌ و از تأثير ليگامانها صرفنظر شده‌ است‌.

 مدل‌ با دستور  Solution = Apply = Displacement force Moment بارگذاري‌ كرده‌ و تكيه‌گاه‌ را تعيين‌ مي‌كنيم‌ و بعد از مش‌بندي‌ مدل‌، آن‌ را با استفاده‌ از دستور  Solution - Current LS  حل‌ مي‌نماييم‌.

 قابل‌ ذكر است‌ كه‌  path  يا مسير تعيين‌ شده‌ براي‌ رسم‌ نمودار براي‌ كيج‌ Jaguar  نيز بر روي‌ (نقاط‌ مختلف‌) سطح‌  inferior  مي‌باشد (به‌ گونه‌اي‌ كه‌ كل‌ سطح‌ را پوشش‌ مي‌دهد).

 

 تحليل‌ كيج‌  LT  در حالتهاي‌ مختلف‌ بارگذاري‌

 پس‌ از انجام‌ مراحل‌ قبل‌ و تحليل‌ تنش‌ در كيج‌  LT  به‌ نتايجي‌ كه‌ در شكل‌ مشاهده‌ مي‌شود خواهيم‌ رسيد. همانطوركه‌ گفته‌ شد اين‌ تحليل‌ براي‌ حالتهاي‌ Standing ،  flextion ،  extention ،  Lateral Bending  انجام‌ شده‌ است‌.

 در حالت‌  Flextion  زاويه‌ برابر 30 درجه‌ در حالت‌  extention  زاويه‌ 3 درجه‌ و در حالت‌  Lateral Bending  زاويه‌ 5 درجه‌ درنظر گرفته‌ شده‌ است‌. بعد از وارد كردن‌ ممانهاي‌ لازم‌ كه‌ در قسمت‌ قبل‌ به‌ آن‌ اشاره‌ گرديد (در حالت‌  flextion  برابر با N.m  10 در حالت‌  extention  برابر با  N.m  48/0 و در حالت‌  Lateral Bending  برابر با  N.m  57/0) نتايج‌ در سطوح‌  inferior  و  Anterior  با يكديگر مقايسه‌ مي‌كنيم‌. لازم‌ به‌ ذكر است‌ كه‌ اين‌ نمودارها بوسيله‌ نرم‌افزار  Ansys  و با دادن‌ 8 نقطه‌ در دور تا دور سطح‌  inferior  و  Anterior  صورت‌ گرفته‌ است‌. به‌ عبارتي‌ ديگر يك‌  path  يا مسير بوسيله‌ اين‌ نقاط‌ تعيين‌ گشته‌ كه‌ نمودار حاصل‌ تنش‌  Vonmises  را در اين‌ Path  نشان‌ مي‌دهد.

 

 نتايج‌ حاصل‌ از بارگذاري‌ كيج‌  LT  بر روي‌ سطح‌  inferior  يا تكيه‌گاهي‌[اوزون تراپی ]

 پس‌ از مقايسه‌ ماكزيمم‌ تنش‌  Vonmises  در اين‌ مسير يا  path  به‌ ازاي‌ حالت‌هاي‌  Luteral Bending - extention - flextion - standing  به‌ نتايج‌ جالبي‌ مي‌رسيم‌ كه‌ اين‌ نتايج‌ حاكي‌ از آن‌ است‌ كه‌ بيشترين‌ تنش‌  Vonmises  مربوط‌ به‌ حالت‌  Lateral Bending  با زاويه‌ 5 درجه‌ است‌ كه‌ برابر با  Mpa  673/528/4 مي‌باشد. پس‌ از آن‌ بيشترين‌ تنش‌ در حالت‌  extention  يا زاويه‌ 3 نمايان‌ كه‌ برابر با Mpa  654/528/4 است‌ پس‌  flextion  يا زاويه‌ 30 درجه‌ را خواهيم‌ داشت‌ كه‌ تنش‌ Vonmises  ماكزيمم‌ در آن‌ برابر با  Mpa  36/271/4 تعيين‌ شده‌ و كمترين‌ تنش‌ نيز بر روي‌ كيج‌ در حالت‌  Standing  مي‌باشد كه‌ ماكزيمم‌ تنش‌  Vonmises  در آن‌ برابر با  Mpa  088/4 مي‌باشد. اين‌ نتايج‌ در نمودارهاي‌ بدست‌ آمده‌ به‌ خوبي‌ مشهود است‌. همچنين‌ در نمودار ديگري‌ نيروي‌ وارد بر كيج‌ هنگامي‌ كه‌ شخص‌ مطابق‌ با شكل‌ در حالت‌  flextion  و درحال‌ بلند كردن‌ وزنه‌  20 kg  مي‌باشد بررسي‌ شده‌. همانطور كه‌ در نموداري‌ در اين‌ حالت‌ تنش‌ وارد بر كيج‌ تقريباً 5 برابر شده‌ است‌ كه‌ نشان‌ دهنده‌ وضعيت‌ غلط‌ بلند كردن‌ وزنه‌ است‌.

 به‌ طور كلي‌ از مباحث‌ مطرح‌ شده‌ و تحليل‌ انجام‌ شده‌ مي‌بينيم‌ كه‌ تنش‌ وزن‌ مايزز ماكزيمم‌ در حالت‌  extention  با زاويه‌ 3 درجه‌ و در حالت‌  lateral Bending  با زاويه‌ 5 درجه‌ از تنش‌  Vonmises  در حالت‌  flextion  با زاويه‌ 30 درجه‌ بيشتر است‌ كه‌ بيانگر اين‌ مطلب‌ است‌ كه‌ افرادي‌ كه‌ از اين‌ نوع‌ كيج‌ يعني‌ كيج‌  LT  استفاده‌ مي‌كنند بايد از حركات‌ جانبي‌  Lateral  بيش‌ از 5 درجه‌ و حركات‌  extention  بيش‌ از 3 درجه‌ (خم‌ شدن‌ به‌ پهلو و خم‌ شدن‌ به‌ پشت‌) كه‌ تنشي‌ بسيرا بيش‌ از تنش‌ حالت‌  flextion ايجاد مي‌كند خودداري‌ كنند.

 

 

 نتايج‌ حاصل‌ از بارگذاري‌ كيج‌  LT  بر روي‌ سطح‌  Anterior

 بررسي‌ ديگري‌ با همان‌ مقادير نيرو و ممان‌ كه‌ در بحث‌ قبل‌ به‌ آن‌ اشاره‌ شد بر روي‌ سطح‌  Anterior  كيج‌  LT  انجام‌ گرفت‌. دراين‌ حالت‌ ديده‌ شد ماكزيمم‌ تنش‌ Vonmises  در  path  يا مسير تعيين‌ شده‌ كه‌ در 8 نقطه‌ از سطح‌  Anterior  كيج‌ مي‌باشد متعلق‌ به‌ حالت‌  flextion  و سپس‌ درحالت‌  fateral bending  مي‌باشد و كمترين‌ تنش‌ نيز مربوط‌ به‌ حالت‌  Standing  مي‌باشد. منظور از سطح‌  Anterior مقطع‌ دايره‌اي‌ كيج‌ است‌ كه‌ به‌ سمت‌ حفرة‌ شكمي‌ مي‌باشد. كه‌ اين‌ نتايج‌ در نمودارهاي‌ بدست‌ آمده‌ از نرم‌افزار  Ansys  به‌ خوبي‌ مشهود است‌.

 

 مقايسه‌ كيجهاي‌  Jaguar  و LT  در حالت‌  Standing  و Flextion

 در بررسي‌ ديگر كيج‌  Jaguar  و كيج‌  LT  در دو حالت‌  Standing  و  flextion  با يكديگر مقايسه‌ شده‌اند كه‌ اين‌ بررسي‌ بر روي‌ مسيري‌ با 8 نقطه‌ بر روي‌ سطح‌ inferior  دو كيج‌ انجام‌ گرفته‌ است‌. مقادير بارگذاري‌ و ممان‌ وارده‌ بر سطوح‌ هر دو كيج‌ همانطور كه‌ در مباحث‌ قبل‌ به‌ آن‌ اشاره‌ شد با يكديگر برابر و در حالت‌  flextion با زاويه‌ 30 درجه‌ مورد بررسي‌ قرار گرفت‌. نتايج‌ نمودارها حاكي‌ از آن‌ است‌ كه‌ كمترين‌ تنش‌ در حالت‌  standing  مربوط‌ به‌ كيج‌  Jaguar  و سپس‌ مربوط‌ به‌ كيج‌  LT است‌ درحاليكه‌ در حالت‌  flextion  كمترين‌ تنش‌ مربوط‌ به‌ كيج‌  LT  و سپس‌ مربوط‌ به‌ كيج‌  Jaguar  مي‌باشد كه‌ مقادير در نمودارها نشان‌ داده‌ شده‌ است‌.

 به‌ عبارت‌ ديگر بيشترين‌ تنش‌ بدست‌ آمده‌ به‌ ترتيب‌ مربوط‌ به‌ كيج‌  Jaguar درحالت‌  flextion  كيج‌  LT  درحالت‌  fletion  و سپس‌ كيج‌  LT  درحالت‌  Standing  و درنهايت‌ كيج‌  Jaguar  درحالت‌  Standing  مي‌باشد. قابل‌ ذكر است‌ كه‌ اين‌ مقادير در حالت‌ ماكزيمم‌ مورد بررسي‌ قرار گرفته‌ است‌. از بررسي‌هاي‌ انجام‌ شده‌ و نمودارهاي‌ بدست‌ آمده‌ مي‌توان‌ اين‌ نتيجه‌ را مطرح‌ كرد كه‌ به‌ طورعادي‌ كيج‌ Jaguar  در حالت‌  Standing  يعني‌ بدون‌ ممان‌ كمترين‌ تنش‌ را دارا مي‌باشد كه‌ به‌ همان‌ نسبت‌ كمترين‌ تنش‌ را به‌ مهره‌ها و پيوندهاي‌ استخواني‌ وارد مي‌كند. اما زمانيكه‌ حالت‌  flextion  را در ستون‌ فقرات‌ داريم‌ كيج‌ مكعب‌ مستطيلي‌  (Jaguar Cage)  بيشترين‌ نقاط‌ ضعف‌ را به‌ دليل‌ بالابودن‌ تنش‌ در نقاط‌ خاص‌ مانند گوشه‌ها و نقاط‌ تمركز تنش‌ نسبت‌ به‌  LT - Cage  از خود نشان‌ مي‌دهد. به‌ عبارت‌ ديگر مي‌توان‌ اين‌ نتيجه‌ كلي‌ را گرفت‌ كه‌ كيج‌  Jaguar  باتوجه‌ به‌ قابليت‌ بالاي‌  Stress - Shielding  كه‌ در تحقيقات‌ و بررسي‌هاي‌ گذشته‌ به‌ آن‌ اشاره‌ شد، براي‌ افراد سالخورده‌ كه‌ تحرك‌ كمتري‌ دارند يا افرادي‌ كه‌ به‌ دلايل‌ خاص‌ از اورتزهاي‌  Knight tylor  يا ديگرتثبيت‌ كننده‌ها استفاده‌ مي‌كنند نسبت‌ به‌  LT - Cage ها ارجحيت‌ دارد و از سوي‌ ديگر كيجهاي‌  LT  نيزبراي‌ ورزشكاران‌ وافراد جوان‌تر كه‌ نياز به‌ تحرك‌ بيشتري‌ مخصوصاً د رحالت‌  flextion  دارند مناسب‌تر است‌.

 

 

 نتايج‌ و پيشنهادات‌[اوزون تراپی ]

 نتايج‌ بدست‌ آمده‌ از حالتهاي‌ مختلف‌  Standing  -  Extention  -  Flextion  - Lareval Bending  بر روي‌ سطح‌ تكيه‌گاهي‌ كيج‌  LT  بيانگر آن‌ است‌ كه‌ افرادي‌ كه‌ از اين‌ نوع‌ كيج‌ استفاده‌ مي‌كنند بايد از حركات‌ يا  Luteral Bending  (جانبي‌ به‌ پهلو) بيش‌ از 5 درجه‌ و حركات‌  extention  «خم‌ شدن‌ به‌ پشت‌» بيش‌ از 3 درجه‌ كه‌ تنشي‌ بيش‌ از تنش‌ در حالت‌  flextion  ايجاد مي‌كنند بويژه‌ در روزهاي‌ آغازين‌ پس‌ از عمل‌ خودداري‌ كنند. همچنين‌ همانطور كه‌ در نمودارهاي‌ مباحث‌ قبل‌ اشاره‌ شد طريقه‌ نادرست‌ بلندكردن‌ وزنه‌ در حالت‌  flextion  مي‌تواند تنش‌ زيادي‌ به‌ تكيه‌گاه‌ كيج‌ ارد آورد كه‌ در نمودارها به‌ آن‌ اشاره‌ شد. از طرف‌ ديگر مقايسهاي‌ كه‌ بين‌ كيج‌  LT  و كيج‌  Jaguar  انجام‌ گرفت‌ نشان‌ داد كه‌ به‌ طور عادي‌ كيج‌  Jaguar  در حالت‌  Standing يعني‌ بدون‌ ممان‌ كمترين‌ تنش‌ را دارا مي‌باشد. اما زمانيكه‌ حالت‌  flextion  را در ستون‌ فقرات‌ داريم‌ كيج‌ مكعب‌ مستطيلي‌  (Jaguar Cage)  بيشترين‌ نقاط‌ ضعف‌ را به‌ دليل‌ بالا بودن‌ تنش‌ در نقاط‌ خاص‌ مانند گوشه‌ها و نقاط‌ تمركز تنش‌ نسبت‌ به‌ كيجهاي‌  LT  از خود نشان‌ مي‌دهد. بنابراين‌ پيشنهاد مي‌گردد كه‌ كيج‌  Jaguar  با توجه‌ به‌ قابليت‌ بالاي‌  Stress Shielding  كه‌ در مباحث‌ قبل‌ به‌ آن‌ اشاره‌ گرديد براي‌ افراد سالخورده‌ يا افرادي‌ كه‌ به‌ دلايل‌ خاص‌ از اورتزهاي‌  Knight tyld  و ديگر تثبيت‌كننده‌ها استفاده‌ مي‌كنند و كيجهاي‌  LT  نيزبراي‌ ورزشكاران‌ و افراد جوانتر كه‌ نياز به‌ تحرك‌ بيشتري‌ مخصوصاً در حات‌  fextion  دارند استفاده‌ گردد.

 در ادامه‌ تحقيقات‌ انجام‌ شده‌ مي‌تواند در زمينه‌ تغيير جنس‌ كيج‌هاي‌ تيتانيومي‌ و استفاده‌ از مواد پليمري‌ و خواص‌ ويسكوالاستيك‌ براي‌ توزيع‌ بهينه‌ تنش‌ در كيجهاي‌ ستون‌ فقرات‌ توسعه‌ و گسترش‌ پيدا كند.

 

 

 

 منابع‌ و مراجع‌

 1- دكتر سيد محمد رجايي‌، چاپ‌ اول‌ 1381، بيومكانيك‌ عمومي‌، انتشارات‌ دانشگاه‌ علم‌ و صنعت‌ ايران‌.

 2- حميدرضا جاهد مطلق‌ - محمدرضا نوبان‌ - چاپ‌ سوم‌ 1381 -  Ansys  - انتشارات‌ دانشگاه‌ علم‌ و صنعت‌ ايران‌.

 3- مهندس‌ محمد زارعي‌ نژاد - چاپ‌ اول‌ 1381 -  Ansys  به‌ زبان‌ ساده‌ - انتشارات‌ ارس‌ رايانه‌.

 4- دكتر محمد حسين‌ فتحي‌ - چاپ‌ اول‌ 1381 - خواص‌ و كاربرد پزشكي‌ لپو مواد فلزي‌ - انتشارات‌ اركان‌.

 5- دكتر غلامحسين‌ مجذوبي‌ - مهندس‌ فرزاد فريبا - چاپ‌ اول‌ 1376 - روش‌ اجزا محدود در مهندسي‌ - انتشارات‌ دانشگاه‌ بوعلي‌ سينا.

 6- دكتر سيد فخرالدين‌ مصباح‌ اردكاني‌ - چاپ‌ اول‌ 1381 - كالبدشناسي‌ عمومي‌ - انتشارات‌ دانشگاه‌ علوم‌ پزشكي‌ شيراز.

 7- دكتر مريم‌ ايرانزاد اصل‌ - چاپ‌ اول‌ 1380 - كمردرد پيشگيري‌ و درمان‌ - انتشارات‌ سالمي‌.

 21- Harrington P.R. Treatment of scolosis J Bone Joint surg 1962.

 52- Floman Y. Argenson, C.thoracolumbar Spine fractures. Spine 1993.

 51- Cren shaw AH. Compellsoperative orthopaedics rolume five 1993.

 68- Rohlman A, Bergmann G, Eraichen T - 0 Comparison of intradiscal pressure and spinal fixtator loads for different body posctions and exercises. Ergonomics 2001.

 60- Graichen f, Bergmann G, Rohlman A. Patient monitoring ystem for load Mesuremtn worth spinal fixation derices, Medeny phys.

 63- Rohlman A. Bergman G, Graichen foloadson aninteral spinal fixation devites during wolking J B iomechanics 1997.

 65- Rohlman A, Arntzu, Erai chent , Bergmann Eoloads on an internal spinal fixarias devices during sitting.JBiomechanics 2001.

 66- Rohlman A, Bergmann E, Graichen F. Loadson an rnternal spinal fixation devices during physical therapy, pysicolth erapy 2002.

 

 

مطالب اوزون تراپی

مطالب پزشکی

مطالب اوزون درمانی