Analyse biomécanique analysant l'association entre la densité minérale osseuse et la migration des vis céphaliques
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Analyse biomécanique analysant l'association entre la densité minérale osseuse et la migration des vis céphaliques

Aug 10, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 747 (2023) Citer cet article

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Un clou fémoral proximal utilisant une lame hélicoïdale (HB) est couramment utilisé pour traiter une fracture fémorale proximale, mais couper à travers l'échec des vis céphaliques est l'une des complications dévastatrices après la chirurgie. Bien que controversé, l'un des facteurs de risque potentiels d'échec de la coupe est la faible résistance osseuse qui peut être prédite en mesurant la densité minérale osseuse (DMO). Dans cette étude, nous avons effectué un test biomécanique sur la tête fémorale fracturée pour valider si la DMO mesurée indirectement à partir de la hanche controlatérale ou celle mesurée directement à partir de la tête fémorale récupérée peut élucider la résistance structurelle de la tête fémorale fracturée et peut ainsi être utilisée pour prévoir la migration des tirefonds. Notre résultat a montré que la DMO directement mesurée a une corrélation significative avec la migration HB sur la tête fémorale ostéoporotique. Cependant, alors que les DMO mesurées à partir du col fémoral controlatéral ou de la hanche totale sont le paramètre le plus largement utilisé pour prédire la résistance osseuse du fémur fracturé, cela peut avoir une facilité d'utilisation limitée pour prédire la migration HB.

La fracture fémorale proximale est l'une des conséquences les plus courantes et les plus dévastatrices de l'ostéoporose1,2. On estime que 1,7 million de fractures fémorales proximales ostéoporotiques surviennent chaque année dans le monde, avec des taux de mortalité allant de 22 à 29 %3,4. Pour leur traitement, les clous fémoraux proximaux sont couramment acceptés comme implant de choix. Bien que la chirurgie soit généralement couronnée de succès, l'échec des vis céphaliques est l'une des complications les plus graves. Le mécanisme de défaillance typique se produit lorsque la vis céphalique pénètre ou coupe la tête fémorale ; c'est ce qu'on appelle "couper" ou "découper" selon le type de tire-fond utilisé et la direction dans laquelle la pénétration se produit5,6,7,8.

Quelques hypothèses ont été proposées pour expliquer pourquoi un tel phénomène se produit et prévenir un tel échec. Bien que controversé, l'un des facteurs de risque potentiels est une mauvaise résistance osseuse9,10. Comme l'os ostéoporotique peut manquer de résistance mécanique, la structure osseuse de la tête fémorale peut ne pas fournir un soutien suffisant, entraînant la migration de la vis céphalique, ce qui peut entraîner la pénétration de la tête fémorale. Comme la résistance osseuse est difficile à mesurer in vivo, la densité minérale osseuse (DMO) est couramment utilisée pour quantifier et prédire la résistance de l'os ostéoporotique11. En cas de fracture du fémur proximal, les mesures sont fournies indirectement à partir de la hanche controlatérale ou de la colonne vertébrale. Cependant, il existe peu de littérature sur la question de savoir si la DMO mesurée indirectement à partir de ces régions peut refléter avec précision la résistance mécanique de la tête fémorale fracturée. De même, il n'est pas clair si nous pouvons prédire la migration excessive des vis céphaliques à lame hélicoïdale (HB) à partir de ces informations.

Par conséquent, dans cette étude, nous avons effectué un test biomécanique sur la tête fémorale ostéoporotique pour valider si la DMO mesurée indirectement à partir du controlatéral ou celle mesurée directement à partir de la tête fémorale récupérée peut élucider la résistance structurelle de la tête fémorale fracturée et peut ainsi être utilisée. pour prédire la migration des vis céphaliques. Plus précisément, la présente étude vise à évaluer (1) si la DMO du fémur fracturé est corrélée à la résistance à la migration HB sur la tête fémorale fracturée, et (2) si la DMO de la hanche controlatérale peut être utilisée pour prédire une Migration HB.

Le protocole expérimental de cette étude a été approuvé par notre comité d'examen institutionnel avant la réalisation de l'expérience (CHOSUN #2020-03-010-0001). Toutes les méthodes ont été réalisées conformément aux directives et réglementations pertinentes et le consentement éclairé a été obtenu des patients ou de leurs tuteurs légaux avant que la tête fémorale ne soit récupérée. La tête fémorale a été récupérée chez des patientes qui ont subi une arthroplastie de la hanche en raison d'une fracture du col fémoral entre mars 2018 et juin 2021. Les patientes ont eu la possibilité de subir une arthroplastie ou une fixation primaire et la décision a été prise par les patientes et leurs tuteurs légaux après une description détaillée des avantages et des inconvénients de la chirurgie12. Les spécimens des patients qui ont accepté de faire don de la tête fémorale récupérée dans le cadre de cette étude ont été sélectionnés pour analyse. Les têtes fémorales ont été exclues si elles avaient été acquises auprès de patients (1) qui présentaient des conditions pathologiques sous-jacentes susceptibles d'influencer la qualité osseuse autres que l'ostéoporose, (2) qui avaient pris des médicaments susceptibles d'influencer la qualité osseuse, (3) dont la DMO n'était pas obtenu à partir de la hanche controlatérale en raison des implants restants d'une intervention chirurgicale précédente, et 4) avec des antécédents de fractures ostéoporotiques ailleurs.

Trente-deux têtes fémorales remplissant nos critères d'inclusion et d'exclusion ont été récupérées, ce qui a constitué la base de notre étude. Dix-neuf têtes fémorales provenaient de la hanche droite. Les données démographiques des donneurs sont répertoriées dans le tableau 1.

La DMO des patients donneurs a été mesurée à partir de la hanche non fracturée par absorptiométrie biénergétique à rayons X (DXA ; Prodigy Advance, GE Healthcare, États-Unis) au moment de l'admission. Le patient était positionné avec une hanche non fracturée à 15 degrés de rotation interne, ce qui offre la plus grande surface de mesure13. Alors que les DMO de plusieurs régions peuvent être mesurées, les DMO de la région totale de la hanche et de la région du cou ont été utilisées pour l'analyse car ce sont les mesures couramment utilisées en clinique14. Les DMO ont été mesurées et collectées à l'aide du programme Encore (GE Lunar Prodigy, États-Unis), la région d'intérêt (ROI) étant définie automatiquement par le logiciel intégré au scanner DXA et ajustée par le radiotechnologue si nécessaire (Fig. 1).

La DMO a été mesurée par DXA dans la hanche controlatérale. Les retours sur investissement du col fémoral (pointe de flèche solide), du triangle de service (pointe de flèche creuse) et du trochanter (flèche) sont affichés. Le ROI pour la hanche totale est la somme des trois ROI.

Toutes les mesures ont été effectuées par deux radiotechniciens et les valeurs moyennes ont été utilisées pour l'analyse. Le contrôle de la qualité a été effectué à la fois pour les technologues et les appareils de densitométrie selon le protocole recommandé par l'International Society for Clinical Densitometry (ISCD)15. Une évaluation de la précision a également été effectuée avant l'expérience pour mesurer la différence la moins significative (LSC), qui était de 4,2 % dans la hanche totale et de 5,1 % dans le col fémoral. Le LSC mesuré dans notre établissement est conforme à la recommandation de l'ISCD.

Au moment de l'arthroplastie de la hanche, la tête fémorale a été récupérée avec précaution pour minimiser les dommages iatrogènes. Si le ligamentum teres était intact, il a été réséqué de la fovea capitis, une fossette de forme ovale dans la partie supéro-médiale de la tête fémorale, avec un scalpel pour empêcher l'avulsion de la tête fémorale pendant le processus de luxation. La tête fémorale récupérée a été lavée avec une solution saline et séchée à température ambiante pendant 1 h. Celui-ci a ensuite été congelé à - 20 ° C pour des expériences ultérieures.

La DMO directe de la tête fémorale récupérée a été mesurée à l'aide du système d'imagerie par micro-tomographie (micro-CT) Quantum GX (PerkinElmer, Hopkinton, MA, États-Unis), situé au Korea Basic Science Institute (Gwangju, Corée). La décision a été prise d'utiliser le micro-CT plutôt que la DXA car il n'existe actuellement aucun moyen standardisé de mesurer la DMO avec la DXA lorsque la tête fémorale n'est pas dans sa position anatomique. De plus, le micro-CT a été validé pour sa grande précision dans la mesure de la DMO16. La tête fémorale fraîchement congelée a été décongelée à température ambiante pendant 24 h avant le micro-CT scan. Toutes les mesures ont été effectuées dans les 10 jours suivant la récupération.

Pour le processus de balayage, la source de rayons X a été réglée sur des niveaux de 90 kV et 88 μA avec un champ de vision de 72 mm et une épaisseur de tranche de 0,144 mm. Le temps de balayage était de 4 min dans une rotation de 360°. À l'aide du logiciel d'analyse AccuCT™ (PerkinElmer, États-Unis), toutes les valeurs CT brutes ont été converties en unités Hounsfield (HU). L'intensité de l'eau a été définie comme 0 HU et celle de l'air sec comme − 1000 HU. L'étalonnage du logiciel d'analyse AccuCT™ a été réalisé à l'aide d'un fantôme d'hydroxyapatite (HA) (QRM-Micro-CT-HA, Quality Assurance in Radiology and Medicine GmbH, Allemagne). La région de la calotte sphérique à 30 mm de la fovea capitis a été sélectionnée comme ROI de la tête fémorale récupérée (Fig. 2). La ROI a été choisie en fonction du volume maximal de la tête fémorale conservée après la procédure d'extraction.

ROI de la tête fémorale lorsque la DMO a été directement mesurée par micro-CT. Une calotte sphérique de 30 mm de hauteur a été utilisée car c'était le volume généralement conservé après le processus de récupération. La pointe de flèche indique l'emplacement de la fovea capitis qui a été utilisée comme point de repère.

Immédiatement après la mesure de la DMO, la tête fémorale a été fixée au gabarit sur mesure, qui a servi de guide pour la résection osseuse excessive et la stabilisation lors du test mécanique. Le gabarit a été fabriqué en acier inoxydable et comprend une calotte sphérique gravée de 20 mm de hauteur pour adopter la tête fémorale. La hauteur de 20 mm a été déterminée car la pointe du HB est généralement placée à 10 mm de la surface externe de la tête fémorale pendant la chirurgie et nous avons ajouté 10 mm supplémentaires pour tenir compte de l'erreur chirurgicale potentielle. Le gabarit comprend également deux trous pour insérer des broches de Kirschner de 2,8 mm, afin que la tête fémorale soit fermement fixée dans la gravure. Un trou supplémentaire a été développé dans la région inférieure de la sphère gravée pour permettre la pénétration de la vis céphalique lors du test biomécanique. Quatre gabarits de même conception ont été fabriqués avec un diamètre de l'hémisphère gravé par incréments de 4 mm de 40 à 56 mm afin que différentes tailles de tête fémorale puissent être adoptées (voir Fig. 1 supplémentaire).

Sur la base de la trajectoire d'une vis céphalique typique, la tête fémorale a été fixée dans la position où la région à 5 mm au-dessus de la fovéa capitis est placée à la partie la plus inférieure de la gravure de la calotte sphérique. La position a été confirmée par le trou au bas du gabarit avec la fovéa capitis utilisée comme point de repère. Après positionnement de la tête fémorale, l'os en saillie hors du gabarit a été réséqué, laissant une calotte sphérique d'une hauteur de 20 mm pour les tests biomécaniques (Fig. 3A–E).

La tête fémorale récupérée (A, B) est placée dans le gabarit (C) et stabilisée avec plusieurs fils k (D). La partie saillante de la tête fémorale est réséquée (E) laissant la tête fémorale à 20 mm de hauteur pour le test mécanique. Après avoir fixé le gabarit à la machine de test universelle, la vis céphalique est ajustée de manière à ce que la pointe soit en contact avec la surface réséquée de la tête fémorale (F). La vis céphalique est avancée de 25 mm (G), ce qui entraîne une coupe de 5 mm sur la tête fémorale. La flèche indique la fovéa capitis.

Le test mécanique a été réalisé à l'aide d'une machine de test universelle servo-hydraulique (MTS Bionix Landmark 370, MTS System Corporation, USA). Une vis céphalique de type lame hélicoïdale d'un système de clou fémoral proximal disponible dans le commerce (lame PFNA-II, Depuy Synthes, Suisse) a été utilisée pour tester les propriétés de résistance à la migration de la lame hélicoïdale. Les spécifications du fournisseur indiquaient que la lame hélicoïdale PFNA-II avait un diamètre de 12,2 mm. Nous avons utilisé des vis céphaliques de 85 mm de longueur pour l'expérience. Pour la configuration, le verrouillage latéral de la lame hélicoïdale PFNA-II a été libéré, de sorte que la partie lame de la vis céphalique PFNA-II puisse être librement tournée. Cela a été déterminé pour reproduire le mécanisme de défaillance de la vis céphalique où la tête fémorale est généralement tournée le long de la vis céphalique17,18.

Initialement, la position de la vis céphalique était ajustée manuellement de manière à ce que la pointe soit en contact avec la surface réséquée de la tête fémorale. Celle-ci a ensuite été avancée à 15 mm/min jusqu'à ce que la vis céphalique pénètre dans la tête fémorale et avancée de 5 mm supplémentaires pour reproduire la situation de coupe (Fig. 3F, G). La courbe charge-déplacement a été acquise lors de l'avancement de 25 mm de la vis céphalique.

Les propriétés de résistance ont été définies comme (1) la résistance maximale et (2) la résistance totale pendant l'avancement de 25 mm. La résistance maximale a été définie comme la charge maximale mesurée dans la courbe charge-déplacement, tandis que la résistance totale a été définie comme l'aire sous la courbe charge-déplacement pendant l'avancement de 25 mm du décalage.

La taille de l'échantillon a été estimée a priori à l'aide du logiciel G*power (version 3.1.9.3, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Allemagne)19. Avec une taille d'effet de corrélation de 0,5, une erreur alpha de 0,05 et une erreur bêta de 0,2 pour assurer une puissance de 80 %, l'estimation indique qu'il sera nécessaire d'inclure au moins 29 cas aux fins de l'étude actuelle. Les résultats mesurés ont été exprimés sous forme de moyennes et d'écarts-types. Les corrélations entre les variables suivantes ont été évaluées : (1) DMO de la hanche controlatérale et celle de la tête fémorale fracturée, (2) DMO de la tête fémorale fracturée et propriétés de résistance de la tête fémorale fracturée, et (3) DMO de la tête fémorale fracturée. hanche controlatérale et propriétés de résistance de la tête fémorale fracturée. La normalité de la distribution des données a été évaluée à l'aide du test de Kolmogorov-Smirnov20. L'analyse de corrélation a été effectuée en utilisant la corrélation de Pearson ou le test de corrélation de rang de Spearman selon la normalité de la distribution de chaque variable. De plus, une analyse de régression linéaire a été effectuée pour confirmer le changement des propriétés de résistance mécanique en fonction de la DMO de la hanche controlatérale et de la tête fémorale fracturée.

L'analyse statistique a été réalisée à l'aide du logiciel SPSS version 27 (SPSS Inc., IL, USA). Toutes les valeurs P étaient bilatérales et les valeurs P < 0,05 étaient considérées comme significatives.

L'intervalle moyen entre le moment de la fracture et la mesure de la DMO par DXA était de 1,9 ± 1,2 jours. Le délai moyen entre le retrait de la tête fémorale fracturée et la mesure micro-CT et le test mécanique était de 7,6 ± 3,3 jours.

La DMO moyenne de la hanche controlatérale mesurée sur la DXA était de 0,61 ± 0,15 g/cm2 au col fémoral et de 0,65 ± 0,16 g/cm2 à la hanche totale, ce qui correspond à un T-score de − 2,74 ± 1,21 et − 3,11 ± 1,34 , respectivement. La DMO de la tête fémorale fracturée mesurée au micro-scanner était de 467,8 ± 69,3 mg HA/cm3. Les DMO mesurées et la corrélation entre les côtés fracturés et non fracturés sont résumées dans les tableaux 2 et 3.

La courbe charge-déplacement lors de l'avancement de la vis céphalique à travers la tête fémorale a montré une augmentation raide initiale suivie d'une diminution progressive (voir Fig. 2 supplémentaire); cependant, il y avait une grande variabilité entre les spécimens en termes de pic et de résistance totale. Les propriétés de résistance mesurées par la résistance maximale et la résistance totale sont répertoriées dans le tableau 4.

Lorsque la corrélation a été analysée entre les DMO mesurées et les propriétés de résistance du HB sur la tête fémorale, il y avait une corrélation positive significative entre la DMO et les propriétés de résistance de la tête fémorale fracturée (résistance maximale ; r = 0,479, p = 0,004, résistance totale ; r = 0,395, p = 0,019) (Fig. 4). Cependant, aucune corrélation significative n'a été trouvée entre les DMO de la hanche controlatérale et les propriétés de résistance de la tête fémorale fracturée. La corrélation et l'analyse de régression linéaire entre les BMD des côtés fracturés et non fracturés et les propriétés de résistance sont résumées dans le tableau 5.

Nuage de points de la DMO de la hanche fémorale fracturée et des propriétés de résistance. (A) Corrélation entre la DMO de la tête fémorale fracturée et le pic de résistance. (B) Corrélation entre la DMO de la tête fémorale fracturée et la résistance totale.

Les résultats de cette étude montrent que la DMO mesurée directement à partir de la tête fémorale fracturée peut refléter la résistance à la migration HB mais celle mesurée à partir de la hanche non fracturée n'est pas corrélée avec la résistance à la migration HB sur la tête fémorale fracturée indiquant que cette ne peut pas être utilisé pour prédire la migration excessive de la vis céphalique HB.

Un clou fémoral proximal avec une vis de hanche coulissante est couramment utilisé pour stabiliser les fractures fémorales proximales avec des résultats satisfaisants, mais l'échec des vis céphaliques reste une complication fatale8,21. Pour minimiser le risque de développer une défaillance de la vis céphalique, une vis céphalique à lame hélicoïdale a été développée pour fournir une meilleure stabilité en rotation et en varus en compactant l'os trabéculaire autour des rebords de la lame22. Cependant, un problème de migration médiale subsistait et aurait été observé chez 0,7 à 6,3 % des patients opérés avec ce type de vis céphalique6,23. Plusieurs facteurs ont été suggérés comme étant une raison potentielle de ce phénomène, notamment une distance pointe-apex inappropriée, un schéma de fracture instable et le phénomène d'effet z24,25. Un facteur de risque potentiel supplémentaire serait une résistance osseuse déficiente de la tête fémorale9. Théoriquement, l'os trabéculaire entourant la lame hélicoïdale peut fonctionner pour résister à un avancement supplémentaire de la vis céphalique. Par conséquent, on peut émettre l'hypothèse que dans la tête fémorale avec une faible résistance osseuse, la résistance peut ne pas être suffisante pour empêcher la migration médiale26,27.

L'une des méthodes les plus largement utilisées pour prédire la résistance osseuse consiste à mesurer la DMO à l'aide de DXA. Cependant, la DMO représente largement la quantité d'os trabéculaire. Alors que la masse osseuse est l'un des facteurs importants contribuant à la résistance osseuse, les propriétés mécaniques de l'os sont également configurées par d'autres facteurs, tels que la géométrie de l'architecture, la porosité corticale et la densité de minéralisation des tissus28. Par conséquent, Ammann et al. ont rapporté que la DMO mesurée par DXA ne peut prédire que 60 à 70 % de la variation de la résistance osseuse selon des études établies qui ont validé la corrélation entre la DMO et la résistance osseuse29,30.

Nous n'avons connaissance que de deux études qui ont étudié la relation entre la DMO et les propriétés mécaniques de la tête fémorale. Haba et al.31 ont étudié la corrélation entre les propriétés mécaniques et la DMO de 22 têtes fémorales. L'étude a réalisé des tests de compression uniaxiale sur les échantillons d'os cylindriques qui ont été récupérés de la tête fémorale arthrosique. Ils ont rapporté qu'il existait une corrélation faible mais significative entre la DMO et les propriétés mécaniques de l'os trabéculaire. Fait intéressant, dans l'étude ultérieure des mêmes auteurs, seul le module structurel avait une corrélation significative avec la BMD et non la résistance ultime à la compression32. En raison de protocoles de test différents, nous ne pouvons pas faire de comparaison directe avec ces études, mais nos résultats sont quelque peu similaires en ce sens que nous avons trouvé une corrélation significative entre la DMO et les propriétés mécaniques de la tête fémorale telles que mesurées par la vitesse ultime et résistance totale de la vis céphalique de type HB. D'autre part, notre étude a également montré que les DMO de la hanche controlatérale ne reflètent pas les propriétés de résistance de la tête fémorale fracturée telles que mesurées par la migration HB. Ceci est probablement dû au fait que la DMO de la tête fracturée n'est pas corrélée avec les DMO de la hanche controlatérale, ce qui est une autre découverte de notre étude.

Un certain nombre d'études ont rapporté une corrélation de la DMO de la hanche bilatérale avec des résultats contradictoires. Banse et al.33 ont comparé les propriétés mécaniques de 10 paires de fémurs proximaux gauche-droit et ont rapporté qu'aucune différence significative n'a été trouvée lorsque les deux côtés ont été comparés. À l'inverse, une étude plus vaste menée par Afzelius et al.34 a mesuré la DMO de la hanche bilatérale chez 133 participants et a rapporté que s'il n'y avait pas de différence lorsque la DMO du col fémoral était comparée, la DMO totale de la hanche était plus faible dans la jambe dominante. Une autre étude de Li et al.35 a comparé la DMO du côté de la hanche non fracturé et du côté de la hanche fracturée à l'aide d'une tomodensitométrie quantitative. Ils ont rapporté que la DMO volumétrique du côté non fracturé était supérieure à celle du côté fracturé et que la différence était significative lorsque la DMO était mesurée au centre du col fémoral. Dans notre étude, la DMO du côté non fracturé a été mesurée par DXA avec la ROI au niveau du col fémoral et de la hanche totale tandis que celle du côté fracturé a été mesurée au niveau de la tête fémorale par micro-scanner. Il convient de noter que la mesure typique de la DMO totale de la hanche n'inclut pas la tête fémorale, car cette image chevauche la paroi acétabulaire postérieure, une structure osseuse située dans la partie postérieure de la cavité de la hanche. Par conséquent, notre résultat découle de la comparaison entre différentes parties du fémur proximal, ce qui peut être la raison potentielle pour laquelle aucune corrélation n'a été trouvée. Néanmoins, nous pensons que cette incohérence de la DMO dans la hanche bilatérale peut expliquer pourquoi la DMO de la hanche controlatérale n'est pas corrélée avec les propriétés de résistance mesurées dans la tête fémorale fracturée.

Nous reconnaissons qu'il existe un certain nombre de limites à notre étude. Premièrement, l'étude est largement limitée par le nombre et les caractéristiques des spécimens. Les têtes fémorales récupérées provenaient principalement de patients âgés présentant une fracture du col du fémur ostéoporotique, et il n'est pas clair si la conclusion actuelle s'applique aux patients plus jeunes avec des os plus solides. Par conséquent, des données provenant de différents groupes d'âge et d'un large éventail de DMO nous fourniraient une meilleure compréhension de la relation entre la DMO et la résistance mécanique de la tête fémorale. Deuxièmement, notre étude a testé la charge de compression axiale du HB sur la tête fémorale mais la direction de la vis céphalique dans l'étude ne correspond pas à la charge physiologique appliquée in vivo. Du fait de l'axe anatomique du bas de jambe, la charge contre la tête fémorale doit être appliquée dans le sens supéro-médian vers l'acétabulum mais nous n'avons pas pu reproduire cela dans notre étude36. De même, les facteurs susceptibles d'influencer les résultats chez de vrais patients, tels que l'indice de masse corporelle ou les habitudes de marche, ne sont pas pris en compte dans la conception de notre étude. Par conséquent, l'application de nos résultats à la pratique réelle doit être faite avec prudence. Une autre limitation est l'effet potentiel de la congélation et de la décongélation sur les spécimens. Après récupération de la tête fémorale, nous avons congelé les échantillons à − 20 °C jusqu'à ce que nous ayons accès au micro-CT et au MTS. De nombreuses études ont montré que le processus de congélation et de décongélation a un effet minime sur l'os cortical ; cependant, il existe des preuves limitées de son effet sur l'os trabéculaire37,38. Nous pensons que le test immédiat sur la tête fémorale après la récupération peut avoir fourni des résultats qui peuvent imiter plus précisément l'état de la tête fémorale dans le corps.

Néanmoins, il s'agit de la première étude à valider la corrélation entre les DMO et la résistance à la migration de l'HB sur la tête fémorale.

Notre étude indique que la DMO mesurée directement a une corrélation significative avec la migration HB sur la tête fémorale ostéoporotique. Cependant, alors que la DMO mesurée à partir du col fémoral controlatéral non fracturé ou de la hanche totale à l'aide de la DXA est le paramètre le plus largement utilisé pour prédire la résistance osseuse du fémur fracturé, nos résultats suggèrent que cela peut avoir une facilité d'utilisation limitée pour prédire la migration de la lame hélicoïdale.

Les jeux de données générés pendant et/ou analysés pendant l'étude sont disponibles sur demande auprès de l'auteur correspondant.

Densité minérale osseuse

Lame hélicoïdale

Absorptiométrie à rayons X bi-énergie

Région d'intérêt

Société internationale de densitométrie clinique

Différence la moins significative

Tomodensitométrie

Kim, B.-S., Lim, J.-Y. & Ha, Y.-C. Épidémiologie récente des fractures de la hanche en Corée du Sud. Hanche Bassin 32, 119 (2020).

Article Google Scholar

Yoo, J., Chang, J., Park, C. et Hwang, J. Facteurs de risque associés à l'échec de la fixation du clou céphalomédullaire dans le traitement des fractures de la hanche trochantérienne. Clin. Orthop. Surg. 12, 29–36 (2020).

Article Google Scholar

Hurbanova, T. Aspects modernes du problème des fractures du fémulaire proximal. EUREKA : Sciences de la santé. 4, 88-100 (2020).

Article Google Scholar

Saad, RK, Harb, H., Bou-Orm, IR, Ammar, W. & El-Hajj Fuleihan, G. Tendances séculaires des fractures de la hanche au Liban, 2006 à 2017 : Implications pour la pratique clinique et la politique de santé publique au Moyen Région Est. J. Bone Miner. Rés. 35, 71–80 (2020).

Article Google Scholar

Zirngibl, B., Biber, R. & Bail, HJ Comment prévenir les coupures et les coupures dans les clous fémoraux proximaux biaxiaux : y a-t-il autre chose que le positionnement de la vis céphalique et la distance pointe-apex ?. Int. Orthop. 37, 1363-1368 (2013).

Article Google Scholar

Frei, HC, Hotz, T., Cadosch, D., Rudin, M. & Kach, K. Perforation centrale de la tête, ou "coupe", causée par la lame hélicoïdale de l'antirotation du clou fémoral proximal. J. Orthop. Trauma 26, e102-107 (2012).

Article Google Scholar

Megas, P. et al. Etude comparative du traitement des fractures pertrochantériennes – clou gamma trochantérien versus clou fémoral proximal. Z. Orthopadie Grenzgebiete 143, 252–257 (2005).

Article CAS Google Scholar

Haynes, RC, Pöll, R., Miles, AW et Weston, RB Échec de la fixation de la tête fémorale : une analyse cadavérique de la découpe de la vis céphalique avec le clou de verrouillage gamma et la vis de hanche dynamique AO. Blessure 28, 337–341 (1997).

Article CAS Google Scholar

Bonnaire, F. et al. « Découpe » dans les fractures pertrochantériennes – problème d'ostéoporose ?. Unfallchirurg 110, 425–432 (2007).

Article CAS Google Scholar

Bonnaire, F., Zenker, H., Lill, C., Weber, AT & Linke, B. Stratégies de traitement des fractures proximales du fémur chez les patients ostéoporotiques. Ostéoporos. Int. 16, S93–S102 (2005).

Article Google Scholar

Donnelly, E. Méthodes d'évaluation de la qualité osseuse : Une revue. Clin. Orthop. Rel. Rés. 469, 2128-2138 (2011).

Article Google Scholar

Jo, S., Lee, SH et Yoon, SJ Résultats cliniques de l'arthroplastie totale de la hanche pour les fractures déplacées du col du fémur chez les patients de 80 ans et plus sélectionnés en fonction du score de fragilité clinique. Bassin de la hanche 32, 148-155 (2020).

Article Google Scholar

El Maghraoui, A. & Roux, C. La numérisation DXA en pratique clinique. QJM 101, 605–617 (2008).

Article Google Scholar

Jacobson, JA, Jamadar, DA & Hayes, CW Double absorptiométrie à rayons X : reconnaissance des artefacts d'image et de la pathologie. AJR Am. J. Roentgenol. 174, 1699-1705 (2000).

Article CAS Google Scholar

Schousboe, JT, Shepherd, JA, Bilezikian, JP & Baim, S. Résumé analytique de la conférence 2013 sur l'élaboration de positions de la société internationale de densitométrie clinique sur la densitométrie osseuse. J.Clin. Densitom. 16, 455–466 (2013).

Article Google Scholar

Nazarian, A., Cory, E., Muller, R. & Snyder, BD Lacunes de la DXA pour évaluer les changements dans la densité et la microstructure du tissu osseux induits par les maladies osseuses métaboliques dans les modèles de rat. Ostéoporos Int. 20, 123-132 (2009).

Article CAS Google Scholar

Lenich, A. et al. La rotation de la tête fémorale est-elle une initiation potentielle à la découpe ? Une approche théorique et expérimentale. BMC musculosquelettique. Désordre. 12, 1–7 (2011).

Article Google Scholar

Hoffmann, S. et al. Évaluation biomécanique de la conception des vis céphaliques imbriquées dans l'enclouage centromédullaire des fractures pertrochantériennes instables. J. Orthop. Trauma 27, 483–490 (2013).

Article Google Scholar

Kang, H. Détermination de la taille de l'échantillon et analyse de puissance à l'aide du logiciel G*Power. J. Educ. Éval. Santé Prof. 18, 17 (2021).

Article Google Scholar

Gogtay, NJ & Thatte, UM Principes d'analyse de corrélation. J. Assoc. Phys. Inde 65, 78–81 (2017).

Google Scholar

Sommers, MB et al. Un modèle de laboratoire pour évaluer la résistance à la découpe des implants pour la fixation des fractures pertrochantériennes. J. Orthop. Trauma 18, 361–368 (2004).

Article Google Scholar

Simmermacher, R. et al. Le nouveau clou fémoral proximal antirotation (PFNA®) en pratique quotidienne : Résultats d'une étude clinique multicentrique. Blessure 39, 932–939 (2008).

Article CAS Google Scholar

Raghuraman, R., Kam, JW et Chua, DTC Prédicteurs d'échec après fixation de fractures intertrochantériennes avec antirotation du clou fémoral proximal. Singapour. Méd. J. 60, 463–467 (2019).

Article Google Scholar

Brunner, A., Jöckel, JA & Babst, R. Le clou fémoral proximal PFNA dans le traitement des fractures instables du fémur proximal - 3 cas de perforation postopératoire de la lame hélicoïdale dans l'articulation de la hanche. J. Orthop. Trauma 22, 731–736 (2008).

Article Google Scholar

Gomes, PL et al. Migration pelvienne de la lame hélicoïdale après traitement d'une fracture transtrochantérienne à l'aide d'un clou fémoral proximal. Rév. Bras. Ortop. 51, 482–485 (2016).

Article Google Scholar

Kim, J., Choi, K. & Yang, KH Nouvelle approche dans le traitement des fractures intertrochantériennes à l'aide d'un clou céphalomédullaire. J. Coréen Orthop. Assoc. 55, 193-199 (2020).

Article Google Scholar

Yoo, H., Cho, Y. et Hwang, S. Résultats des fractures combinées du cou et du trochanter du fémur traitées avec un clou céphalomédullaire chez les personnes âgées. Bassin de la hanche 31, 200–205 (2019).

Article Google Scholar

Gong, H., Zhang, M., Fan, Y., Kwok, WL & Leung, PC Relations entre la force fémorale évaluée par analyse par éléments finis non linéaires et la DMO, la distribution des matériaux et la morphologie géométrique. Ann. Biomédical. Ing. 40, 1575-1585 (2012).

Article Google Scholar

Ammann, P. & Rizzoli, R. La force osseuse et ses déterminants. Ostéoporos Int. 14(Suppl 3), S13-18 (2003).

Article Google Scholar

Lotz, JC, Gerhart, TN & Hayes, WC Propriétés mécaniques de l'os trabéculaire du fémur proximal : une étude CT quantitative. J. Comput. Aider. Tomogr. 14, 107-114 (1990).

Article CAS Google Scholar

Haba, Y. et al. Relation entre les propriétés mécaniques et la densité minérale osseuse de l'os fémoral humain récupéré chez des patients souffrant d'arthrose. Ouvrez Orthop. J. 6, 458–463 (2012).

Article Google Scholar

Haba, Y. et al. Densités minérales osseuses et propriétés mécaniques des échantillons d'os fémoral récupérés par rapport aux densités minérales osseuses mesurées chez les patients respectifs. Sci. Monde J. 2012, 242403 (2012).

Article Google Scholar

Banse, X., Delloye, C., Cornu, O. & Bourgois, R. Essais mécaniques comparatifs gauche-droite de l'os spongieux de têtes fémorales normales. J. Biomech. 29, 1247-1253 (1996).

Article CAS Google Scholar

Afzelius, P., Garding, MM & Molsted, S. L'absorptiométrie à rayons X à double énergie des deux hanches permet un diagnostic approprié de la faible densité minérale osseuse et de l'ostéoporose. Diagnostics (Bâle) 7, 41 (2017).

Article Google Scholar

Li, X., Xu, Y., Lin, W. et Fan, Y. La comparaison de la densité minérale osseuse de la tête fémorale entre le côté non fracturé de la hanche et le côté fracturé de la hanche. Sci. Rép. 10, 13015 (2020).

Article ADS CAS Google Scholar

Henschel, J., Eberle, S. & Augat, P. Répartition de la charge entre les vis céphaliques dans un clou trochantérien à double vis céphalique. J. Orthop. Surg. Rés. 11, 41 (2016).

Article Google Scholar

Linde, F. & Sørensen, HCF L'effet de différentes méthodes de stockage sur les propriétés mécaniques de l'os trabéculaire. J. Biomech. 26, 1249-1252 (1993).

Article CAS Google Scholar

Borchers, RE, Gibson, LJ, Burchardt, H. & Hayes, WC Effets de variables thermiques sélectionnées sur les propriétés mécaniques de l'os trabéculaire. Biomatériaux 16, 545-551 (1995).

Article CAS Google Scholar

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Cette étude a été soutenue par un fonds de recherche de l'Université Chosun, 2020.

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Hyeonjoon Lee et Soo Ah Kim.

Département de chirurgie orthopédique, hôpital universitaire de Chosun, Gwangju, Corée du Sud

Hyeonjoon Lee, Sungmin Jo et Suenghwan Jo

École de médecine, Université Chosun, 365 Pilmundae-Ro, Dong-Gu, Gwangju, 61453, Corée du Sud

Soo Ah Kim et Suenghwan Jo

Groupe d'étude sur l'ostéoporose, Université Chosun, Gwangju, Corée du Sud

Soo Ah Kim et Suenghwan Jo

Département d'obstétrique et de gynécologie, Université Chosun, Gwangju, Corée du Sud

Soo Ah Kim

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SK et HL ont analysé, interprété les données et rédigé le manuscrit. SK et SJ ont acquis le financement. SM.J. réalisé les expériences et collecté les données. SJ a conçu, conceptualisé l'étude, interprété les données et révisé le manuscrit. Tous les auteurs ont contribué à l'article et ont approuvé la version soumise.

Correspondance à Suenghwan Jo.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Lee, H., Kim, SA, Jo, S. et al. Analyse biomécanique analysant l'association entre la densité minérale osseuse et la migration des vis céphaliques. Sci Rep 13, 747 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-27860-5

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Reçu : 08 juin 2022

Accepté : 09 janvier 2023

Publié: 13 janvier 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-27860-5

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