Estudo microscópico da interface implante-osso vertebral e sua relação com o modo de preparo do orifício piloto / Estudio microscópico de la interface implante hueso vertebral y su relación con el modo de preparación del orificio piloto / Microscopical study of the bone screw interface and its correlation with the pilot hole preparation

OBJETIVO: estudar as alterações do tecido ósseo da interface entre o implante e o osso da vértebra submetido ao preparo do orifício piloto por meio de sonda, broca e broca seguida de macheamento. MÉTODOS: foram utilizadas três vértebras lombares (l2-L3-L4) de cadáveres humanos adultos do sexo masculino. No interior dos pedículos vertebrais, foram inseridos parafusos de 6 mm de diâmetro externo do sistema USIS de fixação vertebral. O preparo do orifício piloto para a inserção dos parafusos nos pedículos vertebrais foi realizado por meio de sonda, broca ou broca seguida de macheamento. As vértebras foram preparadas para o estudo em microscopia de luz e foi avaliado o coeficiente de fragmentação por meio da relação entre a porcentagem da área ocupada por tecido ósseo na região próxima do implante e no osso normal. RESULTADOS: o coeficiente de fragmentação foi menor, com diferença estatística, no grupo do orifício piloto preparado com sonda em relação ao orifício piloto preparado com broca ou broca seguida de macheamento. CONCLUSÃO: o menor coeficiente de fragmentação observado com a utilização da sonda para a realização do orifício piloto indica a maior compactação do osso na interface entre o implante e o osso da vértebra

OBJECTIVE: to access microscopically bone tissue changes between vertebral bone and implant interface, whose pilot hole was prepared using probe, drill and drill followed by tapping. METHODS: the vertebral pedicles of three segments (L2-L3-L4) of human adult cadaver lumbar spine were instrumented with 6 mm USIS pedicle screw. The pilot holes for screw insertion into pedicles were prepared using probe, drill and drill followed by tapping. The vertebrae were prepared to histological study on light microscopy and the fragmentation index assessed by percentage relation between bone tissue close to the implant and normal bone. RESULTS: the fragmentation index of pilot holes prepared with probes was statistically lower than those prepared with drill and drill followed by tapping. CONCLUSION: the low fragmentation index observed that the use of probe to perform pilot hole promotes higher compaction of bone between the screw and vertebral bone interface.

OBJETIVO: estudiar las alteraciones del tejido óseo de la interfase entre el implante y el hueso de la vértebra, sometido al preparo del orificio piloto por medio de sonda, broca y broca seguida de aplastamiento. MÉTODOS: fueron utilizadas tres vértebras lumbares (L2-L3-L4) de cadáveres humanos adultos del sexo masculino. En el interior de los pedículos vertebrales fueron insertados tornillos de 6 mm de diámetro externo del sistema USIS de fijación vertebral. El preparo del orificio piloto, para la inserción de los tornillos en los pedículos vertebrales, fue realizado por medio de sonda, broca o broca seguida de aplastamiento. Las vértebras fueron preparadas para el estudio en microscopio de luz y fue evaluado el coeficiente de fragmentación por medio de la relación entre el porcentaje del área ocupada por el tejido óseo en la región próxima del implante y en el hueso normal. RESULTADOS: el coeficiente de fragmentación fue menor con diferencia estadística en el grupo del orificio piloto preparado con sonda, cuando comparado con el orificio piloto preparado con broca o broca seguida de aplastamiento. CONCLUSIÓN: el menor coeficiente de fragmentación observado con la utilización de la sonda para la realización del orificio piloto indica la mayor compactación del hueso, en la interface entre el implante y el hueso de la vértebra.

Estudo da influência do diâmetro do orifício piloto na resistência ao arrancamento do parafuso pedicular / The influence of pilot hole diameter on screw oullout resistance

A influência do diâmetro do orifício piloto em relação ao diâmetro interno do parafuso na resistência ao arrancamento do parafuso pedicular foi o objetivo do estudo. Foram utilizados parafusos de 5, 6 e 7 mm do sistema USS de fixação vertebral, os quais foram inseridos nos corpos de prova de madeira, poliuretana e osso. O orifício piloto para a inserção do parafuso foi realizado com brocas de diâmetro inferior, igual e superior ao diâmetro interno do parafuso. Ensaios mecânicos de arrancamento foram realizados em máquina universal de teste. Nos corpos de prova de madeira, poliuretana e osso a realização do orifício piloto com brocas de diâmetro maior que o diâmetro interno do parafuso produziu diminuição da força máxima de arrancamento dos implantes nos ensaios de arrancamento, tendo sido observada diferença estatística. O diâmetro da perfuração do orifício piloto em relação ao diâmetro interno do parafuso exerce influência na resistência ao arrancamento do implante, tendo sido observado aumento da resistência ao arrancamento com a utilização de brocas de diâmetro menor que o diâmetro interno e redução da resistência ao arrancamento com a utilização de brocas com diâmetro maior que o diâmetro interno do parafuso.

The influence of the diameter of the pilot hole compared to the inner diameter of the screw on the pull-out resistance of a pedicular screw was studied. 5-, 6-, and 7-mm USS system screws for vertebral fixation were inserted into wood, polyurethane and bone test bodies. The pilot hole for screw insertion was drilled with burrs of smaller, equal or wider diameter than the inner diameter of the screw. Mechanical pull-out assays were performed using a universal testing machine. In the wood, polyurethane and bone test bodies, a pilot hole drilled with burrs of a wider diameter than the inner diameter of the screw produced reduced maximum pull-out strength on the implants, with statistical significance. The drilling diameter of the pilot hole compared to the inner diameter of the screw influences implant pull-out strength, with an increased pull-out resistance being observed with the use of smaller diameter burrs as compared to the inner diameter, and a reduction of pull-out resistance being observed with the use of burrs of a wider diameter than the inner diameter of the screw.

Estudo morfométrico do pedículo das vértebras lombares / Morphometric study of lumbar vertebrae's pedicle

Foi realizado estudo morfométrico de dez segmentos de coluna lombar de cadáveres adultos de ambos os sexo com a finalidade de estudar parâmetros relacionados com a morfometria dos pedículos da coluna lombar. Os pedículos foram seccionados transversalmente de ambos os lados na altura do seu menor diâmetro. As vértebras foram fotografadas e o estudo morfométrico foi realizado em aparelho Minimop, tendo sido avaliados bilateralmente: o formato do pedículo, o diâmetro, a espessura das paredes corticais, a área do pedículo, a área do osso cortical, a área de osso esponjoso, e a porcentagem de osso esponjoso e cortical do pedículo. O pedículo vertebral da coluna lombar apresenta forma oval, o diâmetro vertical é maior que o horizontal, a cortical medial é mais espessa, a área do pedículo aumenta no sentido crânio cauda, e a relação entre a área de osso cortical e esponjoso é constante em toda a extensão da coluna lombar.

A morphometric study was performed on ten lumbar spine fragments from adult cadavers of both genders in order to study parameters related to lumbar spine pedicles' morphometry. The pedicles were cross-sectioned on both sides at the level of their smallest diameter. Vertebrae were photographed and the morphometric study was conducted using a Minimop instrument. The following parameters were bilaterally assessed: pedicle shape and diameter, cortical walls thickness, pedicle area, cortical bone area, spongy bone area, and percentage of spongy and cortical bone of the pedicle. The vertebral pedicle of the lumbar spine has an oval shape, its vertical diameter is larger than its horizontal diameter, the medial cortical bone wall is thicker, the area of the pedicle increases towards skull-tail, and the cortical and spongy bone areas ratio is constant throughout the extension of the lumbar spine.

Estudo da influência do modo de preparação do orifício piloto e do macheamento na ancoragem dos parafusos pediculares / Study of the influence of the type of pilot hole preparation and tapping on pedicular screws fixation

Foram realizados ensaios mecânicos com parafusos do sistema de fixação vertebral USIS para o estudo da influência do tipo de preparo do orifício piloto com sonda ou brocas e o macheamento do trajeto do orifício piloto, na resistência ao arrancamento dos implantes. Os parafusos foram inseridos em corpos de prova de madeira, poliuretana e osso bovino. O preparo do orifício piloto foi realizado com sondas e brocas de 3,5mm. Foram formados três grupos experimentais: I-perfuração com sonda, II-perfuração com broca e III-perfuração com broca e macheamento. Após a sua inserção nos corpos de prova foram realizados ensaios de arrancamento em máquina universal de teste. Foi observado aumento da resistência ao arrancamento dos implantes com a realização do orifício piloto com sondas e a diferença estatística foi significativa em relação ao preparo com broca e broca associada ao macheamento. Não foi observada diferença na resistência ao arrancamento dos parafusos com o macheamento do trajeto do orifício piloto.

Mechanical assays were performed with screws of the USIS vertebral fixation system for the study of the influence of type of pilot hole preparation with probe or burr and tapping of the pilot hole pathway on pedicular screw pullout. The screws were inserted into wood, polyurethane and bovine bone test bodies. The pilot hole was prepared with probes and burrs of 3.5 mm. Three experimental groups were formed: I -drilling with a probe, II - drilling with a burr, and III - drilling with burr and tapping. After screw insertion into the test bodies, pullout assays were performed with a universal test machine. Increased screw pullout resistance was observed when the pilot hole was drilled with a probe, with a statistically significant difference compared to preparation with a burr and with a burr in combination with tapping. No difference in screw pullout resistance was observed with tapping of the pilot hole pathway.