Finite element analysis comparing a PEEK posterior fixation device versus pedicle screws for lumbar fusion
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Pedicle screw loosening and breakage are common causes of revision surgery after lumbar fusion. Thus, there remains a continued need for supplemental fixation options that offer immediate stability without the associated failure modes. This finite element analysis compared the biomechanical properties of a novel cortico-pedicular posterior fixation (CPPF) device with those of a conventional pedicle screw system (PSS). METHODS: The CPPF device is a polyetheretherketone strap providing circumferential cortical fixation for lumbar fusion procedures via an arcuate tunnel. Using a validated finite element model, we compared the stability and load transfer characteristics of CPPF to intact conditions under a 415 N follower load and PSS conditions under a 222 N preload. Depending on the instrumented levels, two different interbody devices were used: a lateral lumbar interbody device at L4-5 or an anterior lumbar interbody device at L5-S1. Primary outcomes included range of motion of the functional spinal units and anterior load transfer, defined as the total load through the disk and interbody device after functional motion and follower load application. RESULTS: Across all combinations of interbody devices and lumbar levels evaluated, CPPF consistently demonstrated significant reductions in flexion (ranging from 90 to 98%), extension (ranging from 88 to 94%), lateral bending (ranging from 75 to 80%), and torsion (ranging from 77 to 86%) compared to the intact spine. Stability provided by the CPPF device was comparable to PSS in all simulations (range of motion within 0.5 degrees for flexion-extension, 0.6 degrees for lateral bending, and 0.5 degrees for torsion). The total anterior load transfer was higher with CPPF versus PSS, with differences across all tested conditions ranging from 128 to 258 N during flexion, 89-323 N during extension, 135-377 N during lateral bending, 95-258 N during torsion, and 82-250 N during standing. CONCLUSION: Under the modeled conditions, cortico-pedicular fixation for supplementing anterior or lateral interbody devices between L4 and S1 resulted in comparable stability based on range of motion measures and less anterior column stress shielding based on total anterior load transfer measures compared to PSS. Clinical studies are needed to confirm these finite element analysis findings.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».