Relation between diameter of a lateral screw and pull-out strength in distal clavicle fracture in plates with different geometry: A cadaveric biomechanical study

Abstract

Introduction: Plate fixation has recently gained popularity among the various surgical methods used to treat Neer type II distal clavicle fractures. The use of a low-profile distal clavicle locking plate is logically considered a better option when there is no significant difference in the fixation strength between insertions of 3.5- and 2.7-mm diameter screws. Therefore, the purpose of this biomechanical study was to investigate any differences in fixation strength among varying sizes of screws that are used to treat distal clavicle fractures. Methods: The study was performed with 20 paired shoulder girdles from 10 fresh frozen cadavers. To create a type IIA fracture of Neer classification, osteotomy was performed perpendicularly to the longitudinal axis of the clavicle at the medial end point of the conoid ligament. Two custom-made fixtures designed to be attached to both upper and lower sides of the Instron were fabricated for the evaluation Results: The mean maximum pull-out strength for fixation using 3.5-mm diameter screws was 241.9±67.8 N, whereas the mean pull-out strength in fixation with 2.7-mm diameter screws was 228.1±63.0 N. There was no statistically significant difference between the two groups. In addition, there was a significantly positive correlation between bone mineral density and pull-out strength in both Group A. Conclusion: For Neer type IIA distal clavicle fractures, distal fragment fixation with 2.7-mm diameter screws in a distal clavicle locking plate showed comparable biomechanical pull-out strength at time-zero setting as fixation with 3.5-mm diameter screws in the hook plate. Therefore, if the distal fragment of the fractured clavicle is not extremely small, fixation of a distal fragment with a low-profile plate and 2.7-mm screws may be an alternative option.

연구 배경 및 목적: Neer 분류 2형 원위 쇄골 골절의 다양한 치료 방법 중 금속판 고정술은 최근 널리 사용되고 있다. 3.5mm와 2.7mm의 나사못 가운데 직경에 따른 고정력의 차이가 없다면 2.7mm의 나사못을 사용하는 원위 쇄골 잠김 금속판을 사용하는 것이 더 좋은 선택지일 것이다. 본 연구의 목적은 생역학적 실험을 통하여 원위 쇄골 골절에서 외측 골편의 고정에 사용하는 나사못의 직경에 따른 고정력의 차이에 알아보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 좌우 10쌍의 신선동결사체를 대상으로 연구를 진행하였다. Neer 분류 2A형의 골절을 만들기 위하여 원추인대가 쇄골에 부착되는 가장 내측을 기준으로 수직으로 절골을 시행 후 금속판을 고정하였다. 뽑힘 강도는 자체 제작한 고정구를 인스트론 장비의 위 아래에 연결 후 카데바를 결착하여 측정하였다. 연구 결과: 최대 뽑힘 강도는 3.5mm 직경을 이용한 고정에서는 241.9±67.8 N, 2.7mm 직경을 이용한 고정에서는 228.1±63.0 N 으로 두 그룹 사이의 통계적인 차이는 관찰되지 않았다. 또한 두 그룹 모두에서 골밀도가 증가하면 뽑힘강도가 증가하는 양의 상관관계를 보였다. 결론: Neer 분류 2형 원위 쇄골 골절에서 원위 쇄골 잠김 금속판에서 사용하는 2.7mm 직경의 나사못과 Hook 금속판에서 사용하는 3.5mm 직경의 나사못의 뽑힘 강도는 차이를 보이지 않았다. 그러므로 외측 골절 골편이 매우 작은 경우를 제외한다면 2.7mm 나사못을 이용한 금속판 고정 방법이 좋은 대안이 될 수 있다.