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Pullout strength of connected pins in hand surgery: Effect of pin diameter and insertion angle - 25/11/22

Doi : 10.1016/j.otsr.2022.103411 
Lagsaiar Elhassan a, Laela El Amiri b, Sandrine Braymand a, Nadia Bahlouli a, Sybille Facca a, b, Marie Cécile Sapa b, Philippe Liverneaux a, b,
a ICube CNRS UMR7357, Strasbourg University, 2-4, rue Boussingault, 67000 Strasbourg, France 
b Department of Hand Surgery, Strasbourg University Hospitals, FMTS, 1, avenue Molière, 67200 Strasbourg, France 

Corresponding author.

Abstract

Objective

The purpose of this study was to examine the effect of insertion angles on the pullout strength of connected pins using a synthetic model simulating a hand bone.

Material and methods

The material consisted of Sawbones® (20 mm×20 mm × 60 mm), fixation pins secured to a connecting rod much like an external fixator, an electric drill (speed 1,290 rpm) and a tensile testing machine. The Sawbones® were drilled with different pin diameters (1.2 mm, 1.5 mm, and 1.8 mm) and insertion angles (100°, 110° and 120°). A vertical displacement of 1 mm/min was applied until the pins were extracted (maximum force).

Results

The pullout strength increased with the insertion angle of the connected pins. It also increased with their diameter. Regardless of the pin diameter, the load-displacement curve during the pullout test had 4 sections (peak 1, ascending slope, peak 2, descending slope) that corresponded to the combined frictional force and contact force between the pins and Sawbones®.

Discussion

Our study findings showed that, theoretically, for wrist or hand fractures treated with connected pins, the larger the diameter and insertion angle, the better the mechanical holding power of the pins.

Level of evidence

I, experimental study.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Pullout strength, Pins, Diameter, Insertion angle


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Vol 108 - N° 8

Article 103411- décembre 2022 Retour au numéro
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  • K-wire pullout strength in hand surgery: Impact of diameter, threading length and drilling speed
  • Louisa Tamiti, Sandrine Braymand, Nadia Bahlouli, Sybille Facca, Marie Cécile Sapa, Philippe Liverneaux
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  • Biomechanical analysis of locking plates for fixation of metacarpal shaft fractures: A finite element analysis
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