CC BY
57
УДК: 616. 71-001.5-089.84:669.295
Зинькив О. И.,1 Билык С.В2., Зинченко А.Т2., Олексюк И. С.2, Шайко-Шайковский А.Г.3
1 Черновицкая областная клиническая больница, Черновцы, Украина
2 Буковинский государственный медицинский университет, кафедра ортопедии, травматологии и нейрохирургии, Черновцы. Украина
3 Черновицкий национальный университет им. Юрия Федьковича, Украина, г.Черновцы
БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НАКОСТНЫХ ПЛАСТИН ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА ДИАФИЗАРНЫХ ПЕРЕЛОМОВ ДЛИННЫХ КОСТЕЙ
В соответствии с данными ВООЗ (Всемирной организации охраны здоровья) в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) в мире ежегодно погибает 1,2 млн. чел, 50 млн. - травмируются или становятся калеками. В Украине ежегодно только в ДТП страдает 50 тыс. чел.[3, 6].
В соответствии с официальной статистикой в Украине ежедневно получают травмы 120 чел, 30 из них остаются инвалидами, 3-5 - гибнут. Кроме того, за последние 10 лет в два раза увеличилось число переломов из-за ослабления костей по причине остеопорозов.
Переломы длинных костей регистрируются у 33-38% пациентов травматологических стационаров. При этом - вследствие консервативных методов лечения (вытяжение, гипсовая повязка), инвалидность возникает в 8-30% случаев. Следует также учитывать, что при консервативных методах лечения, как следствие, возникают пролежни, атрофия мышц, контрактура суставов, общее ослабление иммунитета организма .
При оперативных методах лечения неудовлетворительные результаты наблюдаются менее, чем в 5 -25% случаев [2, 4].
Оперативные методы лечения позволяют гораздо быстрее (на протяжении нескольких дней или, в тяжёлых случаях, недель) возвратить пострадавших к активному способу жизни. Консервативные методы лечения заставляют пострадавших находиться на больничной койке несколько месяцев, а в особо тяжёлых случаях - несколько лет.
Поэтому в настоящее время наблюдается широкое распространение и развитие оперативных методов лечения, совершенствование фиксирующих конструкций и систем, технологий их применения. Решение этой задачи невозможно без комплексных, совместных усилий специалистов-травматологов, биомехаников, материало- и металловедов.
К сожалению, на сегодняшний день вследствие нестабильности остеосинтеза, его конструктивных и биомеханических недостатков неудовлетворительные результаты по отдельным видам переломов для некоторых фиксирующих конструкций наблюдаются в 36-38% случаев.
Одним из наиболее доступных и простых видов остеосинтеза является фиксация отломков при помощи одноплоскостных накостных пластин. Реализация этого вида остеосинтеза возможна в условиях районных больниц врачами не наивысшего уровня квалификации. Такого рода фиксаторы достаточно дёшевы и доступны для всех слоёв населения, их установка возможна без применения дорогой и сложной рентгентелевизионной аппаратуры в условиях районных травматологических стационаров.
В работе приводятся результаты биомеханического сравнительного анализа параметров обычной накостной пластины и малоконтактной накостной пластины при использовании их в качестве накостных фиксаторов для остеосинтеза поперечных, косых и винтообразных диафизарных переломов.
Врачи-практики всё чаще используют именно малоконтактные накостные фиксаторы, поскольку они в меньшей степени повреждают периост, не препятствуют прохождению крови и физиологических жидкостей к месту перелома [1, 3]. На рис.1 показаны сечения обычной накостной пластины (а), а также - малоконтактной одноплоскостной накостной пластины (б).
Рис. 1. Сечения обычной (а) и малоконтактной (б) накостной пластин
Определённые расчётным путём геометрические характеристики сечений обеих конструкций, а также предельные (допустимые) значения изгибающих нагрузок для каждой из конструкций накостной пластины
в сагитальной и фронтальной плоскостях содержатся в таблице №1.
Таблица 1
Значения геометрических характеристик сечений и допустимые значения изгибающих моментов
Площадь поперечного сечения, (см2) Осевой момент сопротивления (см3) Допустимая изгибающая нагрузка (кГ)
Фронтальная плоскость Сагитальная плоскость Фронтальная плоскость Сагитальная плоскость
обычная накостная пластина 0,64 0,0427 0,1707 8,54 34,17
малоконтактная накостная пластина 0,67 0,0497 0,1851 9,94 37,02
Составленные математические модели биомеханической оценки несущей способности обоих видов пластин (рис.1) показали, что допустимые значения изгибающих нагрузок для обоих видов пластин довольно существенно отличаются. Причём эти отличия наблюдаются при изгибе как в сагитальной, так и во фронтальной плоскостях.
Теоретические исследования показывают, что деформации изгиба малоконтактная пластина сопротивляется лучше, чем обычная стандартная. Это происходит одновременно как в сагитальной, так и во фронтальной плоскостях. При одних и тех же значениях изгибающей силы в материале малоконтактной пластины возникают меньшие величины напряжений (рис.2 а, б), чем при аналогичных условиях в материале обычной полноконтактной накостной конструкции. На рис.2 пунктирной линией показаны напряжения в материале малоконтактной пластины и сплошной линией - в материале стандартной полноконтактной пластины.
2
Рис. 2. Напряжения в материале полноконтактной и малоконтактной пластин во фронтальной (а) и сагитальной (б) плоскостях
Аналогичная картина получена для расчётных величин прогибов обеих конструкций во фронтальной и сагитальной плоскостях (рис.3 а, б). Пунктирная линия, соответствующая деформативности малоконтактной пластины расположена на обоих рисунках ниже сплошной линии, характеризующей деформатив -ность полноконтактной пластины.
Рис.3. Деформативность полноконтактной и малоконтактной накостных пластин при изгибе во фронтальной (а) и сагитальной (б) плоскостях
Таким образом, анализируя данные математического моделирования прочностных и деформационных характеристик полноконтактной и малоконтактной накостных конструкций можно сделатьь вывод о том, что во фронтальной плоскости возникают большие, чем в сагитальной напряжения в материале обеих конструкций. Этот вывод относится также и к деформационным характеристикам обеих пластин. Кроме того, - жёсткость малоконтактной пластины гораздо выше, чем у полноконтактной. Этот вывод спра-
ведлив одновременно для двух плоскостей: фронтальной и сагитальной. Объясняется этот факт наличием у малоконтактной пластины двух своеобразных рёбер жёсткости, повышающих её прочность и жёсткость [5,6,?] .
Учитывая наличие у малоконтактной пластины возможности в максимальной степени обеспечить кровоток и течение физиологических жидкостей к месту перелома, минимально травмировать поверхность периоста повреждённой кости, становится очевидным преимущество малоконтактных конструкций.
[8.9.10.11]..
ЛИТЕРАТУРА
1. Романенко К.К. Функции и виды пластин и винтов в современном остеосинтезе/ К.К. Романенко,
А.И. Белостоцкий, Д.В. Прозоровский, Г.Г. Голка - Ортопедия, травматология и протезирование, 2010, №1,-с.68-75.
2. Бондаренко А. В. Разрушение имплантатов при накостном остеосинтезе переломов длинных костей / А.В. Бондаренко, В.А. Пелеганчук, Е.А. Распопова, С.А. Печенегин.- Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова.- 2004, -№2,-с.41-44.
3. Гайко Г.В. Стан і проблеми ортопедо-травматологічної допомоги населенню України / Г.В.Гайко, А.В.Калашніков, Є. В. Лимар.- Ортопедия, травматология и протезирование.-2004, -№2, с. 5-9.
4. Копысова В. А. Результаты накостного остеосинтеза с дополнительной стабилизацией пластины стягивающими скобами / В.А. Копысова, В.А. Каплун, А.Н. Светлашов.- Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. -2011, - №4,--с.11-14.
5. Тяжелов О.А. Математичне моделювання діафізарних деформацій довгих кісток / О.А. Тяжелов, Н.Д. Полєтаєва, К.К. Романенко, А.Д. Горидова, Д.В. Прозоровський.- Ортопедия, травматология и протезирование.-2010.-№3,-с.61-63.
6. Гайко Г.В. Діафізарні переломи в структурі травм опорно-рухової системи у населення України / Г.В. Гайко, А.В. Калашніков, В.А.Боєр, П.В. Нікітін, А.М. Чигирко, Т.П. Чалайдюк.- Вісник ортопедії, травматології та протезування. -2006.-№1. с. 84-87.
7. Василов В.В., Зинькив О.И., Билык С.В., Сапожник Н.Ф., Шайко-Шайковский А.Г. Интрамедуллярный фиксатор с деротационным элементом для остеосинтеза/,В..В. Василов, О.И.Зинькив, С.В.Билык, Н.Ф. Сапожник, А.Г. Шайко-Шайковский.-Труды международного симпозиума «Надёжность и качество-2013», Пенза,2013, т.2, с. 296- 297.
8. Зинькив О.И., Леник Д.К.,Сапожник В.Н., Василов В.М., Шайко-Шайковский А.Г Навигационное устройство для блокирующего интрамедуллярного остеосинтеза /О. И. Зинькив, Д. К. Леник, В. Н. Сапожник,
3
B. М. Василов, А.Г.Шайко-Шайковский- Материалы международного симпозиума «Надёжность и качество 2012», Пенза, 2012,-т .2.-с. 287 - 288.
9. Зинькив О.И., Леник Д.К., Циркот И.М., Олексюк И.С., Шайко-Шайковский А.Г. Способ фиксации длинных костей при остеосинтезе косых, поперечных и винтовых переломов диафиза/О.И.Зинькив, Д.К.Леник, И.М.Циркот, И.С.Олексюк, А.Г.Шайко-Шайковский - Труды международного симпозиума «Надёжность и качество -2011», Пенза, -2011. с. 368 - 369.
10. Зинькив О.И., Леник Д.К., Сапожник В.Н. Василов В.М., Шайко-Шайковский А.Г Оценка напряжённо-деформированного состояния длинных костей при остеосинтезе с помощью математического моде-лирования/О.И.Зинькив, Д.К.Леник, В.Н.Сапожник, В.М.Василов, А.Г.Шайко-Шайковский- Материалы международного симпозиума «Надёжность и качество -2010», Пенза, 2010, т.1.-с.289-290.
11. Зинькив О.И., Василов В.В., Билык С.В., Олексюк И.С.Шайко-Шайковский А.Г. Накостный остеосинтез с помощью малоконтактной деротационной зигзагообразной пластины./О.И.Зинькив, В.В.Василов,
C. В.Билык, И.С.Олексюк, А.Г.Шайко-Шайковский.-Надёжность и качество сложных систем, № 3, 2013, -
С .66-69.
