Научная статья на тему 'Биомеханическое исследование прочности остеосинтеза переломов пястных костей в эксперименте'

Биомеханическое исследование прочности остеосинтеза переломов пястных костей в эксперименте Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
289
58
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЯСТНЫЕ КОСТИ / БИОМЕХАНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ / ХАРАКТЕР ПЕРЕЛОМОВ / МЕТАЛЛООСТЕОСИНТЕЗ / ДИСТРАКЦИЯ / КОМПРЕССИЯ / METACARPAL BONES / BIOMECHANICAL RESEARCH / OF FRACTURES / METALLOOSTEOSYNTHESIS / DISTRACTION / COMPRESSION

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Мосиянц И. В., Апагуни А. Э.

В статье проводились исследования по определению прочностных характеристик различного остеосинтеза пястных костей, и по итогам исследования можно предположить, что для более быстрого восстановления функции верхней конечности предпочтительнее более функциональные методы оперативного лечения пациентов, т. е. фиксация переломов пластинами, которые более устойчивы ко всем видам нагрузок и позволяют уменьшить срок иммобилизации, что приводит к сокращению сроков реабилитации и быстрейшему восстановлению работоспособности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по клинической медицине , автор научной работы — Мосиянц И. В., Апагуни А. Э.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Biomechanical research of durability of an osteosynthesis fractures of metacarpal bones in experiment

This article deals with the researches by definition characteristics of various osteosynthesis strength metacarpal bones. According to the research it is supposed that for faster restoration of function of the upper extremity is more preferable the functional methods of surgical treatment of patients i.e. fixing of fractures by laminas which are steadier against all kinds of loadings and allow to reduce immobilization time. It leads of time of rehabilitation and the fastest restoration of working capacity.

Текст научной работы на тему «Биомеханическое исследование прочности остеосинтеза переломов пястных костей в эксперименте»

УДК 616.717 001.5 -08984 :612.015 Кубанский научный медицинский вестник № 2 (107) 2009

отдела плечевой кости // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2001. - № 4. - С. 67-79.

4. Прозоровский В. Ф., Гнедушкин Ю. Н. Заболевания и повреждения плечевого сустава // Лекции по актуальным вопросам ортопедии и травматологии. - Харьков, 1997. - 68 с.

5. Родичкин В. А. Лечение переломов проксимального конца плечевой кости. - Харьков, 1987. - 26 с.

6. Clifford P. C. Fractures of the neck of the humerus: a review of the late results. - Injury 1980. - № 12. - P. 91-95.

7. CuomoF. Proximal humerus fractures in the elderly: instructional course lecture № 247. American Academy of Orthopaedic Surgeons, annual meeting, San Francisco, February 14, 1997.

8. DePalma A. F. Surgery of the Shoulder, 3rd ed. Philadelphia: JB Lippincott. - 1983. - P. 372-406.

9. Grand Rounds From Mt. Sinai School of Medicine Evaluation and Classification of Proximal Humeral Fractures New York, NY, October 11, 2000. from Medscape Orthopaedics & Sports Medicine eJournal 5 (3), 2001. © 2001 Medscape Portals, Inc.

10. Hall M. C., Rosser M. The structure of the upper end of the humerus with reference to accompanying small fractures. Can Med AssocJ. - 1963. - № 88. - P. 290.

11. Hawkins R. J., Bell R. H, Gurr K. The three-part fracture of the proximal part of the humenis: operalive irealmenl. | Hone |c>inl Surg Am 1986. - № 68. - P. 1410-1414.

12. Hessmann M. H., Rommens P. M. Osteosynthesetechniken bei proximalen Humerusfrakturen // Chirurg. - 2001. - Band 72. -P.1235-1245.

13. Horak J., Nilsson B. Epidemiology of fractures of the upper end of the humerus // Clin Orthop. - 1975. - № 112. -P. 250-253.

14. Jakob R. P., Kristiansen T., Mayo K., Ganz R., Mullcr M. E. Classification and aspects of treatment of fractures of the proximal humerus. In: BatemanJE, Welsh RP, eds. Surgery of the Shoulder. Philadelphia: BC Decker, 1984.

15. Lind T., Kroner K., Jensen J. The epidemiology of fractures of the proximal humerus. Arch Orthop Trauma Surg. - 1989. - № 108. -P. 285-287.

16. Loitz D. Reilmann Frakturen des Humeruskopfes // Chirurg. -2001. - Band 72. - P. 1514-1529.

17. Moriber L. A, Patterson R. L. Jr. Fractures of the proximal end of the humerus. J Bone Joint Surg Am. - 1967. - № 49. - P. 1018.

18. Neer С. Displaced Proximal Humeral Fractures - Part 1. Classification and Evaluation // Journal of Bone and Joint Surgery. -1970. - Vol. 52. - P. 6, 1077-1089.

19. Neer C. S. Displaced proximal humeral fractures, part I. Classification and evaluation // J. B. J. S. - 1970. - Vol. 52-A. -P. 1077-1089.

20. Neer C. S. II. Displaced proximal humeral fractures. Classification and evaluation. Bone Joint Surg Am. - 1970. -№ 52. P. 1077-1089.

21. Neer C. S. II. Displaced proximal humeral fractures. II. Treatment of three-part and four-part displacement. J Bone Joint Surg Am. - 1970. - № 52. - P. 1090-1103.

22. Park T. S., Choi I. Y., Kim Y. H., Park M. R., Shon J. H., Kim

S. I A new suggestion for the treatment of minimally displaced fractures of the greater Uiberosity of the proximal humerus. Bull Hosp Jt Dis. -1997. - № 56. - P. 171-176.

23. Rose S. H., Melton L. J., Morrey B. F. et al. Epidemiologic features of humeral fractures // Clin Orthop. - 1982. - № 168. -P. 24-30.

24. RuediT. P., MurphyW. M.AO Principles ofFracture Managent // Thieme. - 2001. - P. 274-293.

25. Santee H. E. Fractures about the upper end of the humerus. Ann Surg. - 1924. - № 80. - P. 103-114.

26. Young T. B., Wallace W. A. Conservative treatment of fractures and fracture-dislocations of the upper end of the humerus. J Bone Joint Surg Br. - 1985. - № 67. - P. 373-377.

Поступила 09.02.2009

И. В. МОСИЯНЦ, А. Э. АПАГУНИ

БИОМЕХАНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ОСТЕОСИНТЕЗА ПЕРЕЛОМОВ ПЯСТНЫХ КОСТЕЙ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Кафедра травматологии, ортопедии и ВПХ Ставропольской государственной медицинской академии, г. Ставрополь, ул. Мира, 310. E-mail: mosiyanc@gmail.com

В статье проводились исследования по определению прочностных характеристик различного остеосинтеза пястных костей, и по итогам исследования можно предположить, что для более быстрого восстановления функции верхней конечности предпочтительнее более функциональные методы оперативного лечения пациентов, т. е. фиксация переломов пластинами, которые более устойчивы ко всем видам нагрузок и позволяют уменьшить срок иммобилизации, что приводит к сокращению сроков реабилитации и быстрейшему восстановлению работоспособности.

Ключевые слова: пястные кости, биомеханическое исследование, характер переломов, металлоостеосинтез, дистракция, компрессия.

I. V. MOSIYANZ, A. E. APAGUNI

BIOMECHANICAL RESEARCH OF DURABILITY OF AN OSTEOSYNTHESIS FRACTURES OF METACARPAL BONES IN EXPERIMENT

Department of traumatology and orthopedics of the Stavropol state medical academy, Stavropol, street. F World, 310. E-mail: mosiyanc@gmail.com

This article deals with the researches by definition characteristics of various osteosynthesis strength metacarpal bones. According to the research it is supposed that for faster restoration of function of the upper extremity is more preferable the functional methods of surgical treatment of patients i.e. fixing of fractures by laminas which are steadier against all kinds of loadings and allow to reduce immobilization time. It leads of time of rehabilitation and the fastest restoration of working capacity.

Key words: metacarpal bones, biomechanical research, of fractures, metalloosteosynthesis, distraction, compression.

По современным данным, в мирное время не менее 10% пострадавших с травмой кисти нуждаются в госпитализации [7]. В общей структуре переломов костей кисти на пястные кости приходится 35%, на проксимальные отделы фаланг пальцев - 23%, средних фаланг - 13%, а на дистальные отделы пальцев - до 20% [2]. Нередко при дентальном ранении кисти раневой канал достигает в 52-62% случаев полости сустава или в 17-58% метаэпифизарных отделов костной ткани с развитием воспаления [1]. Образуются первичные костные дефекты после травматической импрессии или в результате секвестрнекрэктомии. По-прежнему выполняется нестабильный кортикальный остеосинтез с длительными сроками гипсовой иммобилизации. Возникающие при этом контрактуры приводят к длительным срокам реабилитации, нередко превышающим сроки консолидации сегмента. Даже использование стабильного остеосинтеза вызывает опасение ортопедов-трав-матологов в достаточной стабильности фиксации, что приводит к поздней реабилитации пациентов. В таких случаях они обосновывают свою логику возможным развитием ангиотрофонейротического синдрома, потерей стабильности, возможным развитием воспаления, отеком, болевым синдромом и прочее. Особенностью биомеханики пястных костей является то, что при согнутом кулаке линии пястных костей пересекаются на ладьевидную кость. Вторая, третья, четвертая и пятая пястные кости - фиксированный центр кисти, это её основа, они неподвижны. Повреждения центра приводят к значительному повреждению функций.

При наличии переломов дистального конца метакарпальных костей, расположенных вблизи от мета-карпофалангиальных суставов, фиксация должна быть непродолжительной. Основное внимание необходимо сосредоточить на применении ранней функциональной терапии, в противном случае движения в суставе будут безвозвратно потеряны. Основное - добиться восстановления функций. Поэтому мы считаем нецелесообразным применение сложных аппаратов для репозиции и ретенции, включая гипсовую иммобилизацию.

Для определения характеристик различных видов остеосинтеза переломов пястных костей проведены биомеханические исследования. При выборе модели исследования учитывались особенности анатомии костей, угловая деформация, зоны концентрации напряжения, биомеханические особенности травмы. При кортикальном и накостном остеосинтезе чаще используются линейные или т-образные фиксаторы на пятишести винтах, диаметром 1,5 мм [2].С позиции сопротивления материалов накостная пластина работает по принципу балки, воспринимающей все виды нагрузок: дистракция, компрессия, сгиб, кручение. Накостная пластина может «лишить отломок всех шести степеней свободы, если она прикрепляется к обломку менее чем двумя винтами» [6]. Хотя для пястных костей возникают более сложные комбинации нагрузок, таких как асимметричная дистракция и одновременная компрессия с разных сторон короткой трубчатой кости за счёт

мышечных усилий и поднятий тяжести, а также при эксцентричном расположении фиксаторов. Это последнее обстоятельство, симметричное сечение кости после прикрепления накостной пластины, превращает систему в несимметричную. Поскольку накостная пластина имеет ограниченную жесткость на кручение, в этом случае появляется так называемый упругий шарнир [6].

С целью исследования прочности различных способов остеосинтеза переломов коротких трубчатых костей кисти нами были проведены биомеханические эксперименты на стационарном испытательном стенде ИСС 8са1те ZF-500 и переносном адаптированном стенде. На основании разработанной схемы исследования нами на пястных костях трупа человека предварительно созданы модели как изолированных переломов второй-пятой пястных костей, так и смежных переломов 2-3, 3-4, 4-5 пястных костей. Характер изломов кости был поперечным, оскольчатым, и создавался костный дефект.

Для фиксации моделей переломов применялись следующие схемы остеосинтеза:

диафиксация пястных костей спицами диаметром 1,2 мм; интерофрагментарный кортикальный остеосинтез тонкими спицами диаметром 1,0 мм;

диафиксация пястных костей спицами диаметром 1,2 мм как самостоятельно, так и в комбинации с инте-рофрагментарной фиксацией;

кортикальный остеосинтез диаметром 1,5 мм; накостный остеосинтез;

чрескостный остеосинтез мини-аппаратами со спи-цевой фронтальной фиксацией.

Экспериментальная модель «кость - металлоконструкция» была более чувствительной к дистракции, чем к компрессии, с разницей в 42,48 кгс. Причём в 29 опытах этот интервал был минимальным 37,11 кгс и 44,87 кгс был максимальным. Интервал прочности от 105,70 кгс до 63,22 кгс составил запас стабильности фиксации рассматриваемого эксперимента. Во всей серии испытаний при компрессии показатели колебались от 102 до 122 кгс. В среднем составили 110,55 кгс.

Прочностные характеристики стабильности фиксации накостного остеосинтеза пластинами с угловой стабильностью были несколько выше и составили в среднем 141,67 кгс, что в 1,3 раза превышало аналогичные показатели стандартного накостного остеосинтеза. Прочностные характеристики стабильности фиксации накостного остеосинтеза пластинами с угловой стабильностью были значительно - в 2,8 раза - выше показателей стабильности кортикального металлоостеосинтеза.

Во всей серии 23 испытаний при дистракции экспериментальной модели накостного металлоостеосин-теза пластинами с угловой стабильностью переломов 2-5 пястных костей показатели прочности при разрушающих нагрузках колебались от 136,37 до 145,63 кгс. В среднем этот показатель составил 141,67 кгс.

Во всех сериях испытаний при дистракции экспериментальной модели «кость - металлоконструкция» показатели прочности значительно снижались для пластин с угловой стабильностью - до 102 кгс, а для обычных

Кубанский научный медицинский вестник № 2 (107) 2009

УДК 617.583 Кубанский научный медицинский вестник № 2 (107) 2009

пластин - до 77 кгс, в среднем на 30% от стандартного исследования - дистракции по оси сегмента.

По мнению [5], частичная нагрузка на конечность возможна при прочности фиксации, составляющей не менее 1/6 (17%) прочности здоровой кости, а полная нагрузка допустима при достижении 41-55% прочности здоровой кости. Хотя эти выводы сделаны при исследовании прочности дистракционного регенерата, выводы автора можно экстраполировать и при расчете повреждающих нагрузок. Прочность костной ткани при компрессионном воздействии после длительной иммобилизации может уменьшаться на 45%, а снижение упругости кости уже за один месяц является наибольшим [4].

За начало разрушения пястных костей мы считали появление микротрещин, вдавление в зоне усилия, визуализация импрессии балочных структур, но без характеристик обычного перелома. В исследовании [3] подобные нарушения возникают уже в пределах локального усилия, примерно в 300 Н [3]. В наших исследованиях при визуальной оценке в серии испытаний мы также получили подобные цифры. Но, исследуя поведение модели до разрушающих нагрузок при торцевом характере поперечного перелома, мы получили наиболее высокие цифры показателей прочности пястных костей при разрушающих нагрузках от 136,37 до 145,63 кгс. Эти цифры начинали снижаться при исследовании стандартным накостным остеосинтезом до 105,70 кгс при компрессионном и 63,22 кгс при дистракционном воздействии. Система фиксации модели «кость - металлоконструкция» была более чувствительной к дистракции, чем к компрессии с разницей в 42,48 кгс. При сравнении прочности кортикального остеосинтеза различными вариантами спицевой фиксации получены варианты стабильности в пределах 27,8651,12 кгс. Это цифры при компрессионном воздействии. При дистракционном воздействии система теряла стабильность уже с 4-7 кгс, то есть не выдерживала и малейшего усилия.

Прочность остеосинтеза при оскольчатом характере перелома и, особенно, при переломах 2 пястных костей снижалась примерно в 2 раза. Зная стабильность остеосинтеза, врач может осознанно подойти к выбору тактики реабилитационного лечения с квалиметрических позиций, разрешая те или иные движения и усилия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белый С. И., Дараган Р. И., Бойко М. Г. Лечение больных с осложненными дентальными ранениями кисти // Травматология и ортопедия России. - Приложение 2 (48). - 2008. - С. 10.

2. Валеев В. В., Чистиченко С. А., Моисеев Д. В., Прасад С. С., Валеева Э. М., Фаизов А. О. Стабильный функциональный остеосинтез переломов костей кисти // Травматология и ортопедия России. - Приложение 2 (48). - 2008. - С. 15.

3. Машдиев М.М. Экспериментально-клиническое обоснование раннего функционального лечения переломов костей кисти в условиях травматологического пункта. - Ростов-на-Дону, 2005. - С. 24.

4. Мельник К. П., Луценко В. Г., Клыков В. И. Реакция костной ткани на ограничение подвижности животных // Биомеханика (Труды Рижского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии, выпуск XIII). - Рига, 1975. - С. 76-78.

5. Никитенко Е. Т. Биомеханическая оценка костного регенерата, образованного в условиях дистракционного остеосинтеза // Биомеханика. - Выпуск XIII. - Рига, 1975. - С. 123-128.

6. Чуйко А. Н., Калиновский Д. К., Матрос-Таранец И. Н., Ду-фан И. Х. Особенности биомеханики нижней челюсти при остеосинтезе накостными пластинами с винтами // Травма. - Донецк, Украина, 2006. - Т. 7. - № 3. - 2006. - С. 416-425.

7. Шанин В. Ю., Коровин А. Е., Вейс И. Е., Кипецкий Ю. Л., Ритов И. А. Патогенетические механизмы расстройств памяти и внимания у больных с легкой механической травмой кисти // Травматология и ортопедия России. - Приложение 2 (48). - 2008. - С. 86.

Поступила 20.01.2009

В. Д. СИКИЛИНДА, А. В. АЛАБУТ, А. В. ДУБИНСКИЙ

ТАКТИКА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ С КОСТНЫМИ ДЕФЕКТАМИ

Кафедра травматологии и ортопедии Ростовского государственного медицинского университета, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29. E-mail: alabut@mail.ru

В течение 30 лет нами было прооперировано 1198 больных с костными дефектами после хронического остеомиелита, импрессионных переломов, ложных суставов и несросшихся переломов, деформаций конечности. 223 больным выполнены органосохраняющие операции по поводу костного дефекта после резекции опухоли. Величина костных дефектов была от 4 до 27 см. Для замещения костного дефекта в 1198 (100%) случаев применялись: аутотрансплантация: свободная, несвободная - 348 (29,05%); аллопластика, «тутовит», деминерализованные костные трансплантаты - 56 (4,68%); альтернативная костная пластика: керамика, спейсеры из костного цемента или акриловых смол, гидроксиапатиты, коллапан, остеовит, pro osteon, пористые титаны - 242 (20,2%); эндопротезирование костей и суставов - 73 (6,09%); билокальный чрескостный остеосинтез - 455 (37,98%); прочее - 24 (2,0%). У 98% больных были получены отличные и хорошие результаты, позволившие значительно повысить качество жизни пациентов.

Ключевые слова: костный дефект, аутопластика, аллопластика, альтернативная костная пластика.

V. D. SIKILINDA, A. V. ALABUT, A. V. DUBINSKII TREATMENT TACTICS AND RESULTS' ANALYSIS OF PATIENTS WITH BONE DEFECTS

Department of traumatology and orthopedics of the Rostov state medical universities, Rostov-on-Don, the lane Nakhichevan, 29. E-mail: alabut@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.