CC BY
276
УДК 616-001-08
С.Е. Никитин 2, М.В. Паршиков 2
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИММОБИЛИЗАЦИИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В ТРАВМАТОЛОГИИ
1 Центральный институт травматологии и ортопедии (Москва)
2 Московский государственный медико-стоматологический университет (Москва)
3 МНПО «ПАРИЗО» (Москва)
Изученный мировой опыт, развития методов наружной фиксации демонстрирует целесообразность применения, повязок из полимерных материалов, применяемых во многих случаях как альтернатива гипсовым повязкам. Сохраняя положительные качества гипса, они имеют, ряд эксплуатационных преимуществ: более высокую прочность, возможность регулировать эластичность, повышенные износоустойчивость, влагопроницаемость и. влагоустойчивость, легче по весу и. значительно меньше по объему.
Проведенные испытания, показали, что полимерные бинты, отечественного производства «Суперкаст» и. «Супер-каст-эласт» по своим, качествам, соответствует, лучшим, зарубежным, аналогам, а по прочности и. растяжению даже превосходят их.
Разработан, специальный, состав клея, позволяющий вклеивать металлические ножки, шарниров внутрь полимерной гильзы, не применяя дополнительных металлических фиксаторов, предложена техника изготовления экспресс-ортезов в условиях стационара или. амбулатория.
Ключевые слова: ортезы, инновационные технологии
INNOVATION TECHNIQUE OF IMMOBILIZATION AND THE RESULTS OF THEIR USE IN TRAUMATOLOGY
S.E. Nikitin 1 2, M.V. Parshikov 3
1 Central Institute of Traumatology and Orthopedy, Moscow
2 Moscow State Medical Stomatological University, Moscow
3 Medical Scientific Production Association «PARIZO», Moscow
According to the world's experience of the methods of external fixation the use of polymeric bandage that can be used, as an alternative to plaster casts is expedient. They have a number of operational advantages such as higher durability, possibility to adjust elasticity, increased wear-resistance, moisture resistance, lower weight, and much smaller volume while keeping advantages of plaster.
After the tests we see that Russian polymeric casts «Super-cast» and «Super-cast-elast» are corresponds with the European ones in their characteristics, and. are even better in durability and. stretching.
A especial composition, of glue that allows to paste metal legs of hinges in polymeric cylinder without use of extra metal fixators. A technique of production, of express-braces in the conditions of hospital or dispensary. Key words: braces, innovation technique
В современной травматологии последние полвека интенсивно разрабатывались и продолжают совершенствоваться новые технологии погружного ме-таллоостеосинтеза. При всем этом сохраняется объективная потребность в наружной иммобилизации.
В то же время в многочисленных работах подчеркивается, что длительная иммобилизация приводит к выраженной гипотрофии мышц, туго-подвижности в смежных суставах и расстройству кровообращения в поврежденной конечности, что в конечном итоге неблагоприятно сказывается на полноценном и быстром восстановлении пострадавшего и значительно увеличивает сроки нетрудоспособности [1, 6]. Между тем известно, что раннее снятие гипсовых повязок при отсутствии консолидации и последующая нагрузка на конечность приводят к образованию несращения. Как показали исследования В.Ф. Павлова с соавт., по этой причине ложные суставы отмечены в 11,1 % случаев [3].
На протяжении длительного времени для наружной иммобилизации неизменно используется гипсовая повязка. При своих неоспоримых достоинствах она имеет и большое количество недостатков.
К ним относятся: большой вес; ломкость при эксплуатации, особенно при функциональных нагрузках; загрязнение повязки как снаружи, так и изнутри кожными выделениями; при попадании воды на повязку последняя размокает и теряет все свои характерные свойства. Это требует неоднократных замен повязки при длительных сроках лечения.
Изучая мировой опыт развития методов наружной фиксации можно заметить, что в последние 15 — 20 лет во многих случаях на смену гипсовым повязкам приходят фиксаторы из полимерных материалов. Сохраняя положительные качества гипса, они имеют ряд эксплуатационных преимуществ: более высокую прочность, возможность регулировать эластичность, повышенные износоустойчивость, влагопроницаемость и влагоустойчивость [2, 4]. За счет улучшенных эласто-механических свойств повязки из полимерных бинтов становятся легче по весу и значительно меньше по объему. Благодаря этому во многих случаях наряду с повышенной комфортностью во время лечения возникает ситуация, приводящая к более высокой степени активности пациента и ранней социальной адаптации, что проявляется в
уменьшении сроков общей нетрудоспособности и выхода на инвалидность после аналогичной травмы.
Российские травматологи для изготовления современных повязок применяют полимерные бинты различных импортных производителей. Первое время это были только мировые лидеры: компании «3М» (США), «Smith & Nephew» (Англия), «Lohman» (Германия) и другие. Повязки из этих бинтов обладают высоким качеством, однако их стоимость ограничивает возможности более широкого применения в повседневной практике. А в последнее время на отечественном рынке появились и другие производители бинтов, в основном из Кореи, с похожими характеристиками.
Нами (коллектив врачей — травматологов, специалистов — химиков, инженеров текстильного производства) были разработаны и начато производство отечественных современных полимерных бинтов «Супер-каст» и «Супер-каст-эласт» (патент РФ № 2252737, приоритет от 12.09. 2003) (рис. 1).
На протяжении последних пяти лет их выпуск наладила московская фирма «Новомед». Данный иммобилизирующий материал зарегистрирован в Минз-дравсоцразвитии РФ, получены положительные отзывы и рекомендации к применению от Департамента здравоохранения и ведущих лечебных учреждений г. Москвы. На XIII Московском международном салоне изобретений и инновационных технологий «АРХИМЕД» разработка отмечена «Золотой медалью».
Технология изготовления полимерных бинтов состоит в том, что на ленту специального плетения из нитей стекловолокна наносится от 150 до 300 г/м2 связующего, изготовленного из смеси полиоксиал-килендиолов и триолов, изоцианата, катализатора, стабилизатора и пеногасителя. Связующее дополнительно содержит монофункциональный спирт и добавки для уменьшения прилипания к рукам при заданном соотношении компонентов.
Для характеристики эласто-механических свойств разработанного материала были проведены сравнительные исследования стандартных образцов, изготовленных из гипсового и полимерных бинтов разных фирм: «3М», «Huga cast», «Softpoly», «Opti-macast», «Ortopedic Fibroglass Casting Tape», «Nemoa-Cast» и в том числе образец нашего производства.
Исследование проводилось в лаборатории Центрального института травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова по изучению полимерных материалов, применяемых в травматологии.
Были приготовлены группы опытных образцов лонгет и циркулярных колец (имитация «циркулярных повязок») из гипсового и полимерных бинтов, подобные по форме и размеру. После полного высыхания в течение суток образцы подвергались механическим дозированным нагрузкам на испытательной машине «Zwick 1464» (рис. 2).
Рис. 2. Испытания опытных образцов на машине «Zwick 1464».
РШЖЖЙСЖАЖ фВДИЗДІїрщ
Рис. 1. Патент и внешний вид полимерного бинта.
Образцы делали одной длины и ширины. Различные группы образцов отличались количеством слоев материала, из которого они были сделаны. Лонгетные образцы и циркулярные модели были изготовлены из 2, 4, 6, 8, 10 слоев материалов. В группе образцов из гипса были дополнительно представлены и 12-, 14-, 16-слойные. Внешний вид образцов показан на рисунке 3. До эксперимента образцы взвешивались на весах. В результате взвешивания образцов выявлено, что образцы с одинаковым количеством слоев из гипса в 2 раза тяжелее полимерных. Значимой разницы по весу между собой у образцов из полимерных бинтов различных фирм не было.
Рис. 3. Внешний вид опытных образцов из гипсового и полимерных бинтов.
Проводились исследования аналогичных групп образцов, которые подвергались дозированным нагрузкам:
• растяжению до наступления разрушения, разрыва ткани;
• сжатию, также до наступления разрушения.
Результаты испытаний записывались самописцем испытательной машины на миллиметровой бумаге и потом подвергались расшифровке и математическому анализу. Пример записи одного эксперимента на рисунке 4.
Прочностные и деформационные характеристики бинтов из полимерных материалов и гипса отображены в таблице 1.
Анализ полученных результатов (табл. 1) показал, что полимерный бинт «Супер-каст» по своим
эласто-механическим качествам соответствует лучшим зарубежным аналогам, причем его характеристики по прочности и растяжению даже их превосходят.
Рис. 4. Диаграммы разрушения разнослойных циркулярных повязок из гипса и полимерных бинтов под воздействием сжатия.
Для обеспечения разной степени жесткости повязок разработаны два варианта бинтов «Суперкаст» и «Супер-каст-эласт».
Жесткий бинт «Супер-каст» изготовлен из стекловолоконных нитей, пропитанных связующим составом, обеспечивающим при контакте с водой образование жесткого каркаса. После затвердевания материал бинта сохраняет пористость, воздухопроницаемость и водостойкость.
Полужесткий бинт «Супер-каст-эласт», обладая теми же свойствами, после высыхания и кристаллизации сохраняет эластичность.
Повязки, изготовленные чередованием этих бинтов, позволяют наряду с фиксацией поврежденного сегмента обеспечивать условия для работы мышц, снижая риск развития осложнений от отеков и степень развития мышечной гипотрофии на этапе иммобилизации. Благодаря этому значительно сокращается срок реабилитации. При необходимости повязки легко разрезаются перевязочными ножницами.
Таблица 1
Прочностные и деформационные характеристики бинтов из полимерных материалов и гипса
Наименование материала Предел прочности при растяжении, Н/мм Предел упругой деформации, Н/мм Эксплуатационная прочность образцов при сжатии, Н Масса образцов с равным количеством слоев и одинаковыми размерами
Гипсовый бинт 2,4 1,1 % 5184 (12 слоев) 145 г
Полимерный бинт № 1 14,0 8,5 + 10 % 15360 (4 слоя) 71 ± 20 г
Полимерный бинт № 2 («Супер-каст») 18,3
Полимерный бинт № 3 15,8
Полимерный бинт № 4 13,8
Полимерный бинт № 5 15,2
Полимерный бинт № 6 14,4
Также нами разработан специальный состав клея. Он позволяет жестко монтировать металлические ножки шарниров внутрь полимерной гильзы, не применяя дополнительных металлических фиксаторов, что дает возможность осуществлять этот процесс во время обычного наложения повязки в перевязочной. В литературе такие конструкции называются экспресс-ортезами. Понятие экспресс-ортезирования существует фактически только в России (и странах бывшего СНГ) и означает изготовление индивидуальных ортезных изделий из готовых полуфабрикатов непосредственно на больном [4, 5, 9].
Система фиксирующих повязок из полимерных бинтов «Супер-каст» и «Супер-каст-эласт» позволяют изготавливать как несъемные, так и съемные ортезы для ранней активизации пациентов.
Техника изготовления «экспресс-ортеза»
При обращении с острой травмой конечности на первом этапе пациенту накладывалась гипсовая лонгетная подкладочная повязка. Ватный подкладочный слой способствует профилактике развития флектен и дополнительных повреждений кожных покровов. После спадания отека мягких тканей (как правило, через 5 — 7 дней) и купирования болевого синдрома гипсовая повязка менялась на необходимую из синтетического материала.
При наложении полимерных повязок соблюдаются основные классические правила, разработанные для гипсовых. Она аккуратно, бережно, тщательно моделируется на конечности, так как малейшие неровности на внутренней поверхности повязки из-за ее высокой жесткости приводят к тяжелым повреждениям кожи.
Рис. 5. Внешний вид нижней конечности в туторе на коленный сустав.
Для изготовления экспресс-ортеза требуются следующие материалы и оборудование:
1. Бинт полимерный «Супер-каст» и «Супер-каст-эласт».
2. Бесшовный трикотажный трубчатый бинт с высокой степенью растяжения в продольном и поперечном направлении, который используется в качестве подкладочного материала.
3. Подкладочный бинт из мягкой синтетической ваты.
4. Металлические клепки, лента «велькро», шарнирные устройства.
5. Вибропила для разрезания полимерных повязок.
Для определения необходимого количества бинтов при создании цельнолитого тутора на ногу пользуемся формулой:
n х b х (а + с),
2Ld
где n — количество слоев; b — длина ноги; а и с —
окружности ноги вверху и снизу; L — длина
бинта; d — ширина бинта.
Сравнительный анализ показал, что для наложения такой повязки из полимерных бинтов потребуется 4 единицы, а из гипсовых — 12.
Преимуществами синтетических повязок являются:
• высокая прочность и надежная стабилизация, четырехслойная повязка из полиуретанового бинта имеет эксплуатационную прочность в 3 раза выше, чем 12-слойная гипсовая повязка;
• технологичность (полное затвердевание в течение 10 — 20 мин);
• малый вес (на 50 % легче гипсовой): 4 — 6-слойная циркулярная повязка позволяет отказаться от использования дополнительных усиливающих лонгет и выдерживает весовую нагрузку, пригодную для длительной эксплуатации;
• повышенная влагостойкость и влагопрони-цаемость;
• воздухопроницаемость (исключает мацерацию кожи);
• незначительная рентгеноконтрастность;
• возможность этапного использования наложенной циркулярной повязки для дальнейшей реабилитации: можно разрезать, формировать «окна» без нарушения основных характеристик;
• легко трансформировать циркулярную конструкцию в съемную лонгетную. Для этого при помощи специальной вибропилы проводятся распилы по латеральной и медиальной поверхностям повязки и снимается передняя «крышка» (рис. 6).
При необходимости создания циркулярно-разрезного тутора предварительно на конечность накладывается циркулярная повязка. После затвердевания ее разрезают и снимают. Устраняют острые края распилов. По краям задней лонгеты при помощи дырокола и металлических заклепок фиксируют снаружи от 1 до 5 лент «велькро» для обеспечения фиксации обеих частей изделия между собой. На внутреннюю поверхность при необходимости добавляют подкладочный материал, примеряют и подгоняют повязку (рис. 7).
Рис. 6. Преобразование циркулярной повязки в лонгетную.
При изготовлении ортопедического аппарата на смежные сегменты конечности накладывали гильзы из трех слоев полимерного бинта. Затем по разработанной нами методике, к гильзам крепились одноименные суставу шарниры (рис. 8).
Рис. 7. Внешний вид нижней конечности со съемным тутором на голень.
«Супер-каст» и «Супер-каст-эласт» позволили разработать и усовершенствовать систему изготовления ортезов (патенты № 90984 и № 90985, приоритет от 21.09.2009 года)
Синтетическая циркулярная жесткая повязка имеет ту же область применения, что и гипсовая. А также она показана в случаях необходимости обеспечения пациенту высокой мобильности на длительный срок за счет эласто-механических свойств и более широкой возможности сочетания в ней специальных шарниров на уровне сустава, которые при необходимой жесткости иммобилизации создадут возможность дозированного движения для профилактики посттравматических контрактур.
Противопоказаниями к ее наложению являются:
• наличие быстрого колебания объема сегмента конечности за счет увеличения и уменьшения отека поврежденной конечности в первую неделю после травмы;
• необходимость ручной репозиции переломов через повязку, которая вызывает деформацию ее внутренней стенки и возможным развитием тяжелых повреждений кожи в виде пролежней и глубоких оссаднений.
Анализу подверглись результаты применения повязок из «Супер-каст» и «Супер-каст-эласт» при переломах костей стопы без смещения и переломы костей плюсны — 45 больных. Из них в 35 случаях был перелом 5-й плюсневой кости с незначительным смещением, у 9 пациентов наблюдался перелом основания 3 — 4-й плюсневых костей, и 1 пациент имел перелом кубовидной кости. «Тутор для стопы» был изготовлен как цельнолитая конструкция (рис. 9). При тщательном моделировании повязка обеспечивала высокую степень жесткости фиксации стопы с тараннопяточным суставом и одновременно частичную подвижность в голеностопном суставе, что позволяло разрешать дозированную ходьбу на этапах лечения с 5-х суток после травмы. Как правило, пациенты на 2-й неделе после травмы возвращались к обычной жизни.
Рис. 9. Внешний вид и мобильность пациента через 2 недели со дня перелома основания 5-й плюсневой кости.
К моменту консолидации и прекращения иммобилизации у пациентов отсутствовала боль и тугоподвижность голеностопного сустава. При ана-
лизе результатов лечения аналогичной травмы (38 больных) по традиционной методике (контрольная группа с гипсовой иммобилизацией) [10]. Полная безболезненная функция суставов стопы определялась в 2 — 3 раза позже и требовала дополнительных реабилитационных мероприятий.
При изолированных переломах мыщелков большеберцовой кости без смещения (58 пациентов) после стихания явления гемартроза (на этом этапе применялись «Туторы на коленный сустав») применяли индивидуально изготовленные непосредственно на больном экспресс-аппараты из бинтов «Супер-каст» и «Супер-каст-эласт» и специальных двухосных замковых шарниров.
Замена гипсовой фиксации у этой группы больных на экспресс-аппараты позволила во всех случаях начать активную разработку движений в суставе с одновременным продолжением иммобилизации. То есть на второй неделе после травмы начинался полноценный курс ЛФК. Это позволило пациентам, лечившимся по этой методике, вернуться к обычной жизни без дополнительного периода реабилитации, что в среднем уменьшило общий срок нетрудоспособности на 2 — 4 недели. К концу иммобилизации у пациентов отсутствовала боль и тугоподвижность коленного сустава.
ВЫВОДЫ
1. Разработанные бинты «Супер-каст» и «Супер-каст-эласт» обладают высокими эласто-механическими свойствами, а по коэффициентам прочности и растяжения превосходят импортные.
2. Изготовление полимерных бинтов российским производителем обеспечит доступность и снизит стоимость изготовления повязок.
3. Более широкое применение полимерных бинтов в травматологической практике повысит качество лечения и ускорит процесс реабилитации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ключевский В.В. Хирургия повреждений. — Ярославль, 1999. — 845 с.
2. Мовшович И.А., Виленский В.Я. Полимеры в травматологии и ортопедии. — М. : Медицина, 1978. - 320 с.
3. Павлов В.Ф., Волгаев Б.К., Пахомова Н.А. Ошибки и осложнения в лечении переломов длинных трубчатых костей // Тез. межд. конгр. «Современные технологии в травматологии, ортопедии: ошибки и осложнения - профилактика, лечение». — М., 2004. — С.
4. Попсуйшапка А.К., Бойко Я.И. Экспресс-ортезирование при заболеваниях и повреждениях опорно-двигательного аппарата. — Киев : Здоровье, 1989. — С. 57 — 61
5. Росков Р.В., Андриевская А.О., Смирнов А.В. Ортезирование при травмах конечностей и их последствиях. — СПб., 2006 — 86 с.
6. Склянчук Е.Д. Стимуляция остеогенеза в комплексном лечении посттравматических нарушений костной регенерации : Автореф. дис. ... докт. мед. наук. — М., 2009. — 52 с.
7. Ортез для нижних конечностей из полимерных материалов : пат. на полезную модель № 90984 Рос. Федерация : МПК А61Б5/00 / Сте-клов А.А., Мельник В.В., Никитин С.Е. ; заявитель и патентообладатель Стеклов А.А., Мельник В.В., Никитин С.Е. - № 2009135165/22; заявл. 21.09.2009; опубл. 27.01.2010
8. Ортез для нижних конечностей из полимерных материалов: пат. на полезную модель 90985 Рос. Федерация: МПК А61Б5/00 / Стеклов А.А., Мельник В.В., Никитин С.Е.; заявитель и патентообладатель Стеклов А.А., Мельник В.В., Ники-
тин С.Е. - № 2009135166/22 ; заявл. 21.09.2009 ; опубл. 27.01.2010.
9. Шихмагомедов А.А., Росков Р.В. Ортезирова-ние при травмах и болезнях костно-мышечной системы // Тез. Рос. науч.-практ. конф. «Ортезирова-ние. Путь к совершенству». — М., 2002. — С. 62-64
10. Hauser S., Dawson D., Lehrich J. et al. Intensive immunosuprcssion in progressive multiple sclerosis: a randomised, three-arm study of high dose intravenous cyclophosphamide, plasma exchange, and ACTH // N. Engl. J. Med. — 1983. — Vol. 308. — P. 173—180
Сведения об авторах
Никитин Сергей Евгеньевич - заведующий отделением Центрального института травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова (125299, г. Москва, ул. Приорова, 10; тел.: 8 (495) 450-42-78; e-mail: runiks@list.ru)
Дашевский Илья Николаевич - кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН (тел.: 8 (495) 434-43-14)
Паршиков Михаил Викторович - доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии Московского государственного медико-стоматологического университета (127473, г. Москва, ул. Делегатская, 20/1, тел.: 8 (495) 681-65-13), МНПО «ПАРИЗО» (125239, г. Москва, Соболевский пр., 20; тел.: 8 (495) 154-60-32)
