WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
удК 616.718.4-001. 5-089.227.84-073:612.76]:001.8(045) Оригинальная статья БиомеханичеСкое оБоСнование чреСкоСтной ФикСации Переломов Бедренной коСти Д.А. Марков – ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, ассистент кафедры травматологии и ортопедии, кандидат медицинских наук; К.К. Левченко – ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, доцент кафедры травматологии и ортопедии, кандидат медицинских наук; В.П. Морозов – ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, профессор кафедры травматологии и ортопедии, доктор медицинских наук;

О.А. Кауц – ФГУ СарНИИТО Росмедтехнологий, стажёр-исследователь; А.Г. Курманов – ГОУ ВПО Саратовский ГМУ Росздрава, аспирант кафедры травматологии и ортопедии, Р.К. Абдулнасыров – ФГУ СарНИИТО Росмедтехнологий, стажёр-исследователь; А.Г. Хачатрян – ФГУ СарНИИТО Росмедтехнологий, стажёр-исследователь; А.Н. Перегородов – ФГУ СарНИИТО Росмедтехнологий, клинический ординатор; А.В. Мандров – ФГУ СарНИИТО Росмедтехнологий, клинический ординатор.

BIOMeCHANICAL BASIS Of exteRNAL fIxAtION IN PAtIeNtS WItH feMuR fRACtuReS D.A. Markov – Saratov State Medical University n. a. V. I. Razumovskiy, Department of Traumatology and Orthopaedics, Assistant, Candidate of Medical Science; K.K. Levchenko – Saratov State Medical University n. a. V. I. Razumovskiy, Department of Traumatology and Orthopaedics, Assistant professor, Candidate of Medical Science; V.P. Morozov – Saratov State Medical University n. a. V. I. Razumovskiy, Department of Traumatology and Orthopaedics, Professor, Doctor of Medical Science; O.A. Kautz – Federal State Institution «Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Ortopedics», the trainee –researcher; A.G. Kurmanov – Saratov State Medical University, Department of Traumatology and Orthopaedics, Post-graduate; R.K. Abdulnasirov – Federal State Institution «Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Ortopedics», the trainee –researcher; A.G. Khachatryan – Federal State Institution «Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Ortopedics», the trainee –researcher;

A.N. Peregorodov – Federal State Institution «Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Ortopedics», ordinator;

A.V. Mandrov – Federal State Institution «Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Ortopedics», ordinator.

дата поступления – 10.10.09 г. дата принятия в печать – 27.10.09 г. 27.10.09 г.

Д.А. Марков, К.К. Левченко, В.П. Морозов и соавт. Биомеханическое обоснование чрескостной фиксации переломов бедренной кости. Саратовский научно-медицинский журнал, 2009, том 5, № 4, с. 591–593.

Обсуждаются преимущества остеосинтеза переломов бедренной кости с помощью аппаратов внешней фиксации стержневого типа. Проведено компьютерное моделирование компоновок аппарата внешней фиксации спицевого и стержневого типов на основе методов механики деформируемого твердого тела.

Ключевые слова: остеосинтез, аппарат внешней фиксации, компьютерное моделирование.

D.A. Markov, K.K. Levchenko, V.P. Morozov et al. Biomechanical Basis Of External Fixation In Patients With Femur Fractures. Saratov Journal of Medical Scientific Research, 2009, vol. 5, № 4, p. 591–593.

advantages of osteosynthesis of femur fractures by means of rod type external fixation devices have been under the study. computer modelling on the basis of methods of deformable firm body mechanics for pin and rod devices for external fixation has been performed.

Key words: osteosynthesis, rod type device for external fixation, computer modelling.

Введение. Среди всех переломов длинных ко- Остеосинтез аппаратами внешней фиксации стей диафизарные переломы бедра занимают вто- стержневого типа, являясь наименее травматичным рое место и диагностируются в 10,4-23,9% случаев методом стабилизации костных отломков, также [1], встречаясь примерно с частотой 18 на 100000 имеет недостатки, в частности, связанные с невозжителей [2]. можностью осуществления полного объема движеВ нашей стране широко применяется внешняя ний в суставах оперированной конечности, постофиксация переломов бедренной кости аппаратами янной угрозой инфекции, снижением комфортности с использованием в качестве остеофиксаторов спиц, в период лечения. Основным же недостатком являконсольных и сквозных стержней и их комбинаций ется эксцентричность фиксации костного отломка в [3, 4, 5, 6, 7]. Преимуществами чрескостного остео- стержневом аппарате, что снижает жесткость всей синтеза являются малая травматичность, хорошая конструкции. Возникает необходимость применения управляемость процессом консолидации. К недо- дополнительных рам и многоплоскостного введения статкам фиксации костных отломков спицевыми ап- стержней, что также может способствовать росту паратами, особенно при переломе бедра, относятся числа осложнений [9,10].

низкая жёсткость фиксации, прорезывание и нагное- таким образом, разработка рациональной техноние мягких тканей вокруг фиксаторов, развитие око- логии стержневой внешней фиксации диафизарных лоспицевого остеомиелита, невриты, замедленная переломов бедренной кости является актуальной законсолидация, трудоёмкость остеосинтеза, неудоб- дачей современной травматологии и ортопедии.

ства для пациента и обслуживающего персонала [4]. Цель исследования: биомеханическое обосноПри данном виде чрескостного остеосинтеза частота вание рациональной технологии сборки стержневого специфических осложнений достигает 12-60% [8]. аппарата внешней фиксации для надежного остеосинтеза переломов диафиза бедренной кости.

Ответственный автор – Морозов Владимир Петрович 410012, г. Саратов, б. Казачья, 112. Материал. С целью разработки биомеханически ГОу ВПО Саратовский ГМу им. В.И. Разумовского Росздрава, обоснованных схем стержневого чрескостного остеокафедра травматологии и ортопедии, синтеза, прогнозирования и определения тактики летел.: (8452) 202621, e-mail: meduniv@sgmu.ru чения в зависимости от вида перелома, массы тела Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2009. Vol.5. № 4.

592 травматология и ортоПедия пациента нами был проведен сравнительный анализ ного растяжения (сжатия), изгибающего, крутящего жесткости фиксации костных фрагментов тремя коммоментов и поперечной силы. Исходными условиями поновками аппарата внешней фиксации, в том числе считали наличие перелома средней трети диафиза и спице-стержневой комплектации (рис.1). Исследобедренной кости у среднестатистического пациента вание проводили с использованием программного (мужчины среднего возраста 35–44 лет со средней комплекса «лира–9.2», в основе которого лежит мемассой тела 75 кг).

тод конечных элементов.

Результаты. Результаты компьютерного моделиРассматривали: 1) аппарат с четырьмя кольцерования показали следующее.

выми внешними опорами и закреплёнными в них Средняя жесткость по продольным перемещенипарными спицами Киршнера (рис. 1); 2) аппарат с ям (вдоль оси ox) от действия силы p=50 кг выше у дуговыми внешними опорами и шестью консольныаппарата №3:

ми стержнями (рис. 2); 3) аппарат с четырьмя кольцевыми внешними опорами, двумя консольными стержневыми остеофиксаторами в средних кольцах – для аппарата №1;

и по одному сквозному стержневому остеофиксатору в крайних кольцах (рис. 3).

С целью сравнения фиксационных свойств пере – для аппарата №2;

численных аппаратов, каждую схему остеосинтеза с помощью метода конечных элементов представляли в виде теоретической расчетной модели. Рассчи – для аппарата №3.

тывали результаты воздействия в трехмерном проСредняя жесткость по продольным перемещестранстве для указанных аппаратов силы продольниям аппарата №3 превышает в 2,88 раза среднюю жесткость аппарата №1 и в 1,85 раза среднюю жесткость аппарата №2;

Исходя из положения, что первичный зазор между отломками кости не может превышать 3 мм, выяснили, что абсолютные значения продольных перемещений от силы p = 50 кг составляют для аппарата №1 5.598 мм, для аппарата №2 – 3.826 мм, для аппарата №3 – 2.083 мм. таким образом, только аппарат №3 обеспечивает безопасную деформацию, не превышающую 3 мм.

Рис. 1. Конструкция аппарата №1: поз.1 – кольцевой эле- Сравнение продольных перемещений костных мент; поз.2 – соединительные стержни; поз.3 – спицы фрагментов в аппаратах №1 и №2 при силе p = кг показало, что при небольших продольных перемещениях в аппарате №2 костный отломок получает большие угловые деформации (u = 4,183°) по сравy нению с фиксацией в аппарате №1 (u = 0,026°).

y При действии изгибающих моментов М = 50 кг см y и М = 50 кг см жесткость фиксации костного отломz ка значительно выше у аппаратов №1 и №3. точка стыковки костных отломков в аппарате №2 получает как значительные перемещения, так и значительные углы поворота;

При действии крутящих моментов М = 50 кг см x аппараты №2 и №3 обеспечивают надежную фиксацию по всем направлениям.

При действии поперечных сил qy = 5 кг и qz = 5 кг Рис. 2. Конструкция аппарата №2: поз.1 – криволинейный брус; поз.2 – соединительные стержни;

жесткость всех компоновок аппарата приблизительпоз.3 – стержневые остеофиксаторы но одинакова и определяется длиной, количеством и положением соединительных стержней.

Согласно имеющимся биомеханическим рекомендациям (шевцов В.И., 1995; бутовский К.Г., 1998), значения массы тела пациентов, начиная от детей старшего возраста, разделяются на несколько основных категорий: 1) от 20 до 30 кг; 2) от до 50 кг; 3) от 50 до 75 кг; 4) от 75 до 90 кг; 5) от 90 до 115 кг. Необходимо уточнить, что при других величинах массы тела пациента функциональные нагрузки на костный отломок, а также значения его перемещений и поворотов пропорционально изменяются (таблица).

Рис. 3. Конструкция аппарата №3: поз.1 – кольцевой элеМаксимальные расчетные перемещения и углы мент; поз.2 – соединительные стержни; поз.3 – сквозной поворота костного отломка у пациентов различной стержневой остеофиксатор; поз.4 - консольный стержневой остеофиксатор массы тела, их соотношения с допустимыми знаСаратовский научно-медицинский журнал. 2009. том 5. № 4.

tRAuMAtOLOGY AND ORtHOPeDICS Максимальные расчетные перемещения и углы поворота костного отломка у пациентов различной массы тела, их соотношения с допустимыми значениями для исследуемых систем внешней фиксации Аппарат №1 Аппарат №2 Аппарат №Номер категории массы Перемещение угол поворота Перемещение угол поворота Перемещение угол поворота тела Абс., Абс.,мм Отн. Абс.,град Отн. Абс.,мм Отн. Отн. Абс.,мм Отн. Абс.,град Отн.

пациента град 1 2,240 0,75 1,800 0,45 1,254 0,42 1,320 0,33 0,676 0,23 0,099 0,2 3,752 1,25 3,015 0,75 2,546 0,85 2,680 0,67 1,373 0,46 0,201 0,3 5,598 1,87 4,733 1,19 3,051 1,02 4,183 1,04 2,083 0,69 0,290 0,4 6,720 2,24 5,400 1,35 4,560 1,52 4,800 1,20 2,460 0,82 0,360 0,5 8,568 2,86 6,800 1,70 5,814 1,93 6,120 1,53 3,135 1,05 0,459 0,чениями для исследуемых систем внешней фикса- исследование жесткости и возможных деформаций ции схем фиксации, а также определить их оптимальное Результаты расчетов возможных максималь- применение в зависимости от характера перелома ных перемещений и поворотов костного отломка и массы тела пациентов. Полученные данные могут показывают, что значения табличных параметров стать основой для разработки методик чрескостного не выходят за допустимые пределы для всех каостеосинтеза диафизарных переломов бедренной тегорий массы тела пациентов только при исполькости с использованием оригинальных стержневых зовании системы внешней фиксации аппарата №3.

схем фиксации. Применение разработанных методик В этих условиях наибольшее отношение величины чрескостного остеосинтеза позволит снизить число перемещения отломка к допустимому значению соосложнений, упростить технику выполнения операставило 1,05, величины угла поворота – 0,12, что тивных вмешательств, повысить экономическую эфбыло обусловлено нагрузками вследствие двифективность лечения.

жений пациента пятой категории массы тела. для Работа выполнена в рамках федеральной цедругих категорий массы тела возникали перемещелевой программы «Исследования и разработки ния отломка, отношение величины которых к допупо приоритетным направлениям развития научностимым значениям было значительно меньше – от технологического комплекса России на 2007-0,82 до 0,02.

годы» по Государственному контракту Федерального Система фиксации костных отломков в аппарате агентства по науке и инновациям от 30 сентября №2 создавала максимальные относительные значе2009 года 02.514.11.4121.

ния их перемещений не более единицы для первой и второй категорий массы тела пациента; только для Библиографический список третьей категории массы тела относительные вели1. ли, А.д. чрескостный остеосинтез в травматологии / чины угла поворота и перемещения несколько преА.д. ли. – томск: Изд-во томск. ун-та, 2002. – 198 с.

вышали единицу.

2. Анкин, л.Н. травматология (европейские стандарты) / Аппарат №1 обеспечивал безопасную величил.Н. Анкин, Н.л. Анкин. – М., 2005. – С. 372-373.

ну перемещений и поворотов отломка в условиях 3. шевцов, В.И. Аппарат Илизарова. биомеханика / В.И.

шевцов, В.А. Немков, л.В. Скляр. – Курган: Изд-во «Периодвижений пациента только первой категории массы дика», 1995. – 165 с.

тела, когда наибольшее относительное значение пе4. Выбор метода лечения закрытых диафизарных переремещений составляло 0,75, углов поворота – 0,45.

ломов бедренной кости / И.А. Катаев, А.я. лобко, В.ю. чердля других категорий массы тела пациента относиныш и др. // Ортопед., травматол. – 1998. – № 2. – С. 53-55.

тельная величина перемещений существенно пре5. Котельников, Г.П. травматология / Г.П. Котельников, вышала единицу, достигая 2,86.

А.Ф. Краснов, В.Ф. Мирошниченко. – Самара: Самар. дом Заключение. таким образом, в ходе компьютер- печати, 2001. – 480 с.

6. Каплунов, О.А. чрескостный остеосинтез по Илизарову ного математического моделирования чрескостного в травматологии и ортопедии / О.А. Каплунов. – М.: ГэОтАРостеосинтеза диафизарных переломов бедренной Мед, 2002. – 304 с.

кости с использованием рассмотренных компоновок 7. Классика и новации чрескостного остеосинтеза в ортоаппарата внешней фиксации установлено, что наипедии / А.Г.Каплунов, А.П. барабаш, И.А. Норкин и др. – Саболее оптимальным при остеосинтезе нестабильных ратов: Изд-во «Новый ветер», 2007. – 312 с.

оскольчатых переломов бедра является аппарат №3, 8. Профилактика и лечение посттравматической нейропатии малоберцового нерва при чрескостном остеосинтезе при этом у пациентов любой массы тела. При остеопереломов костей голени / О.В. бейдик, С.И. Киреев, К.К.

Pages:     || 2 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.