БІОМЕХАНІЧНІ АСПЕКТИ НАКІСТКОВОГО ОСТЕОСИНТЕЗУ ДІАФІЗАРНИХ ПЕРЕЛОМІВ

Анотація

Вступ. Розглянуто деякі біомеханічні аспекти остеосинтезу діафізарних переломів (поперечних, косих, гвинтоподібних) за допомогою накісткових пластин. Наявність великої кількості типів і різновидів накісткових пластин, які досить дешеві порівняно з іншими видами фіксуючих конструкцій (інтрамедулярними, черезкістковими тощо), робить такий вид фіксації відламків пошкодженої кістки досить ефективним, важливим та дешевим. Метою дослідження було розробити методику визначення варіантів раціонального розташування фіксуючих та блокуючих гвинтів на корпусі накісткового фіксатора під впливом на нього комплексу простих та складних видів навантажень.

Методи. Застосовано програмне середовище Solid Works для створення моделі «кістка – накістковий фіксатор», а напружено-деформований стан під час статичних навантажень визначався в програмі Autodesk. Модель передбачала розташування на корпусі різної кількості отворів по 2, 3 та 4 гвинти від лінії зламу. Розрахунки проводилися для матеріалу сталь 12Х18Н9Т.

Результати. У проведеному комп’ютерному моделюванні було визначено стресові напруження за фон Мізесом у 4-х точках накісткової пластини: 1 – по центру пластини, 2 – біля найближчого до центра отвору, 3 – по центру відстані між цим отвором та краєм пластини, 4 – між 1 і 2 від центра пластини отворами. Під час фіксації по 4 гвинти з кожного боку перелому за максимального навантаження рівень напружень по центру пластини становив – 101,194 МПа, біля найближчого до центра отвору – 96,456 МПа, а в 3 і 4 точках – по 107,779 МПа та 154,177 МПа, відповідно. Під час фіксації меншою кількістю гвинтів, за рахунок збільшення стресової зони, у більшості точок вимірювання напруження знижувалося, зокрема при фіксації по 3 гвинти поблизу найближчого до центра пластини отвору напруження знижувалося на 10,7 %, а в 4-й точці зменшувалося на 2,3 %, за рахунок близькості розташування фіксуючого гвинта.

Висновки. Практика свідчить, що використання сучасних накісткових малоконтактних конструкцій дозволяє суттєво прискорити терміни зростання відламків кісток, а розроблена авторами методика визначення найбільш раціонального розташування фіксуючих елементів на корпусі пластини дозволяє істотно зменшити інвазивність та кількість концентраторів напружень на самій кістці.

Посилання

Aloudah, A.A., Almesned, F.A., Alkanan, A.A., & Alharbi, T. (2020). Pattern of Fractures Among Road Traffic Accident Victims Requiring Hospitalization: Single-institution Experience in Saudi Arabia. Cureus, 12(1), e6550. https://doi.org/10.7759/cureus.6550

Eckart, A.C., Ghimire, P.S., & Stavitz, J. (2024). Predictive validity of multifactorial injury risk models and associated clinical measures in the U.S. population. Sports (Basel), 12(5), 123. https://doi.org/10.3390/sports12050123

Ekegren, C.L., Edwards, E.R., de Steiger, R., & Gabbe, B.J. (2018). Incidence, costs and predictors of non-union, delayed union and mal-union following long bone fracture. Int. J. Environ. Res. Public. Health., 15(12), 2845. https://doi.org/10.3390/ijerph15122845

Field, J.R.,  & Törnkvist,  H. (2001). Biological fracture fixation: a perspective. Vet. Comp. Orthop. Traumatol., 14(04), 169–178. https://doi.org/10.1055/s-0038-1632694

Goniewicz, K., Goniewicz, M., Pawłowski, W., & Fiedor, P. (2016). Road accident rates: strategies and programmes for improving road traffic safety. Eur. J. Trauma. Emerg. Surg., 42(4), 433–438. https://doi.org/10.1007/s00068-015-0544-6

Romanenko, K.K., Bilostotskyi, A.I., Prozorovsky, D.V., & Holka, H.H. (2010). Functions and types of plates and screws in modern osteosynthesis. Orthopaedics, traumatology and prosthetics, 1, 68–75 [in Russian].

Shajko-Shajkovskij, A.G., Belov, M.E., Oleksjuk, I.S. et al. (2014). Method of the computer optimization of fixing elements placing on the hull of the plate under rotational effects. Orthopaedics, traumatology and prosthetics, 4, 26–30 [in Russian]. http://doi.org/10.15674/0030-59872014426-30

Tu, J., Jiang, H., Li, C., Huang, X., & Li, X. (2022). Clinical Outcomes of Treatment Strategies for Postoperative Plate Fracture and In Situ Fracture of the Femoral Shaft. BioMed Research International, 8145438. https://doi.org/10.1155/2022/8145438

Van Nguyen, L., Nguyen, G.N., Nguyen, B.L., & Bui, H.M. (2021). Results and complications of minimally invasive medial plate osteosynthesis for distal metaphyseal tibial fractures: A prospective case series from Vietnam. Annals of Medicine and Surgery, 70, 102886. https://doi.org/10.1016/j.amsu.2021.102886