DOI: 10.25881/BPNMSC.2019.35.14.012

Авторы

Хоминец В.В.1, Брижань Л.К.2, Давыдов Д.В.2, Хоминец И.В.2, Доль А.3

1 ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова», Санкт-Петербург

2 ФГБУ «Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко» МО РФ Центр травматологии и ортопедии, Москва

3 ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского», Саратов

Аннотация

Накостный остеосинтез длинных костей конечностей пластинами нашел широкое применение в современной травматологии. Однако вопросы совершенствования используемых имплантатов сохраняют свою актуальность и остаются предметом для научных дискуссий. Актуальность темы работы была обоснована проведенным анализом научной литературы, посвященной вопросам истории внутренней фиксации пластинами и недостатками современных металлоконструкций для лечения больных с диафизарными переломами. Целью данного исследования явилась разработка биомеханической модели оригинальной двухрядной пластины с угловой стабильностью винтов и ее обоснование с биомеханических позиций возможности использования при лечении пострадавших с диафизарными переломами длинных костей конечностей. Материалом для данного исследования послужила оригинальная двухрядная пластина из титанового сплава с угловой стабильностью и возможностью полиаксиального введения винтов (Патент RU 2476180). При помощи компьютерной навигации построены биомеханические модели длинных трубчатых костей и имплантата, с различными вариациями остеосинтеза. В процессе исследования изучены напряжения и деформации, возникающие при типовых нагрузках, которые испытывает здоровый человек. Выполнен расчет напряженно-деформированного состояния узла соединения кости и имплантата, а также выполнен расчет ресурса по количеству циклов нагружения. Расчетные исследования выполнены на основе метода конечных элементов являющегося наиболее мощным и универсальным численным методом решения задач механики деформируемого твердого тела. Так же рассчитывались напряжения и деформации, возникающие при различных вариантах установки накостных пластин: непосредственно на поверхности кости и на расстоянии 2 мм. Проанализированные полученные результаты свидетельствуют о том, что по своим биомеханическим свойствам исследуемый имплантат, использованный для накостного остеосинтеза переломов длинных костей типа А3 способен выдерживать статические и динамические типовые циклические нагрузки, такие как опора на одну ногу, ходьба и повороты корпуса, с сохранением стабильной фиксации. При этом установлено, что пластину необходимо располагать непосредственно на поверхности кости. Также при анализе результатов оценки усталостной прочности материала было выявлено, что металлоконструкция не испытывает усталостных нарушений при типовых циклических нагрузках.

Ключевые слова: биомеханика, кость, пластина, перелом, диафиз, остеосинтез, напряжение, деформация.

Список литературы

1. Патент РФ на изобретение №RU2476180 С2/ 27.02.2013 Бюл. №6. Хоминец В.В., Шаповалов В.М., Кулик Н.Г., и др. Устройство для остеосинтеза переломов костей. Ссылка активна на 12.10.2019.

2. Шаповалов В.М., Хоминец В.В., Михайлов С.В. Основы внутреннего остеосинтеза. – СПб.: ГЭОТАР-Медиа; 2009. – С. 49–68.

3. Рюди Т.П., Бакли Р.Э., Моран К.Г. Принципы лечения переломов: пер. с англ. – Т. 1. 2-е изд. – Минск: ВассаМедиа; 2013. – С. 69–83.

4. Беленький И.Г., Сергеев Г.Д., Гудзь Ю.В., Григорян Ф.С. История, современное состояние и перспективы развития методов накостного остеосинтеза // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – №5. – С. 77.

5. Крюков Е.В., Хоминец В.В., Самохвалов И.М. и др. Современный подход в лечении раненых с огнестрельными ранениями костей конечностей. В кн.: Медицинская помощь при травмах: новое в организации и технологиях. II Всероссийский конгресс по травматологии с международным участием. Сборник тезисов. – СПб.; 2017. – С. 48.

6. Ivanov D, Barabash A, Barabash Yu. Expandable intramedullary nail: review of biomechanical studies. Russian Open Medical Journal. 2016;5:e0206

7. Marvan J, Horak Z, Vilimek M, et al. Fixation of distal fibular fractures: a biomechanical study of plate fixation techniques. Acta Bioeng Biomech. 2017;19(1):33–39.

8. Pochrząst M, Basiaga M, Marciniak J, Kaczmarek M. Biomechanical analysis of limited-contact plate used for osteosynthesis. Acta Bioeng Biomech. 2014;16(1):99–105. doi: 10.5277/abb140112.

9. Sommer C. Locking compression plate. Injury. 2003;34 Suppl 2:B4–5. doi: 10.1016/j.injury.2003.09.019.

10. Ahmad M, Nanda R, Bajwa AS, et al. Biomechanical testing of the locking compression plate: when does the distance between bone and implant significantly reduce construct stability? Injury. 2007;38(3):358–364. doi: 10.1016/j.injury.2006.08.058.