АНАЛІЗ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ МОДЕЛІ ВЕЛИКОГОМІЛКОВОЇ КІСТКИ ПРИ ЇЇ ПЕРЕЛОМІ В СЕРЕДНІЙ ТРЕТИНІ З РІЗНИМИ ВАРІАНТАМИ ОСТЕОСИНТЕЗУ В УМОВАХ ЗРОСТАЮЧОГО ЗГИНАЛЬНОГО НАВАНТАЖЕННЯ

Строєв М. Ю., Березка М. І., Григорук В. В., Карпінський М. Ю., Яресько О. В., Суббота І. А.

КЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА

Наукова стаття

Вступ. В даний час спостерігається зростання переломів кісток нижньої кінцівки (47,3%), серед яких 45-56% становлять діафізарні переломи кісток гомілки. Згідно з даними медико-соціальної експертної комісії м. Харкова, більше 50% ускладнень були пов’язані з лікуванням переломів кісток гомілки, що спричинило 27,9% інвалідності. Мета. Провести порівняльний аналіз напружено-деформованого стану моделей великогомілкової кістки при її переломі в середній третині з різними варіантами остеосинтезу під впливом згинального навантаження залежно від ваги пацієнта. Об’єкт і методи дослідження. Базова модель імітувала перелом великогомілкової кістки в середній третині та три типи остеосинтезу з використанням апарату зовнішньої фіксації (АЗФ), накісткової пластини та інтрамедулярного стрижня. Моделі досліджувалися під впливом згинального навантаження 700 Н та 1200 Н. Результати. У нормі при згинальному навантаженні максимальні напруження величиною 9,6 МПа визначаються в дистальному відділі великогомілкової кістки. При використанні остеосинтезу АЗФ максимальний рівень напружень 5,7 МПа спостерігається в дистальному фрагменті великогомілкової кістки. При остеосинтезі накістковою пластиною зона максимальних напружень зміщується в зону перелому, де напруги сягають 34,6 МПа. Остеосинтез інтрамедулярним стрижнем забезпечує найнижчий рівень напружень 0,2 МПа в зоні перелому, а також у проксимальному фрагменті великогомілкової кістки – 0,8 МПа. Підвищення величини навантаження до 1200 Н призводить до підвищення величин напружень у всіх елементах моделі. При використанні остеосинтезу АЗФ збільшення навантаження до 1200 Н викликає підвищення максимального рівня напруги до 9,8 МПа в дистальному фрагменті великогомілкової кістки. Аналогічні зміни відбуваються і в моделі з остеосинтезом накістковою пластиною. Зона найбільшої напруги 59,3 МПа залишається на ділянці перелому. При остеосинтезі інтрамедулярним стрижнем напруження в дистальному та проксимальному фрагментах кістки збільшуються до 22,5 МПа та 1,4 МПа відповідно. Висновки. Найгірші показники рівня напружень в зоні перелому (від 34,6 до 59,3 МПа) та металевої конструкції (від 220,2 до 377,4 МПа) визначені при використанні накісткової пластини. Ранні навантаження, в даному випадку, можуть стати причиною вигину пластин, і, як наслідок, неправильного зрощення фрагментів великогомілкової кістки. Остеосинтез за допомогою АЗФ забезпечує досить низький рівень напружень (від 0,3 до 0,5 МПа) в зоні перелому, варто відзначити і найнижчий рівень напружень на самому апарату (від 89,3 до 153,1 МПа). Найнижчі показники напружень в зоні перелому (від 0,2 до 0,3 МПа) і в проксимальному фрагменті великогомілкової кістки (від 0,8 до 1,4 МПа) визначаються при використанні остеосинтезу інтрамедулярним стрижнем, недоліком даного виду остеосинтезу можна вважати досить високий рівень напружень на самому стрижні (від 181,4 до 310,9 МПа) і на фіксуючих гвинтах (від 18,2 до 31,2 МПа).

гомілка,перелом,згин,остеосинтез.

1. Hayko HV, Kalashnykov AV, Boer VA. Dyafyzarnye perelomy v strukture travmatyzma naselenyya Ukrayny. Tezy dopovidey XIV zʺyizdu ortopediv-travmatolohiv Ukrayiny; 2016 Zhovt 5-7; Odesa; 2016. s. 9-10.
2. Ermolenko NA, Zarudna OI. Ozhyrinnya – problema suchasnosti. Medsestrynstvo. 2017;1:23-26. DOI: 10.11603/2411-1597.2016.1.7385. [in Ukrainian].
3. Vsesvitnya orhanizatsiya okhorony zdorovʺya. Pytannya ozhyrinnya. [Internet]. Dostupno: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/ detail/ obesity-and-overweight. [in Ukrainian].
4. Popsuyshapka OK, Lytvyshko VO, Uzhehova OE, Pidhaysʹka OO. Chastota uskladnenʹ pry likuvanni diafizarnykh perelomiv kintsivok za danymy kharkivsʹkoyi travmatolohichnoyi MSEK. Zbirnyk naukovykh pratsʹ XVIII zʺyizdu ortopediv travmatolohiv Ukrayiny; 2019 Zhovt 9-11; Ivano-Frankivsʹk; 2019. s. 53-54. DOI: 10.15674/0030-59872016162-71. [in Ukrainian].
5. Lytvyshko VO, Popsuyshapka OK, Yaresʹko OV. Napruzheno-deformovanyy stan fibryn-krovʺyanoho z·hustku ta okistya v zoni diafizarnoho perelomu za riznykh umov zʺyednannya vidlamkiv ta yoho vplyv na strukturnu orhanizatsiyu reheneratu. Ortopedyya, travmatolohyya y protezyrovanye. 2016;1:62-71. [in Ukrainian].
6. Karpynsʹkyy M, Stroyev M, Berezka M, Hryhoruk V, Yaresʹko O. Efektyvnistʹ protydiyi navantazhennyam na kruchennya riznykh variantiv osteosyntezu vidlamkiv homilky (za rezulʹtatamy matematychnoho modelyuvannya). Ortopedyya, travmatolohyya y protezyrovanye. 2022;1-2:34-42. DOI: 10.15674/0030-598720221-234-42. [in Ukrainian].
7. Berezovskyy VA, Kolotylov NN. Byofyzycheskye kharakterystyky tkaney cheloveka: spravochnyk. Kyyiv: Naukova dumka; 1990. 224 s.
8. Vasyuk VL, Kovalʹ OA, Karpinsʹkyy MYU, Yaresʹko OV. Matematychne modelyuvannya variantiv osteosyntezu perelomiv dystalʹnoho metaepifiza velykohomilkovoyi kistky typu S1. Travma. 2019;20(1):37-46. DOI: 10.22141/1608-1706.1.20.2019.158666. [in Ukrainian].
9. Korzh MO, Romanenko KK, Prozorovsʹkyy DV, Karpinsʹkyy MYU, Yaresʹko OV. Matematychne modelyuvannya vplyvu deformatsiyi kistok homilky na navantazhennya suhlobiv nyzhnʹoyi kintsivky. Travma. 2016;17(3):23-24. DOI: 10.22141/1608-1706.3.17.2016.75769. [in Ukrainian].
10. Stoyko YV, Bets HV, Bets YH, Karpynskyy MYU. Analyz napryazhenno-deformyrovannoho sostoyanyya dystalʹnoho otdela holeny y stopy pry povrezhdenyyakh pilon v uslovyyakh naruzhnoy fyksatsyy pry pomoshchy sterzhnevykh apparatov. Travma. 2014;15(1):41-49. DOI: 10.22141/1608-1706.1.15.2014.81263.
11. Gere JM, Timoshenko SP. Mechanics of Material. Boston: PWS Publishing Company; 1997. 912 p.
12. Zenkevych OK. Metod konechnykh élementov v tekhnyke. Moskva: Myr; 1978. 519 s. 13.Alyamovskyy AA. SolidWorks/COSMOSWorks. Ynzhenernyy analyz metodom konechnykh élementov. Moskva: DMK Press; 2004. 432 s.

«Вістник проблем біології і медицини» Випуск 4 (167), 2022 рік , 223-236 сторінки, код УДК 6.718.5/.6-001.5-089.813:613.65]:004.492](045)

10.29254/2077-4214-2022-4-167-223-236