Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

 

"Тrauma" Том 20, №1, 2019

Back to issue

Математичне моделювання варіантів остеосинтезу переломів дистального метаепіфіза великогомілкової кістки типу С1

Authors: Васюк В.Л.(1), Коваль О.А.(1), Карпінський М.Ю.(2), Яресько О.В.(2)
1 - ВДНЗ «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Україна
2 - ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Переломи пілона досить часто є компонентом політравми. Частота цих переломів у загальній структурі пошкоджень скелета становить 1–7 %. Переломи даної локалізації є лідерами за кількістю ускладнень (до 30 %) і незадовільних наслідків. Причинами такого становища виявляються у першу чергу порушення кровопостачання в зоні перелому та технічні проблеми при виконанні оперативного втручання. Мета: на математичній моделі вивчити механічні особливості різних варіантів остеосинтезу великогомілкової кістки з переломом дистального метаепіфіза типу С1 за класифікацією Асоціації осетосинтезу (АО). Матеріали та методи. Була розроблена математична модель дистальної частини нижньої кінцівки, що містила кісткові елементи гомілки та стопи, на якій моделювали переломи дистального метаепіфіза великогомілкової кістки типу С1 за класифікацією АО. Як контроль використовували моделі з фіксацією уламків накістковою пластиною. Також був промодельований комбінований варіант фіксації кісткових уламків при переломах дистального метаепіфіза великогомілкової кістки типу С1 за допомогою спиць та апарата зовнішньої фіксації (АЗФ) на основі стрижнів. Результати. Проведене дослідження дозволяє зробити висновок, що за наявності перелому дистального метаепіфіза типу С1 за критерієм забезпечення мінімальних напружень в ділянці перелому при всіх типах навантаження метод комбінованого остеосинтезу спицями та АЗФ на основі стрижнів має перевагу над іншими методами фіксації уламків. Дослідження розподілу відносних деформацій у кістковому регенераті моделей з переломом типу С1 під навантаженням спереду назад також підтвердило перевагу комбінованого остеосинтезу над іншими за критерієм максимальних величин відносної деформації. Висновки. Дослідження напружено-деформованого стану моделей з переломом дистального метаепіфіза великогомілкової кістки типу С1 показало, що використання комбінованого остеосинтезу спицями та АЗФ на основі стрижнів забезпечує мінімальні напруження в кісткових елементах у ділянці перелому при всіх типах навантаження, а також дозволяє найбільш ефективно обмежити деформації кісткового регенерату серед всіх інших методів фіксації уламків.

Актуальность. Переломы пилона достаточно часто являются компонентом политравмы. Частота этих переломов в общей структуре повреждений скелета составляет 1–7 %. Переломы данной локализации являются лидерами по количеству осложнений (до 30 %) и неудовлетворительных последствий. Причинами такого положения оказываются в первую очередь нарушение крово­снабжения в зоне перелома и технические проблемы при выполнении оперативного вмешательства. Цель: на математической модели изучить механические особенности различных вариантов остеосинтеза большеберцовой кости с переломом дистального метаэпифиза типа С1 по классификации Ассоциации остеосинтеза (АО). Материалы и методы. Была разработана математическая модель дистальной части нижней конечности, содержащей костные элементы голени и стопы, на которой моделировали переломы дистального метаэпифиза большеберцовой кости типа С1 по классификации АО. В качестве контроля использовали модели с фиксацией отломков накостной пластиной. Также был промоделирован комбинированный вариант фиксации костных отломков при переломах дистального метаэпифиза большеберцовой кости типа С1 с помощью спиц и аппарата внешней фиксации (АВФ) на основе стержней. Результаты. Проведенное исследование позволяет сделать вывод, что при наличии перелома дистального метаэпифиза типа С1 по критерию обеспечения минимальных напряжений в области перелома при всех типах нагрузки метод комбинированного остеосинтеза спицами и АВФ на основе стержней имеет преимущество перед другими методами фиксации отломков. Исследование распределения относительных деформаций в костном регенерате моделей с переломом типа С1 под нагрузкой спереди назад также подтвердило преимущество комбинированного остеосинтеза перед другими по критерию максимальных величин относительной деформации. Выводы. Исследование напряженно-деформированного состояния моделей с переломом дистального метаэпифиза большеберцовой кости типа С1 показало, что использование комбинированного остеосинтеза спицами и АВФ на основе стержней обеспечивает минимальные напряжения в костных элементах в области перелома при всех типах нагрузки, а также позволяет наиболее эффективно ограничить деформации костного регенерата среди всех других методов фиксации отломков.

Background. Pilon fractures are often a component of polytrauma. The frequency of these fractures in the overall structure of skeletal damage is 1–7 %. Fractures of this localization are leaders in terms of the number of complications (up to 30 %) and adverse effects. The causes of this situation are, first of all, disturbances of blood supply in the fracture zone and technical problems when performing surgical intervention. The purpose was to study the mechanical features of different types of osteosynthesis for distal tibial metaphyseal fractures type C1 according to the AO classification using the mathematical model. Materials and methods. A mathematical model of the distal part of the lower limb containing the bone elements of the tibia and foot was developed, on which distal tibial metaphyseal fractures type C1 according to the AO classification were modeled. As controls, mo-dels were used with fragment fixation by means of external plate. Also, a combined type of bone fragment fixation was modeled for distal tibial metaphyseal fractures type C1, with the help of wires and external fixation device (EFD) on the basis of rods. Results. The conducted study allows us to conclude that in the presence of distal tibial metaphyseal fractures type C1, according to the criterion of providing minimum stresses in the fracture site for all types of loads, the method of combined osteosynthesis with wires and EFD on the basis of rods has an advantage over other methods of fragment fixation. The study on the distribution of relative deformations in bone regenerate of models with type C1 fracture under anteroposterior loads also confirmed the advantage of combined osteosynthesis over the others according to the criterion of maximum values of relative deformation. Conclusions. The study of the stress strain state of models with distal tibial metaphyseal fractures type C1 showed that the use of combined osteosynthesis with wires and EFD on the basis of the rods provides minimal stresses in bone elements in the fracture site in all types of loads, and also the most effective restriction of bone deformation among all other methods of fragment fixation.


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Корж Н.А., Романенко К.К., Горидова Л.Д., Прозоровский Д.В. Переломы костей голени на уровне дистального епиметафиза (переломы Pilona) и их последствия, диагностика и лечение // Травма. — 2012. — № 12. — С. 6-10.
2. Стойко И.В., Бэц Г.В., Бэц И.Г. Функциональное лечение закрытых переломов pilon’а // Матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. з міжнар. участю «Сучасні теоретичні та практичні аспекти травматології та ортопедії», 24–25 травня 2012 року. — Донецьк, 2012. — С. 107-109.
3. Panchbhavi V.K., Gurbani B.N., Mason C.B., Fischer W. Radiographic Assessment of Fibular Length Variance: The Case for «Fibula Minus» // J. Foot Ankle Surg. — 2018. — 57(1). — Р. 91-4. doi: 10.1053/j.jfas.2017.08.013.
4. Березовский В.А., Колотилов Н.Н. Биофизические характеристики тканей человека: Справочник. — К.: Наукова думка, 1990. — 224 с.
5. Gere J.M., Timoshenko S.P. Mechanics of Material. — 1997. — P. 912.
6. Зенкевич О.К. Метод конечных элементов в технике — М.: Мир, 1978. — 519 с.
7. Алямовский А.А. SolidWorks/COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов / А.А. Алямовский. — М.: ДМК Пресс, 2004. — 432 с.
 

Similar articles

Зміни напружено-деформованого стану кісток передпліччя при інтрамедулярному остеосинтезі діафізарних переломів
Authors: Левицький А.Ф. - Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна; Яресько О.В. - Інститут патології хребта та суглобів імені М.І. Ситенка НАМН України, м. Харків, Україна; Терпиловський Ю.Р. - Національна дитяча спеціалізована лікарня «Охматдит», м. Київ, Україна
Журнал "Хирургия детского возраста" 1-2 (50-51) 2016
Date: 2016.10.26
Categories: Pediatrics/Neonatology, Surgery
Sections: Clinical researches
Analysis of stress-strain state of trochanteric femoral fracture models  after joint endoprosthesis
Authors: Бабалян В.О.(1), Карпінський М.Ю.(2), Яресько О.В.(2)
(1) — Харківська медична академія післядипломної освіти, м. Харків, Україна
(2) — ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна

"Тrauma" Том 19, №1, 2018
Date: 2018.04.17
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Mathematical Modeling of Stress-Strain State of the Olecranon Fracture after Interlocking Screw OsteosyMathematical Modeling of Stress-Strain State of the Olecranon Fracture after Interlocking Screw Osteosynthesis vs Weber’s Methodnthesis vs Weber’s Method
Authors: Жук П.М.(1), Філоненко Є.А.(1), Карпінський М.Ю.(2), Карпінська О.Д.(2), Яресько О.В.(2), Гребенюк Д.І.(1)
(1) — Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова, м. Вінниця, Україна
(2) — ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна

"Тrauma" Том 17, №5, 2016
Date: 2016.12.02
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Investigation of Stress-Strain State of the Model of the Femur in Terms of Arthroplasty for its Proximal Fractures
Authors: Тяжелов О.А. - ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна; Бабалян В.О., Кальченко А.В. - Харківська медична академія післядипломної освіти, м. Харків, Україна; Карпінський М.Ю., Карпінська О.Д., Яресько О.В. - ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна
"Тrauma" Том 17, №3, 2016
Date: 2016.09.02
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches

Back to issue