Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 11
Текст из файла (страница 11)
При этом реагирующие частицы перемешаются к зонам, в которых идут реакции, и затем удаляются от них. 62 Соединения костных отламков способами, применяемыми в хирургии В хирургии существует значительное число способов соединения костных отломков. В комбинированных соединениях при наличии металлических связей и клеев распределение усилий от на- грузок между разнородными связями происходит неравномерно.
Определить несущую способность каждой составляющей соединения невозможно, вследствие недо- статочных данных о характеристиках связей клей— кость, меняющихся в функции времени. Указанные способы соединений костных отломков, по мнению медицинских работников, имеют следующие недостатки. Во-первых, в месте соприкасания металла с костной тканью иногда наблюдается ее рассасыванне, что прн- водит к подвижности отломков, нарушающих их сращи- ванне.
Во-вторых, наличие слоев клея между тканями препятствует их регенерации и может вызвать некрозы или несращение отломков. В-третьих, затвердение клея при операциях происходит в течение длительного времени при поступлении крови в зону склеивания, что также препятствует процессу соединения. В-четвертых, введение металлических частей в организме требует вторичной операции, наносящей человеку дополнительную травму. Остеосинтез ультразвуковыми колебаниями Сварка костных тканей ультразвуком представляет собой комплексный процесс„основанный на физико-хи- мическнх и механических процессах. Идея использования ультразвуковых колебаний для соединения костных тканей — нх сварки возникла на основе работ по расширению применения ультразвука для решения практических задач в области сварки.
Сварка с современных позиций представляет собой технологический процесс соединения однородных и разнородных металлических и неметаллических материалов локальным приложением механической, химической энергии или их комбинаций с целью образования из отдельных частеи монолитного целого : я закив и хв На первом этапе ультразвуковые колебания использовались для сварки металла, на втором — для соединения полимеров.
В 1962 г. канд. техн, наук Л. В. Мордвинцевой (кафедра «Сварочное производство» МВТУ им. Н. Э. Баумана) были проведены первые эксперим~(нты по использованию энергии ультразвуковых колебаний для соединения куриных костей. Локальное приложение ультразвуковых колебаний к костям пе приводило к положительным результатам. Кости обуглнвались и соединения не образовывались. Была сделана вторая попытка использовать для сварки костных тканей промежуточный материал — тонкую пленку поливинилбутираля.
Эффект оказался положительным. Ультразвуковые колебания, вызываемые волноводом, позволили получить соединения пленок с костями. Однако и такой косвенный прием соединений костей М с полимерами оказался также безрезультатным. С 1964 г. ВТУ им, Н. Э. Баумана начало проводить работу совместно с ЦОЛИУиВ на базе клинической больницы М 50 Москвы (проф В.
Л. Поляков, доц. Г. Г. Чемянов), а также с ЦИТО (акад. М. В. Волков) и с ВНИИКиЭХ (акад. Б. В. Петровский, член-кор. ЛМН СССР В. И. Петров). Было установлено, что ультразвуковые колебания, внесенные в жидкий мономер, создают особые условия для полимеризации, затвердевания и диффузии. В качестве связующего мономера для остеосиптеза был выбран циакрин (этил-сс-цианакрилат) (присадочный материал), введение которого в организм является безвредным. Известно, что еще до применения ультразвука для соединения костей использовались различные приемы и методы.
Применяется в практике фиксацияотломков металлическими стержнями, например при переломах бедренных костей и т. д. При этом после вскрытия, соответствующего надреза, разведения отломков во внутримозговой канал вводится металлический стержень, который фиксирует в нем положение отломков до их регенерации. Этот способ требует вторичной операции — удаления стержня после восстановления ткани, '' В др1тих случаях на место перелома укладывают Мзеталлические пластины, которые прикрепляют винтом или проволокой.
Применяют также гвозди, штифты„ После регенерации металлические части удаляют при йовторном вскрытии. Г. В. Головин и П. Л. Новожилов ЧЛеницградский институт переливания крови, 1953) цредложили склеивание костных отломков клеями нц основе эпоксидных смол при предварительном просушиввпии костей и обезжнривании их поверхностей. Смесь оетеоплгста с финоленом вызывает экзотермическую реакцию с повышением температуры до 60'С.
Способ не получил распространения вследствие отрицательног7» влияния эпоксидных смол на организм. Соединения отломков осуществляются при помощи' штифтов с нанесением на их поверхность остеопласта Имели место попытки в Лвстралии склеивания костей пластмассовым клеем Истмен-910 [671. В январе 1964 г.
в клинике травматологии и ортопедии МОНИКИ им. М. В. Владимирского были прове'дены опыты по склеиванию костных отломков циакриноьх (атил-а-цнанакрилатом). Указанные методы восстановления отломков были' основаны на применении соединений более жестких клеевых и более деформативных металлических связей. По-- видимому, клеевая составляющая соединения оказывает' влияние преимущественно на его иммобилизацию„ Однако клеевые соединения не удовлетворили хирургов Поиск более рационального соединения привел к открытию соединения костей с помощью ультразвука.
В качестве первого приближения была отработаны композиция, состоящая из мелкой раздробленной стружки, взятой от трупа, смешанной с циакрином в разных пропорциях. Под действием ультразвуковых колебаний происходит быстрая полимеризация и отверждение Процесс полимеризации сопровождается физико-химическими реакциями. Происходит нагревание композиции на несколько десятков градусов.
В МВТУ им. Н. Э, Баумана были проведены опыты по оценке влияния глубины проникания циакрина в : кость на сопротивление соединений срезу и отрыву. -.Испытания проводились на большеберцовых костях животного. В образцах 25Х25 мм просверливались отвер.',стия Ы=б мм. На образец укладывалась форма из фто'ропласта, с помощью ультразвуковых колебаний на.-- цизг2зм~ ВЗ яеПЛмз г,' ВР 25 гОО МО 1з,мям Рис. 1З. Пределы прочности сварного соединения в зависимости от глубины проникновения прнсадочного материала в костную ткань, плавлялся столбик из конгломерата диаметром 100 мм, нысотой 5 мм. Глубина проникновения циакрина в .кость контролировалась и менялась. На рис. 18 изображена зависимость предела прочности при отрыве от глубины проникновения.
Кривая 1 относится к соединению, полученному озвучиванием циакрнна, кривая 2— озвучиванием композиции циакрина и акрнловой пластмассы ЛСТ-Т. На рис. 19 соответственно показаназависимость предела прочности при срезе, определенная в аналогичных условиях испытаний. Как видно из рис.19, глубина проникновения циакрияа при указанных формах силовых воздействий оказывается существенно важным фактором 1511. При ультразвуковой сварке костных тканей вблизи волновода в циакрине развиваются явления кавитации, Здесь же образуются свободные радикалы, которые измеряются прн помощи парамагнитного резонанса. Повышение температуры происходит главным образом за счет поглощения энергии ультразвуковых колебаний, а 0 ГО 20 ЗР 40 50 Время, 0 Рис.
19. Развитие температуры в жидком циакрнне пад воздейст внсм ультразвуковых колебания. à — Ш вЂ” раепепожеапе термопар. также в результате адиабатического сжатия, хотя последнее явление заметного влияния на величину температуры не оказывает. Распределение температуры в зависимости от теплообмена между жидкостью и твердыми зонами имеет большое значение. Экспериментальное исследование температурного состояния процесса полимеризации наплавляемой ком-.
позиции было проведено термографированнем согласнгв схеме, изображенной на рнс. 19. Ультразвуковые колебания сообщались волноводом Л жидкости Б, наимень-- шие температуры имели место в зоне, наиболее удаленной от места приложения ультразвуковых колебаний; 1частота 28000 Гц, амплитуда колебаний до 50 мкм)', (29) Рис. 20. Тангенциальные и нормальные состав не авляющне акустического потока у стенки, параллельной распространению волны (а).
1 — всляовод; 2- потови1 3 — стенки: 4 †поста ткань, А— ввуяовоя волны; А — вмплитудв пере се — в пере д . Нвмеяеиие генесия перемещения волново в. Й и от рвсстояния до поверлиости 46Ь Величина температуры имеет существенное значение в процессе диффузии, которая пропорциональна первой степени температуры Т жидкости, Как было указано ранее, волновод воздействует на жидкую среду, вызывает у твердыхстеноквибрирующие 50 0 50 100 150 Б инес Рис. 2Ц Экспериментальное определение диффузионного проникно- вения циаырина в костную ткань при ультразвуке. движения частиц (рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
