Диссертация (1141231), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Для этого приравниваем 2последних выражения и получаем:2(1 2 )2 ( 2 3 )2 ( 3 1 )22. ýêâ В моделированной нами костной ткани физико-механические показателибы приближенными к реальной анатомической структуре кости: кортикальныйслой – модуль упругости Еs, МПа – 12000, коэффициент Пуассона – 0,3;губчатый материал – модуль упругости Еs, МПа – 100, коэффициент Пуассона–0,2.Дляматематическихвычисленийиспользоваласьлицензионнаяпрограмма Abaqus 6.10 (License Server ID: 0030487е6890, дата лицензии01.07.2010).В нашей математической модели рассматриваются 3 схемы перелома:схема №1 – линия перелома проходит в области хирургической шейки плеча(рисунок 3); схема №2 – перелом на уровне хирургической шейки плеча ибольшого бугорка (рисунок 4); схема №3 – перелом на уровне хирургическойшейки, большого и малого бугорков проксимального отдела ПК (рисунок 5).Рисунок 3 – Схема перелома №1 (2-фрагментарный переломпроксимального отдела ПК)38Рисунок 4 – Схема перелома №2 (3-фрагментарный переломпроксимального отдела ПК)Рисунок 5 – Схема перелома №3 (4-фрагментарный переломпроксимального отдела ПК)Смещения отломков в зоне перелома (Р) обозначены соответственно какР1 – смещение на уровне хирургической шейки плеча; Р2 – в зоне перелома науровне большого бугорка; Р3 – в области малого бугорка.Были применены нагрузки 2 видов: А – нагрузка в виде опоры на руку; Б– отведение верхней конечности.Исследованиепроводилосьпроксимального отдела ПК по C.
Neer.согласноклассификациипереломов39Описание моделиИмплантат NCB (рисунок 6, а–в) сочетает в себе свойства пластин сугловой стабильностью винтов, способных блокироваться в пластине поднеобходимымуглом(механизмполиаксиальногоблокированиявинтовпозволяет закручивать блокирующие винты, отклоняясь от стандартногонаправления). За счет блокирующих винтов пластина устанавливается надкостью без потери стабильной фиксации, что предотвращает ее контакт снадкостницей и создает благоприятные условия для консолидации перелома. Вголовку ПК вводят 4 винта.
Отметим, что в данной пластине отсутствуютотверстия для подшивания ротаторной манжеты.а – общий вид; б – фиксация на кости; в – фиксация в головке ПКРисунок 6 – Имплантат №1 – NCB ZimmerДля пластины PHILOS (рисунок 7, а–в) прочность фиксации не зависит откачества кости, так как силы растяжения и сжатия передаются через винты,40исключая нагрузку на кость. Контакт пластины с периостальным слоемточечный. Отсутствие давления пластины на кость исключает развитиепролежней на площади прикрепления конструкции и уменьшает травмунадкостницы, что играет важную роль в остеогенезе.
Благодаря фиксацииголовки винта к пластине обеспечивается угловая и аксиальная стабильность.Блокирующиевинтыдаютвозможностьмонокортикальноговведения.Полиаксиальное расхождение 9 винтов, вводимых в головку ПК в разныхнаправлениях, обеспечивает стабильную и межфрагментарную компрессию. Впластине PHILOS имеются отверстия для подшивания ротаторной манжеты.Помимоблокируемых,естьикомбинированныеотверстия,дающиевозможность использовать для фиксации как блокирующие, так и стандартныекортикальные винты для создания межфрагментарной компрессии.а – общий вид; б – фиксация на кости; в – фиксация в головке ПКРисунок 7 – Имплантат №2 – пластина PHILOSШтифт MULTILOCK для проксимального отдела ПК (рисунок 8, а–в)обеспечиваетмалуютравматичностьхирургическоговмешательстваизакрытую репозицию отломков под контролем электронно-оптическогопреобразователя (ЭОП) с восстановлением морфологии сегмента без открытого41воссоздания его анатомии.
После интрамедуллярного ОС функция верхнейконечности снижается незначительно, так как выполняется закрытая репозиция(место перелома не открывают). Использование штифта дает хорошиеанатомические и функциональные результаты.а – общий вид; б – фиксация в кости; в – фиксация в головке ПКРисунок 8 – Имплантат №3 – MULTILOCKОписание нагрузкиПри опоре на руку (рисунок 9) максимальная нагрузка приходится наголовку ПК, менее значительная – на большой и малый бугорки.42Рисунок 9 – Схема нагрузки А («Опора на руку»)Нагрузка при отведении руки (рисунок 10) возникает вследствие тягимышц, прикрепляющихся к малому бугорку (подлопаточная мышца) и кбольшомубугорку(надостная,подостнаяималаякруглаямышцы).Максимальная нагрузка приходится на большой и малый бугорки ПК.Рисунок 10 – Схема нагрузки Б («Отведение руки»)Описание материаловФизико-механические характеристики материалов, заданные в расчетныхмоделях, приведены в таблице 1.43Таблица 1Характеристики материаловМатериалМодуль упругостиЕs, МПаКоэффициент ПуассонаКортикальный слой12 0000,3Губчатый материал1000,2Имплантат (сталь)206 0000,3На рисунке 11 представлена модель кости, приближенная по физикомеханическим характеристикам к нормальной человеческой кости, для которойрассчитаны данные кортикальной и губчатой частей кости, также представленысхемы переломов и состояние кортикальной или губчатой кости в зависимостиот места перелома.Рисунок 11 – Модель кости44Расчеты и результатыДля расчетов при математическом моделировании мы использоваликлассификациюNeerдляпереломовпроксимальногоотделаПКирассматривали 2 варианта нагрузки для 3 типов имплантатов.На рисунке 12 показано распределение нагрузки при опоре на руку и приотведении руки в случае 2-, 3- и 4-фрагментарных переломов с фиксациейпластиной NCB.
Место максимальной нагрузки при опоре на руку обозначенофиолетовым цветом, место наименьшей нагрузки – салатовым. При отведениируки наибольшая нагрузка приходится на область прикрепления большого ималого бугорков (синий цвет); место наименьшей нагрузки обозначено белымцветом.Рисунок 12 – Распределение нагрузки при переломе с фиксациейпластиной NCB Zimmer при опоре на руку (а, б) и при ее отведении (в)На рисунке 13 показано распределение нагрузки при переломе в случаеопоры на руку и при ее отведении при фиксации пластиной PHILOS.
В этомслучае наибольшую нагрузку (фиолетовый цвет) при опоре на руку такжеиспытывает головка кости (рисунок 13, а), но при отведении руки онапереходит на область прикрепления большого и малого бугорков, которыеобозначены синим и голубым цветом (рисунок 13, б, в), причем голубой цветозначает уменьшение нагрузки за счет пластины PHILOS.45Рисунок 13 – Распределение нагрузки при переломе с фиксациейпластиной PHILOS при опоре на руку (а) и при ее отведении (б, в)На рисунке 14 показано, что при применении штифта MULTILOCKосновная нагрузка (фиолетовый цвет) проходит по оси кости в случае опоры наруку, и штифт, находящийся внутри костномозгового канала, принимает ее насебя, а нагрузка на головку ПК минимальна (белый цвет).Рисунок 14 – Распределение нагрузки при использовании штифтаMULTILOCKАнализ расчетных данных и результатов при математическоммоделированииС целью сравнительного анализа рассмотрим смещения отломков в зонахперелома.На рисунках 15 и 16 представлено распределение смещения отломков при2-фрагментарном переломе, фиксированном пластиной: в 1-м случае – принагрузке «опора на руку», во 2-м – «при отведении руки».
При этоммаксимальная нагрузка на рисунке 15 приходится на головку ПК (указана46величина смещения отломков – Р1); на рисунке 16 представлена ситуация,приводящая к перелому большого бугорка, при этом смещение отломков (Р2) –минимальное.Рисунок 15 – Смещение отломков при переломе головки ПК (Р1)Рисунок 16 – Смещение отломков при переломе большого бугорка (Р2)Рисунок 17 демонстрирует распределение нагрузки при 2-фрагментарномпереломе, фиксированном пластиной, с учетом типа нагрузки. Основнаянагрузка при опоре на руку приходится на головку ПК (фиолетовый цвет), апри отведении руки – на большой бугорок.47Рисунок 17 – Схема перелома проксимального отдела ПК с учетом типанагрузкиСравнительные данные о смещении отломков на уровне хирургическойшейки плеча при схеме перелома №1 (2-фрагментарный) для всех 3 типовимплантатов при 2 видах нагрузки – опоре на руку и при отведении рукиприведены соответственно на рисунках 18 и 19.Рисунок 18 – Величина смещения отломков (Р1) при фиксации 3имплантатами в случае нагрузки «опора на руку»Рисунок 19 – Величина смещения отломков (Р1) при фиксации 3имплантатами в случае нагрузки «отведение руки»48Сопоставление полученных результатов показывает, что при схемеперелома №1 (2-фрагментарный) наиболее эффективно головку кости принагрузке с опорой на руку и при отведении руки фиксирует имплантатMULTILOCK.
Он обеспечивает минимальное смещение отломков на уровнехирургической шейки ПК. Имплантат NCB Zimmer ведет себя одинаково при 2видах нагрузки. Имплантат PHILOS вследствие особенности конструкцииобладает меньшей жесткостью, чем остальные имплантаты, поэтому при«опоре на руку» под действием силы, пытающейся сместить головку костиназад, возникает бóльшее смещение отломков Р1.Данные о смещении костных отломков при фиксации 2-фрагментарногопереломапластинамиNCB,PHILOSиштифтомMULTILOCKдляпроксимального отдела ПК при 2 разных типах нагрузки (опора на руку иотведение руки) представлены соответственно в таблицах 2 и 3.Таблица 2Схема перелома №1 (2-фрагментарный) при опоре на руку (нагрузка А)ИмплантатРаскрытие Р1, ммNCB Zimmer0,05PHILOS0,07MULTILOCK0,03Таблица 3Схема перелома №1 (2-фрагментарный) при отведении руки (нагрузка Б)ИмплантатРаскрытие Р1, ммNCB Zimmer0,18PHILOS0,12MULTILOCK0,0649Суммируя величину смещения по 2 вариантам нагрузки для каждогоимплантата при 2-фрагментарном переломе проксимального отдела ПК, мывыбирали фиксатор с наименьшей суммой смещений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
