CC BY
82
Сведения об авторах статьи
Мурзабаев Хасан Хамзович
д.м.н., профессор, заведующий кафедрой гистологии БГМУ, г. Уфа, ул. Ленина, 3, тел.: (347) 272-86-73.
Батыршин Азат Ринатович
врач травматолог-ортопед МУ ГКБ № 21, г. Уфа, ул. Лесной проезд, 3, тел.: (347) 232-54-91, e-mail: [email protected]. Батыршина Гульбазир Фатхлисламовна
к.м.н., доцент кафедры гистологии БГМУ, г. Уфа, ул. Ленина, 3, ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава», тел.: (347) 272-86-73.
ЛИТЕРАТУРА
1. Батыршина, Г.Ф. [и др.] Межтканевая корреляция генетически детерминированных тканей в раннем периоде экспериментальной позвоночно-спинномозговой травмы / Г.Ф. Батыршина, А.Р. Батыршин, Д.А. Еникеев, А.А. Халиков // Материалы Российской межрегион. конф. «Морфофункциональные аспекты нормы и патологии». - Уфа, - 2008. - С. 14 - 16.
2. Данилов Р.К. Раневой процесс: гистогенетические основы. - СПб. ВМедА им. С.М. Кирова,
- 2007. - 380 с.
3. Минасов Б.Ш., Костив Е.П., Мирсаев И.Р., Билялов А.Р. Диагностика, хирургическое лечение и реабилитация больных с нестабильными повреждениями грудного и поясничного отделов позвоночника. - Уфа. Здравоохранение Башкортостана, - 2004. - 208 с.
4. Соколов В.А. Множественные и сочетанные травмы. -М. ГЭОТАР-Медиа, - 2006. - 512 с.
5. Best, T / Muscle injury and repair / T. Best, K. Hunter // Phys. Med. Rehabil. Clin. N. Am. -2000.-V.11,N 2.-P.251-266.
УДК 617.582:616.71-001.5-089.84
© М.Ю. Ханин, Б.Ш. Минасов, Р.Р. Якупов, Т.Б. Минасов, С.И. Рахматуллин, 2010
М.Ю. Ханин, Б.Ш. Минасов, Р.Р. Якупов, Т.Б. Минасов, С.И. Рахматуллин СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНДАРТНЫХ И УДЛИНЕННЫХ ФИКСИРУЮЩИХ СИСТЕМ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРОКСИМАЛЬНОГО ОТДЕЛА БЕДРА
ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава», г. Уфа
Исследованы прочностные характеристики системы кость-имплантат-кость в условиях стандартного остеосинтеза при переломах проксимального отдела бедра. Длина диафизарной части конструкции напрямую коррелировала с основными показателями стабильности исследуемых образцов. Выявлено, что в условиях нарастающей нагрузки системы кость-имплантат-кость наиболее высокие прочностные характеристики продемонстрировали системы с длинным диафизарным компонентом: динамический бедренный винт с длинной диафизарной пластиной и вертельной накладкой, реконструктивный гвоздь. Образцы с короткой диафизарной частью были менее устойчивы к осевой нагрузке в связи с отсутствием эффекта шунтирования.
Ключевые слова: повреждения проксимального отдела бедра, остеосинтез, стендовые испытания
M.Yu. Khanin, B.Sh. Minasov, R.R. Yakupov, T.B. Minasov, S.I. Rakhmatullin COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF STANDARD AND PROLONGED FIXING SYSTEMS IN THE RECONSTRUCTION OF THE FEMORAL PROXIMAL SECTION
Stabilization characteristics of the bone-implant-bone system have been studied under the conditions of standard osteosynthesis in fractures of the femoral proximal section. The length of the diaphysial sector of the construction directly correlates with basic stability indicators of the patterns studied. It has been shown that with an increased load of the bone-implant-bone system, the systems with a long diaphysial component, namely, a dynamic femoral screw with a long diaphysial plate and spit cover plate, reconstructive nail turned out to have the most stabilized characteristics. The patterns with a short diaphysial sector were less stable regarding the axial load due to the absence of shunting effects.
Key words: injuries of the femoral proximal sector, osteosynthesis, stand trials.
Обилие существующих хирургических технологий остеосинтеза проксимального отдела бедра зачастую усложняет их выбор специалистами и является доказательством отсутствия «золотого стандарта». На сегодняшний день ведущими доктринами оперативного лечения переломов проксимального отдела бедра (типы 3.1. А,В по классификации Ассо-
циации Остеосинтез (АО)) остаются динамический бедренный винт, гамма-гвоздь, реконструктивный гвоздь [1, 7]. По мнению большинства авторитетных ученых, предопределяющим механическое взаимоотношение системы кость-имплантат-кость в условиях различных динамических и статических нагрузок является резистентность к стартовой осевой
нагрузке [2, 3, 5, 7]. В связи с этим представляет большой интерес сравнительная оценка сертифицированных имплантатов, соответствующих стандартам 180 9001 и применяемых в широкой ортопедической практике [6, 8].
Цель исследования - изучение прочностных характеристик системы кость-имплантат-кость при остеосинтезе проксимального отдела бедра с экспериментальными переломами типа 3.1.А,В (АО) в условиях, приближенных к реальным по механогенезу разрушения.
Материал и методы
Исследованы три группы образцов с переломами типа 3.1. А, В (АО) проксимального отдела бедра, полученных закрытым способом по одинаковому механизму в эксперименте на биоманекенах, синтезированных различными видами имплантатов с рандомизацией технологии остеосинтеза. Механические характеристики испытуемых образцов сопоставлялись с интактным сегментом, который использовался в качестве контрольной группы. Каждая исследуемая система подвергалась дозированной нагрузке по оси конечности до полного разрушения со скоростью 5 мм/мин на универсальном динамометре Г^ТЯОК 1185. Биоманекены были сопоставимы по антропометрическим, возрастным и половым характеристикам.
Исследуемые образцы были разделены на следующие группы: образцы с коротким диафизарным компонентом, синтезированные динамическим бедренным винтом с диафи-зарной пластиной длиной 100м и канюлиро-ванными винтами (группа 1); образцы со средним диафизарным компонентом, синтезированные динамическим бедренным винтом с диафизарной пластиной и вертельной накладкой длиной 140мм и гамма-гвоздем длиной 240мм (группа 2), образцы с длинным диафизарным компонентом, синтезированные динамическим бедренным винтом с длинной диафизарной пластиной и вертельной накладкой длиной 268мм и реконструктивным стержнем длиной 400мм (группа 3), интакт-ные образцы приняты в качестве контрольной группы.
Протоколирование стендовых испытаний проводилось с помощью аналогового цифрового преобразователя с автоматической регистрацией времени, скорости, силы нагрузки и кинематографии. На стенде регистрировались максимальные пиковые значения сопротивления нагрузке, длительность эффективного сопротивления нагрузке, критические точки несостоятельности системы, величина падения межфрагментарной стабильности и характер падения напряжения.
Короткий диафизарный компонент
Средний диафизарный компонент
Длинный диафизарный компонент
Рис. 1. Максимальная пиковая прочность системы кость-имплантат-кость в условиях остеосинтеза проксимального отдела бедра в
зависимости от длины диафизарного компонента
Результаты и обсуждение
Стендовые испытания системы кость-имплантат-кость, а также интактной кости и обнаружили, что максимальную пиковую прочность продемонстрировал образцы контрольной группы, которые разрушились при нагрузке, равной в среднем 7806+62,81Н. При этом исследуемые стандартные технологии с использованием сертифицированных имплантатов по прочностным свойствам показали следующие результаты: группа 1 -
1827,33+216,52Н, группа 2 - 3368,5+381,72Н, группа 3 - 3589,33+374,82Н (рис. 1).
Показатели временной резистентности напрямую коррелировали с длиной диафизар-ной части системы. При этом наибольшую временную резистентность продемонстрировали образцы с длинным диафизарным компонентом, остававшиеся стабильными на 440,33+35,64 секунде эксперимента, группы 1 и 2 потеряли устойчивость на 262,33+115,15 и 316,83+121,26 секунде исследования соответственно (рис. 2).
Короткий диафизарный компонент
Длинный диафизарный компонент
Рис. 2. Показатели максимальной временной резистентности системы кость-имплантат-кость в условиях остеосинтеза проксимального отдела бедра в зависимости от длины диафизарного компонента
Сила воздействия при начальном меж-фрагментарном смещении была также выше в системах с длинной диафизарной частью конструкции - 3264,67+58,63 по сравнению с 1-й
- 1827,33+216,52Н и 2-й группами -
2181,33+95,42Н (рис. 3).
В условиях осевой нагрузки система кость-имплантат-кость имела различные характеристики поведения. Падение напряже -ния в интактных образцах происходило одномоментно, в отличие от других групп, в которых кривая падения напряжения снижалась постепенно. При этом образцы с интрамедул-лярным остеосинтезом после достижения критической точки разрушения системы характеризовались резким снижением тренда, в
то время как при использовании динамического бедренного винта и канюлированных винтов кривая падения напряжения имела более пологую форму.
Анализ закономерностей критических точек нарушения системы кость-имплантат-кость выявил, что динамический бедренный винт, гамма-гвоздь и реконструктивный гвоздь расстабилизировались в большинстве случаев за счет перфорации головки бедра винтом, иногда это происходило при меж-фрагментарном смещении, в одном случае отмечен чресфиксаторный перелом. При этом наибольшую стабильность по линии перелома продемонстрировали образцы 3-й группы.
Короткий
диафизарный
компонент
Длинный
диафизарный
компонент
Рис. 3. Сила воздействия при начальном межфрагментарном смещении в условиях остеосинтеза проксимального отдела бедра в
зависимости от длины диафизарного компонента.
Заключение
Стендовые испытания образцов кость-имплантат-кость, позволяют утверждать, что наилучшие характеристики зарегистрированы при использовании конструкций для остеосинтеза проксимального отдела бедра с длинным диафизарным компонентом.
Оценка трех параметров стабильности систем (пиковая прочность, временная резистентность, начальное межфрагментарное смещение) выявила, что наибольшую пиковую прочность продемонстрировали образцы с длинной диафизарной частью -3589,33+374,82Н, далее группа со средним и коротким диафизарным компонентом -3368,5+381,72Н и 1827,33+216,52Н соответственно. Максимальную длительную устойчивость во временном разложении продемонстрировали системы с длинным диафизарным компонентом, которые превосходили группы с короткой и средней диафизарной частью по временной резистентности в 1,7 и 1,4 раза соответственно. Межфрагментарная стабильность была также выше в системах с длинной диафизарной частью конструкции -3264,67+58,63Н по сравнению со средним -2181,33+95,42Н и коротким диафизарным компонентом - 1827,33+216,52Н Н.
Характер поведения систем в условиях осевой нагрузки выявил, что одномоментное падение напряжения отмечалось у интактных образцов, а кривые системы кость-имплантат-кость демонстрировали постепенное падение напряжения.
Таким образом, в результате проведенного экспериментального исследования на биоманекенах с созданием случайной модели разрушения по однотипной стандартной схеме механогенеза перелома, было установлено, что остеосинтез проксимального отдел бедра при переломах типа 3.1.А,В (АО) удлиненными фиксирующими системами обеспечивает самую высокую резистентность и временную выносливость. Изученные виды остеосинтеза дают возможность создания пролонгированной устойчивости сопротивления нагрузке, и разрушение системы происходит за счет перфорации головки бедра и межфрагментарного смещения. Образцы с коротким диафизарным компонентом были менее устойчивы к осевой нагрузке в связи с отсутствием эффекта шунтирования.
Оценка стартовых характеристик устойчивости системы кость-имплантат-кость, использования изученных технологий остеосинтеза при повреждениях проксимального отдела бедра позволяет определить критиче-
ские точки несостоятельности системы и рас- ванного сегмента диктуют определенную
крывает перспективу совершенствования экс- схему функциональной реабилитации и на-
плуатационных качеств имплантата. Исход- грузочного режима.
ные и временные характеристики синтезиро-
Сведения об авторах статьи
Ханин Михаил Юрьевич
зав отделением травматологии госпиталя пограничных войск РФ, к.м.н.
Минасов Булат Шамильевич
ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет Росздрава, заведующий кафедрой травматологии и ортопедии с курсом ИПО, профессор, д.м.н. Адрес: 450000, г.Уфа, ул. Ленина, 3.
Якупов Расуль Радикович
ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет Росздрава, доцент кафедры травматологии и ортопедии с курсом ИПО, к.м.н., контактная информация: Адрес: 450000, г.Уфа, ул. Ленина, 3, e-mail: [email protected] Минасов Тимур Булатович
ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет Росздрава, доцент кафедры травматологии и ортопедии с курсом ИПО, к.м.н. Адрес: 450000, г.Уфа, ул. Ленина, 3.
Рахматуллин Салават Ибрагимович
ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет Росздрава, проректор по административнохозяйственной и социальной работе, к.м.н. Адрес: 450000, г.Уфа, ул. Ленина, 3.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гамма-гвоздь: исторический обзор. / И.Кемпф., Ж.Таглан //Остеосинтез 2007. - №1. С. 12-17.
2. Хирургическая техника остеосинтеза бедренной кости вертельным Гамма-гвоздем. / С.В. Сергеев, О. Б. Гришанин // Остеосинтез. - 2008. - №1. С.17-25.
3. Осложнения при использовании стандартного и длинного гамма-гвоздей и способы их предотвращения. / Шен В.И.//Остеосинтез. - 2007. - №1. С.17-25.
4. Biomechanical Evaluation of Periprosthetic Femoral Fracture Fixation / Rad Zdero, Richard Walker, James P. Waddell and Emil H. Schemitsch // J. Bone Joint Surg Am. - 2008; 90:1068-1077.
5. Dittel K.-K., Rapp M. The Double Dynamic Martin Screw (DMS). Adjustable Implant System for Proximal and Distal Femur Fractures. - 2008 - 185p.
6. Femoral neck fracture after removal of the standard gamma interlocking nail: a cadaveric study to determine factors influencing the biomechanical properties of the proximal femur / Kukla C, Pichl W, Prokesch R, et al. // J Biomech. 2001;34: P. 1519-1526.
7. Parker MJ Gamma and other cephalocondylic intramedullary nails versus extramedullary implants for extracapsular hip fractures. (Cochrane review) / Parker MJ, Handoll HH // In the Cochrane Library, Issue 1, 2001. Oxford: Update Software.
8. Sommers, Mark B. MS Лабораторная модель оценки устойчивости к прорезыванию имплантатов, используемых для остеосинтеза чрезвертельных переломов / Sommers, Mark B. MS; Roth, Christoph MS; Hall, H. MS et al. // Margo Anterior 2006. - №1. С.5.
