Біомеханічні аспекти транспедикулярної фіксації зони грудопоперекового переходу: вплив латерофлексії

Abstract

Зміна поглядів на хірургію травмованого хребта протягом останніх декількох десятиліть характеризується активним упровадженням принципу стабілізації без консолідації. Це значно розширює можливості втручань щодо повноти декомпресії та повноцінності відновлення осі хребта, але висуває підвищені вимоги до надійності фіксувальних систем і рівномірності розподілу навантаження на металоконструкцію і кісткові структури. Мета. Вивчити особливості розподілу навантаження на моделі грудопоперекового переходу в разі резекції одного хребця, а також залежно від довжини транспедикулярного гвинта і поперечних стяжок системи стабілізації. Методи. Розроблено математичну скінченно-елементну модель грудопоперекового відділу хребта людини, яка імітує стан після хірургічного лікування його травматичного ушкодження зі значним ураженням тіла хребця ТhХІІ. Дослідили 4 варіанти транспедикулярної фіксації (із використанням монокіркових фіксувальних і довгих біокіркових гвинтів, а також двох поперечних стяжок і без них). Результати. Аналіз напружено-деформованого стану моделі виявив, що найнавантаженішими кістковими структурами за латерофлексії є тіло хребця LІІ, де величина навантаження становила 17,2; 16,2; 16,3 та 15,5 МПа, відповідно для моделей із монокірковими гвинтами без поперечних стяжок, бікірковими гвинтами без стяжок, монокірковими гвинтами та стяжками, бікірковими гвинтами й стяжками. Пікові навантаження на транспедикулярних гвинтах зафіксовано на імплантованих у тіло хребця ThХІ (24,8; 25,7; 22,8 і 24,3 МПа, відповідно для розглянутих моделей) та в тіло хребця LІІ (20,2; 24,6; 19,7 і 23,7 МПа). Висновки. Використання довгих транспедикулярних гвинтів за нахилу вбік спричиняє менше напруження в кісткових елементах, ніж у моделі з короткими гвинтами, але на самих гвинтах і кістковій тканині навколо них напруження зростають. Поперечні стяжки сприяють зниженню напруження в усіх контрольних точках моделей як із короткими, так і з дов­гими фіксувальними гвинтами.