Напружено-деформований стан проксимального відділу стегнової кістки в умовах ендопротезування в разі дефекту шийки на рівні малого вертлюга зі встановленими ніжками різного типу фіксації

Abstract

In the primary hip arthroplasty, the metaphyseal fixation type stems have proved to be very useful, allowing the stability of the fixation and the diaphyseal section of the femur to remain stable for future revision surgeries. However, with the increase in the defect of bone tissue as a result of trauma, it becomes necessary to use the stems of a second type of fixation. Pur­pose: to investigate the stress-strain distribution of the proxi­mal femur in conditions of arthroplasty with stems of various types of fixation in case of defect of the femoral neck at the level of a minor trochanter. Methods: using the finite element method, the pelvic and hip joints were modeled in various phases of walking. The model included the endoprosthesis «Zimmer» installed in the left hip joint in two versions — with metaphyseal and diaphyseal stems fixation types. Results: stress-strain dis­tribution of the proximal femur in conditions of endoprosthetics with a femoral neck defect at the level of a minor trochanter was different for variants of the model with diaphyseal and metaphyseal stem fixation in all phases of the movement. The stress-strain data for the version of the model with the metaphysi­cal fixation stem almost always exceeded the values obtained with the diaphysial type of fixation. The greatest difference was found for the first and third phases of movement in the upper third of the medial surface of the femur at the site of contact with the endoprosthesis. Conclusions: in the case of a femo­ral neck defect at the level of a minor trochanter in conditions of endoprosthetics, it is necessary to give preference to the use of an endoprosthesis with a diaphysial fixation stem.

При первичном эндопротезировании поврежденного сустава хорошо зарекомендовали себя ножки метафизарного типа фиксации, позволяющие сохранить стабильность фиксации и диафизарный отдел бедренной кости для будущих ревизий. Однако с увеличением дефекта костной ткани в результате травмы возникает необходимость использования ножек диафизарного типа. Цель: исследовать напряженно-деформированное состояние (НДС) проксимального отдела бедренной кости в условиях эндопротезирования с установленными ножками различного типа фиксации при дефекте шейки бедренной кости на уровне малого вертела. Методы: проведено моделирование таза и тазобедренного сустава человека в различных фазах ходьбы методом конечных элементов. Модель включала установленный в левый тазобедренный сустав эндопротез «Zimmer» в двух вариантах — с ножками метафизарного и диафизарного типов фиксации. Результаты: НДС проксимального отдела бедренной кости в условиях эндопротезирования при дефекте шейки бедренной кости на уровне малого вертела отличалось для вариантов модели с ножками диафизарного и метафизарного типов фиксации во всех фазах движения. Показатели НДС для варианта модели с ножкой метафизарного типов фиксации практически всегда превышали значения, полученные при использовании ножки диафизарного типа. Наибольшая разница обнаружена для первой и третьей фаз движения в верхней трети медиальной поверхности бедренной кости в месте контакта с эндопротезом. Выводы: в случае дефекта шейки бедренной кости на уровне малого вертела в условиях эндопротезирования необходимо отдавать преимущество использованию эндопротеза с ножкой диафизарного типа фиксации.

У разі первинного ендопротезування ушкодженого суглоба добре зарекомендували себе ніжки метафізарного типу фіксації, які дають змогу зберегти стабільність фіксації і діафізарний відділ стегнової кістки для майбутніх ревізій. Проте зі збільшенням дефекту кісткової тканини внаслідок травми виникає необхідність використання ніжок діафізарного типу. Мета: дослідити напружено-деформований стан (НДС) проксимального відділу стегнової кістки в умовах ендопротезування зі встановленими ніжками різного типу фіксації в разі дефекту шийки стегнової кістки на рівні малого вертлюга.Методи: проведено моделювання таза та кульшового суглоба людини на різних фазах ходьби методом кінцевих елементів. Модель містила встановлений у лівий кульшовий суглоб ендопротез «Zimmer» у двох варіантах — із ніжками метафізарного і діафізарного типів фіксації. Результати: НДС проксимального відділу стегнової кістки в умовах ендопротезування в разі дефекту шийки стегнової кістки на рівні малого вуртлюга відрізнявся для варіантів моделі з ніжками діафізарного і метафізарного типів фіксації в усіх фазах руху. Показники НДС для варіанта моделі з ніжкою метафізарного типу фіксації практично завжди перевищували значення, отримані в разі використання ніжки діафізарного типу. Найбільшу різницю виявлено для першої і третьої фаз руху у верхній третині медіальної поверхні стегнової кістки в місці контакту з ендопротезом. Висновки: у разі дефекту шийки стегнової кістки на рівні малого вертлюга в умовах ендопротезування необхідно віддавати перевагу використанню ендопротеза з ніжкою діафізарного типу фіксації.