Біомеханічне обґрунтування накісткового остеосинтезу у разі переломів зовнішньої гомілки

Abstract

The end-element analysis of the stress-deformed state of the “fibula-fixing device” system is done for three osteosynthesis models of the episyndesmosis fracture of the external malleolus (fracture A1 in AO classification). The models differed only in their fixing plate design type: model 1 — a smooth ordinary cylindrical panel-plate AO; model 2 — an ordinary panel-plate, with two additional symmetrical cogs in its distal part; model 3 — an ordinary panel-plate, with three additional symmetrical cogs in its distal part. The obtained calculation results convincingly demonstrate the advantage of the studied osteosynthesis with cogged fixing plates, especially model 3, from the viewpoints of both the junction strength and rigidity. When analysing the stressed state of the “bone-fixing plate” system, one should take into consideration its peculiarities, caused by the nature of maximum strains, which appear in the region of concentrators. It is necessary to avoid fragile materials, when struc­tures for osteosynthesis are manufactured. Without fail, possible stress concentrators must be eliminated in both the fixing plates and bone, particularly when screw channels and cog holes are prepared.

Методом конечных элементов выполнен анализ напряженно-деформированного состояния системы «малоберцовая кость-фиксатор» для трех моделей остеосинтеза подсиндесмозного перелома наружной лодыжки (перелом А1 по классификации АО). Модели отличались только типом пластины-фиксатора: модель 1 – гладкая ординарная цилиндрическая панель-пластина AO; модель 2 – ординарная панель-пластина, дополненная в дистальном отделе двумя симметрично расположенными зубцами; модель 3 – ординарная панель-пластина, дополненная в дистальном отделе тремя симметрично расположенными зубцами. Полученные результаты расчета убедительно свидетельствуют о преимуществе, как с точки зрения прочности, так и жесткости соединения, исследуемого остеосинтеза пластинами-фиксаторами с зубцами, в особенности модели 3. При анализе напряженного состояния системы «кость-фиксатор» необходимо учитывать его особенности, связанные с природой максимальных напряжений, возникающих в области концентраторов. При изготовлении конструкций для остеосинтеза следует избегать хрупких материалов. В обязательном порядке необходимо устранять возможные концентраторы напряжений как в фиксаторах, так и в кости, в частности при подготовке каналов под винты и отверстий под зубцы.

Методом кінцевих елементів виконано аналіз напружено-деформованого стану системи «малогомілкова кістка-фіксатор» для трьох моделей остеосинтезу підсиндесмозного перелому бічної кісточки (перелом А1 за класифікацією АО). Моделі відрізнялися тільки типом пластини-фіксатора: модель 1 - гладка ординарна циліндрична панель-пластина AO; модель 2 - ординарна панель-пластина, доповнена в дистальному відділі двома симетрично розташованими зубцями; модель 3 - ординарна панель-пластина, доповнена в дистальному відділі трьома симетрично розташованими зубцями. Отримані результати розрахунку переконливо свідчать про перевагу, як з точки зору міцності, так і жорсткості з'єднання, досліджуваного остеосинтезу пластинами-фіксаторами з зубцями, особливо моделі 3. Під час аналізу напруженого стану системи «кістка-фіксатор» необхідно враховувати його особливості, пов'язані з природою максимальних напружень, що виникають в ділянці концентраторів. У разі виготовлення конструкцій для остеосинтезу слід уникати крихких матеріалів. В обов'язковому порядку необхідно усувати можливі концентратори напружень як у фіксаторах, так і в кістці, зокрема під час підготовки каналів під гвинти і отворів під зубці.