Математичне моделювання напружено-деформованого стану елементів стопи в умовах гіпоплазії латеральної кісточки

Abstract

Одним із частих ускладнень лікування травм надп’ятково-гомілкового суглоба (НГС) у віддаленому періоді є розвинення його хронічної нестабільності. Серед чинників ризику її виникнення — уроджене або набуте укорочення (гіпоплазія) латеральної кісточки різного ступеня. Мета. Визначити вплив гіпоплазії латеральної кісточки на розподіл напружень у кісткових і зв’язкових елементах стопи. Методи. Проведене математичне моделювання дистального кінця нижньої кінцівки. Відтворено два варіанти положення п’яткової кістки — варусне та вальгусне з кутом відхилення від вертикальної осі в обох випадках 15°. Вертикальне розподілене навантаження величиною 700 Н прикладали до плато великогомілкової кістки. По опорній поверхні стопи моделі мали жорстке закріплення. Заміри величин механічних напружень проводили в контрольних точках. За критерії оцінки напружено-деформованого стану (НДС) використано напруження за Мізесом. Результати. Визначено, що за гіпоплазії латеральної кісточки збільшуються величини напружень із латерального боку на піднадп’ятковій кістці від 6,3 МПа до 6,4 МПа, із медіального — на п’ятковій від 5,8 МПа до 6,0 МПа, надп’ятковій від 2,1 МПа до 2,3 МПа. Також змінюється НДС у зв’язках НГС. У випадку нейтрального положення п’яткової кістки гіпоплазія латеральної кісточки спричинює зниження величин напружень у зв’язках із латерального боку НГС, що можна пояснити їхнім подовженням та, відповідно, проєк­ційним збільшенням довжини. У випадку варусного або вальгусного положення п’яткової кістки за умов гіпоплазії латеральної кісточки виявлено, що за варусного положення п’яткової кістки перенапружуються зв’язки з латерального боку, вальгусного — із медіального. Висновки. Зменшення величин напружень у зв’язках НГС у випадках вальгусного або варусного положення п’яткової кістки є одним із чинників зниження функціональної стійкості суглоба та може бути причиною розвитку його хронічної нестабільності.