Ключові слова
Як цитувати
Анотація
Актуальність. Апарати зовнішньої фіксації (АЗФ) знайшли широке застосування при лікуванні переломів таза, але не завжди міцність з’єднання стрижнів і кістки дозволяє здійснити ранню реабілітацію пацієнтів.
Мета. Біомеханічне обгрунтування зовнішнього остеосинтезу таза АЗФ зі стрижнями з разноспрямованою різьбою на грунті аналізу напружено-деформованого стану (НДС) системи «АЗФ - таз» і експериментального дослідження міцності різьбових з'єднань різних видів стрижнів і тазової кістки під дією знакозмінних циклічних навантажень.
Матеріали та методи. Проведено аналіз НДС системи «АЗФ - таз» на скінченноелементній математичній моделі, результати математичного моделювання веріфіковані експериментальними дослідженнями міцності різьбових з'єднань різних видів стрижнів і тазової кістки при впливі знакозмінних циклічних навантажень. Використовувалися АВФ зі стрижнями з циліндричною односпрямованою різьбою і стрижні, один з яких мав правобічну різьбу, а інший - лівобічну.
Результати. При одноопорному стоянні в стрижнях АЗФ з однаковою різьбою виникають крутні моменти, спрямовані в різні боки: праворуч-спрямований за годинниковою стрілкою (вкручування), ліворуч - проти годинникової стрілки (викручування). Зміна напрямку різьби на стрижні АЗФ не призводить до перерозподілу НДС системи «АВФ - таз» і зміни значень моментів, але напрямки дії моментів сил для лівого стрижня будуть відповідати вкручуванню як при лівобічному, так і правобічному одноопорному стоянні.
Висновки. З’єднані в АЗФ балкою стрижні з різноспрямованою різьбою створюють взаємноблокуючу структуру, яка перешкоджає самовикручіванню стрижнів. Така конструкція значно збільшує міцність з'єднання АЗФ з тазовою кісткою і створює умови для ефективного застосування ранньої реабілітації хворих з переломами кісток тазу.
Посилання
Osterhoff, G., Tiziani, S., Ferguson, S. J., Spreiter, G., Scheyerer, M. J., Spinas, G. L. … Werner, C. M. (2014). Mechanical testing of a device for subcutaneous internal anterior pelvic ring fixation versus external pelvic ring fixation. BMC Musculoskeletal Disorders, 15, 111. doi:10.1186/14712474-15-111.
Lei, J., Dong, P., Li, Z., Zhu, F., Wang, Z., & Cai, X. (2017). Biomechanical analysis of the fixationsystems for anterior column and posterior hemi-transverse acetabular fractures. Acta Orthopaedica et Traumatologica Turcica, 51(3), 248-253. doi: 10.1016/j.aott.2017.02.003.
Zienkiewicz, O. C., & Taylo, R. L. (2005). The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics. Butterworth-Heinemann.
Lee, C. H., Hsu, C. C., & Huang, P. Y. (2017). Biomechanical study of different fixation techniquesfor the treatment of sacroiliac joint injuries using finite element analyses and biomechanical tests. Computers in Biology and Medicine, 87, 250-257. doi: 10.1016/j.compbiomed.2017.06.007.
Ding, S., Chen, F., Huang, J., Zhang, G., Wang, F. … Ruan, Z. (2020). Modified pedicle screwrod versus anterior subcutaneous internal pelvic fixation for unstable pelvic anterior ring fracture: A retrospective study and finite element analysis. Orthopedic Clinical Research. doi: 10.21203/rs.3.rs16488/v1.
Jhou, S. Y., Shih, K. S., Huang, P. S., Lin, F. Y. & Hsu, C. C. (2019). Biomechanical analysis ofdifferent surgical strategies for the treatment of rotationally unstable pelvic fracture using finite element method. Journal of Mechanics in Medicine and Biology, 19(1), 1940015. doi: 10.1142/S0219519419400153.
Li, L., Lu, J., Yang, L., Zhang, K., Jin, J., Sun, G., Wang, X. & Jiang, Q. (2019). Stabilityevaluation of anterior external fixation in patient with unstable pelvic ring fracture: a finite element analysis. Annals of Translational Medicine, 7(14), 303. doi: 10.21037/atm.2019.05.65.
Chen, H., Wu, L., Zheng, R., Liu, Y., Li, Y., & Ding, Z. (2013). Parallel analysis of finite elementmodel controlled trial and retrospective case control study on percutaneous internal fixation for vertical sacral fractures. BMC Musculoskeletal Disorders, 14, 217. doi: 10.1186/1471-2474-14-217.
Liu, L., Fan, S., Chen, Y., Peng, Y., Wen, X., Zeng, D., Song, H., & Jin, D. (2020). Biomechanicsof Anterior Ring Internal Fixation Combined with Sacroiliac Screw Fixation for Tile C3 Pelvic Fractures. Medical Science Monitor : International Medical Journal of Experimental and Clinical Research, 26, e915886. doi: 10.12659/MSM.915886.
Shan, T., Anlin, L., Mingming, Y., Haitao, Y., Anwei, Z., & Shichang, G. (2020). Anterior supraacetabular external fixation for tile C1 pelvic fractures: a digital anatomical study and a finite element analysis. European Journal of Trauma and Emergency Surgery. doi: 10.1007/s00068-020-01517-8.
Shim, V., Gather, A., Hoch, A., Schreiber, D., Grunert, R., Peldschus, S., Josten, C., & Bohme, J.(2017). Development of a Patient-Specific Finite Element Model for Predicting Implant Failure in Pelvic Ring Fracture Fixation. Computational and mathematical methods in medicine, 2017, 9403821. doi: 10.1155/ 2017/9403821.
Bone mechanics handbook (2001). S. C. Cowin (Ed.). CRC Press Reference.
Vidal-Lesso, A., Ledesma-Orozco, E., Daza-Benitez, L., |& Lesso-Arroyo, R. (2014). MechanicalCharacterization of Femoral Cartilage Under Unicompartimental Osteoarthritis. Ingenieria Mecanica Tecnologia Y Desarrollo, 4(6), 239-246.
Savio, L. Y., & Woo, S. D. (2006). Abramowitch, Robert Kilger, Rui Liang. Biomechanics of kneeligaments: injury, healing, and repair. Journal of Biomechanics, 39, 1-20. doi: 10.1016/j.jbiomech.2004.10.025.
Modenese, L., Phillips, A. T., & Bull, A. M. (2011). An open source lower limb model: Hip jointvalidation. Journal of Biomechanics, 44(12), 2185-2193. doi: 10.1016/j.jbiomech.2011.06.019.
Karpinskiy, M. Iu., Zubatii, S. S., Lavinskii, D. V., & Fomin, G. G. (2000). Matematicheskoyeissledovaniye mekhanicheskikh kolebatel'nykh svoystv dlinnykh kostey [Mathematical study of mechanical vibrational properties of long bones]. Medicina i ..., (1), 47-50.
Serdiuk, A. I., Miteleva, Z. M., Kas'yanov, A. I., Mon'ko, O. N., & Karpinskiy, M. Iu. (1994). Razrabotka, sozdaniye i issledovaniye upravlyayemogo vibromassazhnogo ustroystva [Development, creation and research of a controlled vibration massage device]. Proceedings 45th Conference of Polava ISI, Poltava, 214.
Aleksandrov, A. V., Potapov, V. D., & Derzhavin, B. P. (2000). Soprotivleniye materialov [Strengthof materials]. Moscow: Vysshaya shkola.
Birger, I. A., & Iosilevich, G. B. (1990). Rez'bovyye i flantsevyye soyedineniya [Threaded andflange connections.]. Moscow: Mashinostroyeniye.
Blekhman, I. I., Blekhman, L. I., Vasil'kov, V. B., Ivanov, K. S., & Yakimova, K. S. (2012). Obiznose oborudovaniya v usloviyakh vibratsii i udarnykh nagruzok [Wear and tear of machine parts affected by vibration and percussive impacts]. Vestnik nauchno-tekhnicheskogo razvitiya, (11), 3-14. Retnrived from: http://www.vntr.ru/ftpgetfile.php?id=643
Nasledov, A. (2011). SPSS 19: professional'nyy statisticheskiy analiz dannykh [SPSS 19: Professional Statistical Analysis of Data]. Saint Petersburg: Peter.
"Inter Collegas" є журналом відкритого доступу: всі статті публікуються у відкритому доступі без періоду ембарго, на умовах ліцензії Creative Commons Attribution ‒ Noncommercial ‒ Share Alike (CC BY-NC-SA, з зазначенням авторства ‒ некомерційна ‒ зі збереженням умов); контент доступний всім читачам без реєстрації з моменту його публікації. Електронні копії архіву журналів розміщені у репозиторіях ХНМУ та Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.