Порівняльний аналіз надійності фіксації черезвертлюгових переломів стегнової кістки із застосуванням звичайного та подовженого проксимального стегнового стрижня

Abstract

Актуальність. Проблема лікування хворих із навколосуглобовими переломами проксимального відділу стегнової кістки в наш час не може вважатися остаточно вирішеною. За даними різних авторів, їх частота становить від 20 до 53,3 % серед усього числа постраждалих з переломами стегна і виникають вони частіше у старечому віці (60 %), ніж у літньому (40 %). При лікуванні переломів проксимального відділу стегнової кістки широко впроваджуються малоінвазивні, малотравматичні технології застосування проксимального стегнового стрижня Troсhanteric Gamma Nail G 3 (Stryker), PFN A (Synthes), ChFN (ChM). Використовують як звичайний, так і подовжений варіант проксимального стегнового стрижня. Здійснюються спроби обґрунтування придатності механічних остеоімплантатів на основі імітаційного комп’ютерного моделювання, що відображають деякі аспекти поведінки системи «кістка — імплантат», з використанням методу скінченних елементів. У роботі шляхом імітаційного комп’ютерного моделювання досліджено поведінку біомеханічної системи «фіксатор — кістка» з визначенням її напружено-деформованого стану при застосуванні звичайного та подовженого проксимального стегнового стрижня (PFN), який забезпечує оптимальні біомеханічні та біологічні умови для зрощення черезвертлюгових переломів. Мета роботи. Порівняльний аналіз стабільності остеосинтезу кісткових фрагментів черезвертлюгових переломів стегнової кістки типу А2 та А3 із застосуванням звичайного та подовженого проксимального стегнового стрижня. Матеріали та методи. На основі аксіальних сканів спіральної комп’ютерної томографії моделей стегнової кістки за допомогою програмного пакета Mimics і Solid Works створено імітаційні 3-D-моделі проксимального відділу стегнової кістки з вертлюговими переломами типу А2 та А3 з їх фіксацією за допомогою звичайного та подовженого проксимального стегнового стрижня (PFN). Подальші розрахунки напружено-деформованого стану (НДС) методом скінченних елементів здійснювали у програмному середовищі ANSYS. Ключовими показниками для проведення порівняльного аналізу обрані отримані шляхом розрахунків значення НДС — інтенсивності напружень (за Мізисом) у фіксуючих конструкціях і в ділянці перелому та переміщення (Total Deformations) у площині перелому. Розрахунки НДС проводили для інтактної моделі та для кожного з типів переломів А2 та А3 із застосуванням для фіксації звичайного та подовженого проксимального стегнового стрижня без блокуючих гвинтів, з одним та двома блокуючими гвинтами. Результати. Подовжений стрижень забезпечує більш надійну фіксацію кісткових відламків стегнової кістки при обох типах переломів. Показники напружень на кістки та фіксатори значно знижуються, а навантаження на біомеханічну конструкцію «кістка — фіксатор» розподіляються між усіма елементами моделі більш рівномірно, не створюючи локальних концентраторів напружень та не перевищуючи межі міцності матеріалу. Переміщення по площині перелому при подовженому стрижні зменшуються приблизно в 10 разів для всіх комбінацій «перелом/фіксатор». Варіювання кількістю блокуючих гвинтів при остеосинтезі проксимальним стегновим стрижнем змінює характер поведінки біомеханічної конструкції «кістка — фіксатор». Застосування одного або двох блокуючих гвинтів викликає незначне зростання показників напружень по площині перелому при переломі типу А2 та їх зменшення при переломі типу А3. Але зміна напружень є незначною, більш важливим моментом є те, що при додаванні блокуючих гвинтів переміщення по площині перелому зменшуються для переломів як типу А2, так і типу А3, що свідчить про надійнішу фіксацію відламків і більш стабільний остеосинтез. Висновки. За даними комп’ютерного моделювання обидва варіанти PFN забезпечують достатню фіксацію відламків і стабільність остеосинтезу при хірургічному лікуванні черезвертлюгових переломів типу А2 та А3. Застосування подовженого PFN-стрижня забезпечує більш надійну фіксацію кісткових фрагментів порівняно зі звичайним стрижнем PFN при черезвертлюгових переломах стегнової кістки типу А2 та А3 та не залежить від кількості застосованих блокуючих гвинтів. Проведене дослідження дозволить визначити диференційований підхід до лікування осіб із черезвертлюговими переломами стегнової кістки, покращить ефективність надання медичної допомоги цій тяжкій категорії хворих.