Abstract
Aseptic femoral head necrosis in children has a polyethiological structure and leads to the formation of various deformities or the entire proximal femur. Consequences of this may be the early development of hip joint arthritis. Objective: to study the stress-strain state of the hip joint components in cases of femoral head defects of 25 % of its size with different localization due to aseptic femoral head necrosis in children. Methods: a simplified finite element model of the childʼs hip joint was constructed and mathematical studies of the stress-strain state were performed in the normal joint and modeling of the femoral head defect with a 25 % of its volume. The defect was located in the lower and middle parts of the femoral head, in the zone of its loading and at the boundary of the upper edge of the acetabulum. The study of the stress-strain state model was made under the influence of a vertical load of 270 N, and also simulated the effect of the gluteus medius (450 N) and gluteus minimus (200 N) muscles. Results: Normally the main loading transfers through the cortical layer of the femur, the tensions in the cancellous bone are insignificant. The most stressed zone is the femoral neck, especially in the upper part, in the area of its transition to the head under the growth zone. In the case of a defect in the medial and upper parts of the femoral head, slight changes of the stress-strain state were found, and at the border of the upper edge of the acetabulum and in the growth zone — were pronounced. The maximum stress level reached 22.0 MPa, which is 2.5 times higher than the norm. Conclusions: as for to stress distribution in hip joint models, the most unfavorable position is the location of the defect in size 25 % of the femoral head volume at the border of the upper edge of the acetabulum and in the upper part of the femoral head, in the zone of its main load. It is with this option that the highest level of stress is observed on all the sites of the femur.
Highlights
Останніми десятиліттями збільшується кількість дітей і підлітків з асептичним некрозом головки стегнової кістки (АНГСК) або хворобою Легг-Кальве-Пертеса (ХЛКП) [4, 5, 17, 21]
Значні деформації як ГСК, так і всього проксимального відділу стегнової кістки (ПВСК) у випадках асептичного некрозу спричиняють не лише біль і обмеження рухів у кульшовому суглобі (КС), а й втрату конгруентності його компонентів
STRESS-STRAIN STATE OF HIP JOINT IN CHILDREN WITH ASEPTIC FEMORAL HEAD NECROSIS (THE FIRST MESSAGE)
Summary
Ситенка НАМН» проведені математичні дослідження напружено-деформованого стану (НДС) моделей КС у випадках дефектів ГСК різного об’єму та локалізації внаслідок АНГСК [8]. Для моделювання варіантів перебігу АНГСК застосовано три модифікації базової моделі з дефектами ГСК розміром 25, 50 і 75 % від її об’єму, що відповідає II–IV типам ураження за класифікацією А. Досліджувані варіанти моделей кульшових суг лобів із дефектами ГСК в розрізі у фронтальній площині наведено на рис. На моделі з дефектом ГСК розміром 25 % від її об’єму вивчали вплив його локалізації на НДС. Відтворювали локалізацію дефекту в нижній і середній частинах ГСК, у зоні навантаження та на межі з верхнім краєм кульшової западини 3. Варіанти моделей КС в з дефектом ГСК 25 (а), 50 (б) і 75 % (в) від її об’єму а б в г. Модель КС із різним розташуванням дефекту (25 %) ГСК: у медіальній (а), середній (б), середньо-верхній (в) і латеральній (г) частинах
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.