Напружений остеосинтез при переломах проксимального відділу стегна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Державна установа

“Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка Академії медичних наук України”

УДК 616.718.42+617.582.5-.001.5-053.88/.9-089.2

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Напружений остеосинтез при переломах проксимального відділу стегна

14.01.21. ? травматологія та ортопедія

Побєл Євген Анатолійович

Харків - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Запорізькій медичній академії післядипломної освіти МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук професор Попсуйшапка Олексій Корнілійович, Харківська медична академія післядипломної освіти МОЗ України професор кафедри травматології та ортопедії

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук Танькут Володимир Олексійович, Державна установа “Інститут патології хребта та суглобів імені професора М. І. Ситенка Академії медичних наук України”, головний науковий співробітник відділу патології суглобів

доктор медичних наук доцент Анкін Микола Львович, Київська обласна клінічна лікарня МОЗ України головний лікар

Захист відбудеться “16” листопада 2007 р. об 11.30 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.607.01 Державної установи “Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка Академії медичних наук України” (61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 80).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Державної установи “Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка Академії медичних наук України” (61024, м.Харків, вул. Пушкінська, 80).

Автореферат розісланий “13” жовтня 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор медичних наук професор В.О. Радченко

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Переломи проксимального відділу стегнової кістки (ПВСК) залишаються однією зі складних травм опорно-рухової системи (ОРС).

Кількість ушкоджень шийки стегнової кістки в структурі травм опорно-рухової системи складає 5,5-7%, а ділянки вертлюга ? від 8 до 17% від переломів кісток скелета (Терновий К.С. зі співавт., 1989; Корж М.О. зі співавт., 1997; Суховецький В.В., 2005), при цьому вертлюгові переломи стегнової кістки зустрічаються частіше, ніж шийки стегнової кістки (ШСК) (Азізов М.Ж. зі співавт., 2000).

Переломи шийки стегнової кістки, з причини особливості анатомічної будови і кровопостачання шийки і головки стегнової кістки, дають значну кількість незадовільних результатів лікування - від 55 до 70% (Поворознюк В.В. зі співавт., 1996; Дамбахер М.А. зі співавт., 1996; Coster А. еt al., 1994; Шестерня Н.С. 2006), що виражається у великій кількості пацієнтів, які вийшли на інвалідність (23%), та високому відсотку летальності (18-43%).

Черезвертлюгові переломи останнім часом “помолодшали” з причини ранішого зниження міцності кісткової тканини в ПВСК в напрямі від епіфіза до діафіза через аліментарні та екологічні чинники. У зв'язку з цим в даний час стоїть гостро питання про надійний підбір фіксаторів, що забезпечують стабільність фіксації відламків на весь термін лікування.

З аналізу літератури випливає, що найпрогресивнішим способом остеосинтезу є застосування гвинтових фіксаторів, як заглибних (Колесніков Ю.П., 1987; Анкин Л.Н. 2000; Шестерня Н.А. 2005), так і зовнішніх (Король А.Е. 1996; Суховецкий В.В. 2005; Рафаелян А.В. 2006), що передбачають компресію відламків. Але при цьому лишається проблемною ситуація, яка зумовлена ненадійністю з'єднання гвинтових металевих фіксаторів з відламками. Її розв`язання, на наш погляд, можливе через вивчення структурно-механічних властивостей з'єднань в конструкціях, що утворюються, та розробку нових більш ефективних фіксаторів і методик їх застосування.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно плану науково-дослідних робіт Запорізької медичної академії післядипломної освіти МОЗ України і є фрагментом теми “Лікування переломів проксимального відділу стегна” (шифр ВН.К.02.23.28-04. держреєстрація № 0105U004108; дисертант на підставі власних експериментальних і клінічних досліджень одержав нові знання про біомеханічні особливості ПВСК в умовах фіксації переломів даної локалізації різними гвинтовими імплантатами з можливістю постійної підтримки напруження по лінії перелому, обґрунтував і запропонував нові методики лікування переломів шийки і вертлюгової ділянки стегнової кістки з використанням нових пристроїв).

Мета дослідження: удосконалити методики хірургічного лікування переломів проксимального відділу стегнової кістки на основі розробки нових пристроїв і засобів фіксації відламків.

Задачі дослідження:

1. Дослідити напруження та властивості біомеханічної конструкції “відламки-фіксатор”, створюваної при хірургічному лікуванні переломів шийки стегнової кістки.

2. Вивчити на анатомічних моделях структуру і міцнісні характеристики різних типів з`єднань різьбових фіксаторів з відламками при переломах шийки стегнової кістки.

3. Розробити нові пристрої для остеосинтезу переломів проксимального відділу стегнової кістки на основі різьбових стержнів і методики лікування з їх використанням.

4. Провести аналіз отриманих результатів лікування хворих з переломами ПВСК розробленими пристроями для остеосинтезу і дати їм порівняльну оцінку.

Об'єкт дослідження: переломи проксимального відділу стегнової кістки, процес зрощення переломів ПВСК.

Предмет дослідження: пристрої для остеосинтезу переломів ПВСК, препарати проксимального відділу стегнової кістки людини, різні біомеханічні конструкції “відламки стегнової кістки ? фіксатор”

Методи дослідження: клінічні, рентгенологічні (рентгенометричні) дослідження хворих, використані методи математичного моделювання ПВСК і його переломів, морфометричні дослідження структури кістки у вузлах з'єднання з фіксаторами, статистична обробка числових даних.

Наукова новизна дослідження: на комп'ютерній моделі ПВСК зі створенням перелому шийки стегнової кістки методом кінцевих елементів при дослідженні топографії внутрішніх напружень, під час осьового навантаження кінцівки і шийки стегнової кістки при різних скріпленнях відламків металевими фіксаторами було виявлено, що місцями найбільшої концентрації напружень є:

? зона компактної кістки по внутрішньо-бічній поверхні шийки і

головки стегнової кістки;

? на ділянках фіксаторів, розташованих в зоні перелому;

? у зовнішньому компактному шарі кістки, прилеглому до фіксатора.

Доведено, що рівномірний розподіл внутрішніх напружень в біомеханічній конструкції “відламки-фіксатор” відбувається при повному контакті кістки по площині перелому і використанні у фіксаторі діафізарної накладки.

Уперше біомеханічно обґрунтовано, що міжвідламкову компресію при переломах ПВСК доцільно здійснювати гвинтом, введеним в центральну або верхню частину головки. Доведено, що доцільно використовувати стержні з широким кроком при невеликій висоті витків.

Уперше для остеосинтезу переломів ПВСК використовувалися запропоновані і запатентовані автором металеві фіксатори подібної конструкції на основі різьбових стержнів.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновані вдосконалені, біомеханічно обґрунтовані пристрої для заглибного і зовнішнього напруженого остеосинтезу переломів шийки і вертлюгової ділянки стегнової кістки. Розроблені методики їх застосування, які дозволили підвищити ефективність лікування даних ушкоджень: скоротити терміни перебування в стаціонарі, підвищити мобільність постраждалих, скоротити відсоток незадовільних результатів. Пристрої і методики лікування з їх використанням упроваджені в Запорізькій багатопрофільній міській клінічній лікарні №9 міста Запоріжжя; у міській клінічній лікарні екстреної і швидкої медичної допомоги міста Запоріжжя, в Чугуївській центральній районній лікарні Харківської області, в ДУ “Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка АМН України”, методика викладається при читанні лекцій і на практичних заняттях на кафедрі травматології і ортопедії Харківської медичної академії післядипломної освіти.

Особистий внесок здобувача. Автор особисто запропонував план математичних та експериментальних досліджень, безпосередньо брав участь в їх виконанні в Національному аерокосмічному університеті ім. Н.Е. Жуковського при консультативній допомозі професора В.А. Гайдачука, доцента М.А. Шевцової, аспірантів О.Н. Мананкова і Л.С. Белогурової. Самостійно проаналізував результати, одержані за допомогою математичної моделі ПВСК, провів біомеханічні дослідження на анатомічних препаратах ПВСК з вивчення структурних особливостей з'єднання гвинтових фіксаторів з губчастою тканиною. Самостійно виконав 75 оперативних втручань і 5 - з його безпосередньою участю. Особисто автором розроблені методи операцій та післяопераційного ведення хворих. Проаналізовані і узагальнені результати проведених клінічних досліджень. Дисертантом в співавторстві запатентовані і упроваджені два винаходи. Участь співавторів відбито у відповідних спільних публікаціях.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації докладалися і обговорювалися на науково-практичних конференціях лікарів-інтернів Запорізького державного інституту удосконалення лікарів (2000, 2001), на науково-практичних конференціях Запорізької медичної академії післядипломної освіти (2005?2006), на засіданнях Запорізького обласного товариства травматологів-ортопедів (2005?2006), на науково-практичних конференціях молодих вчених Запорізької медичної академії післядипломної освіти (2005?2006), на ХIV з'їзді ортопедів-травматологів України (Одеса, 2006).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 12 статей, в тому числі 8 статей у провідних наукових спеціалізованих виданнях, 3 патенти України, 1 робота в матеріалах конференції.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновку, списку використаних джерел і додатків. Містить 216 сторінок машинописного тексту, 70 рисунків, 13 таблиць. Список літератури включає 284 джерела (70 іноземних авторів та 214 вітчизняних).

Зміст роботи

Першим етапом нашої роботи було дослідження напружено- деформованого стану біомеханічної конструкції “відламки-фіксатор”, утвореної при остеосинтезі перелому шийки стегнової кістки різними пристроями. Задача була вирішена шляхом побудови методом кінцевих-елементів математичної моделі стегнової кістки з моделюванням перелому шийки, фіксованого гвинтами системи АО і гвинтовими фіксаторами з діафізарною накістковою пластиною або зовнішньою опорою. При цьому також моделювали різні умови контакту фіксатора з кісткою, кісткових відламків і компресуючі зусилля, прикладені до гвинтового стержня. Ці і подальші експериментальні дослідження були проведені в Національному аерокосмічному університеті ім. Н.Е. Жуковського за консультативною допомогою професора В.А. Гайдачука, доцента М.А. Шевцової, аспірантів О.В. Мананкова і Л.С. Белогурової. Модель складалася з компактної кістки, відповідній за формою і товщиною оригіналу, і однорідної губчастої кістки епіметафізарної частини.

Розрахунки проводили за допомогою розрахункової версії програми “Cosmos Word”. Прийнято, що компактна і губчаста кістка ізотропні, досліджені усереднені показники міцності кісткової тканини: компактної (Е-1,5 х 1010 Н/м3), губчастої (Е-6,9 х 108 Н/м3), коефіцієнт Пуасона (V-0,3 і 0,2 відповідно). Прийнято, що гвинтові фіксатори виготовлені з титанового сплаву Вт16, їх різьбова частина жорстко сполучена з губчастою кісткою головки. Площина перелому проходить субкапітально, орієнтована під кутом 45^о до горизонтальної площини. Модель закріплена вертикально, на головку діє сила, рівна 50 кгс, в напрямі, відповідному навантаженню при двохопорному стоянні. Розглядали топографію і величини напружень в конструкції по її поверхні і на фронтальному розрізі, що проходить через площину, в якій розташовували гвинтові фіксатори.

Результати моделювання перелому шийки стегнової кістки, з фіксацією відламків погружним гвинтовим фіксатором за відсутності компримівних зусиль, при умові навантаження на головку, показали, що її внутрішнє напруження розподіляється по внутрішньому і зовнішньому шарах компактної кістки, з найбільшою її концентрацією в субкапітальній зоні, де починається дуга Адамса (30 кгс/см2. На моделі біомеханічної конструкції “відламки-фіксатор” при тому ж зовнішньому навантаженні, при фіксації відламків з тягою за верхній стержень-гвинт картина внутрішніх напружень істотно змінювалася. У ній з'являлися окремі обмежені зони або маленькі ділянки, де відбувалася концентрація напружень, тоді як в основному об'ємі кісткової тканини напруження значно зменшувалося.

Встановлені величини напружень на стержень-гвинт не є такими, які можуть приводити до деформації або руйнування останнього. Першим найуразливішим місцем даної біомеханічної конструкції є зона контакту відламків в нижній частині головки і шийки, оскільки тут концентрація напружень складала 0,3-0,6 кгс/мм², що відповідає приблизно руйнуючому напруженню губчастої кістки (0,28-1,16 кгс/мм² згідно даним Кнетса І.В., зі співавт., 1980).

Встановлені такі ділянки концентрації напруження:

1. Зона компактної кістки, яка знаходиться по лінії перелому по внутрішній і бічним поверхням шийки і головки стегнової кістки.

2. Зона компактної кістки, прилегла до периферичної частини гвинта, в ситуаціях, коли конструкція не передбачає діафізарну накісткову накладку або зовнішню опору, пов'язану із стержнями-гвинтами.

3. Зона гвинта або стержня-гвинта, яка знаходиться в зоні перелому і дистальніше.

У зв'язку з цим можливе припущення про те, що під впливом навантаження в цій зоні можливе руйнування або резорбція кісткової тканини з подальшою дестабілізацією конструкції.

Другим місцем, де відбувалася підвищена концентрація напружень, була компактна кістка навколо периферичної частини гвинта (стержня-гвинта), що може приводити до її руйнування і розвитку класичної деформації конструкції.

Результати моделювання показали, що ці напруження можна усунути, застосовуючи діафізарну накладку або зовнішню опору. Одержані дані послужили логічною підставою для подальшого моделювання нової функції біомеханічної конструкції. На моделі перелому при фіксації відламків стержнями-гвинтами з діафізарною накістковою пластиною була відтворена компресія відламків шляхом додавання тракційних зусиль 50, 100, 200 кг/с по осі стержня-гвинта. При цьому було встановлено, що напруження по осі верхнього стержня-гвинта приводить до ліквідації зони концентрації напружень в нижньовнутрішній частині перелому.

Другим етапом нашої роботи було експериментальне дослідження, яке передбачало рішення таких задач:

- вивчення структури кісткової тканини ПВСК і станів її контакту з різними типами різьбових фіксаторів;

- дослідження міцнісних властивостей з'єднання різьбової частини фіксаторів системи АО і запропонованої конструкції з головкою стегнової кістки на виривання;

- дослідження міцнісних властивостей кісткової тканини дистального відламка на стиснення, який контактує з гвинтовими фіксаторами.

Дослідження було проведено на 6 анатомічних препаратах ПВСК, узятих у померлих при розтині, а також на 13 препаратах головки стегнової кістки, що видаляють при ендопротезуванні суглоба з приводу перелому шийки (6 препаратів) і коксартрозу (7 препаратів). Характер контакту фіксатора з кісткою вивчали шляхом морфометрії розпилів препаратів, виготовлених за спеціально розробленою методикою. Морфометрію проводили на цифровій фотографії, збільшеній на комп'ютері. Силу моменту, що крутить, при загвинчуванні фіксаторів і силу їх затягування вимірювали динамометричною викруткою фірми “Dremotec”. Міцність з'єднання різьбової частини фіксатора з головкою на виривання вимірювали на розривальній машині ZD-10-90 в умовах лабораторії кафедри міцності літальних апаратів Національного аерокосмічного університету їм. Н.Е. Жуковського.

Встановлено, що ділянка найщільнішої губчастої кістки з округлою формою міжтрабекулярних просторів локалізується в центральній частині головки і має форму клину, повернутого основою до суглобової поверхні. Від структурних особливостей губчастої кістки головки залежить характер формування різьби в кістковому каналі і якість закладення в ній гвинтової частини фіксатора. Якнайгірше формування кісткової різьби ми відзначали в нижній частині головки, де поздовжня орієнтація більшості трабекул співпадала з напрямом входження гвинта. Трабекули при загвинчуванні ламалися, і між металевими витками різьби майже не залишалося уцілілих ділянок кістковій тканини. Найкращий профіль кісткової різьби ми відзначали при входженні гвинта в центральну і верхню частину головки, де була рівномірна і дрібнопориста губчаста кістка. На фронтальних розтинах протяжність лінії контакту різьбової частини фіксатора з губчастою кісткою центральної та верхньої частини головки при застосуванні стержня нашої конструкції склала 96% (до загальної довжини лінії фронтального контуру різьбової частини) гвинта АО - 67%.

Встановлено, що сила, при якій відбувалося виривання гвинта АО з головки, склала від 34 до 120 кг (М±m 81±7,27 кг), виривання стержня-гвинта нашої конструкції склало від 96 до 394 кг (М±m 222±29 кг). Це можна пояснити різницею форми різьблення і методикою вгвинчування стержня-гвинта в губчасту кістку. Вища, але з меншими кроком різьба гвинта АО призводить до того, що між її витками виявляється менша кількість уцілілих і здатних нести навантаження кісткових трабекул на відміну від пропонованої різьби стержнів-гвинтів з великим міжрізьбовим кроком.

Для більш поглибленого уявлення про механізм взаємодії пропонованої різьби з губчастою кісткою нами досліджено напруження в даному з'єднанні за умови тракції за стержень-гвинт за допомогою математичної моделі. В результаті моделювання було виявлено, що в різьбовому з'єднанні “титан-губчаста кістка” при дії тракційних зусиль напруження в кістковій тканині розподіляється на 7-8 витках, при цьому рівномірно зменшуючись. Тоді як в з'єднанні “титан-титан” “працюють” перші три витки. З цього виходить, що гвинтовий фіксатор, що вводиться в губчасту кістку головки, повинен мати максимальну кількість витків.

В процесі експерименту на препаратах було встановлено компримівне зусилля, що виникає при затягуванні гвинтів АО, що визначається силою зчеплення шестигранної викрутки з відповідним отвором в головці гвинта і міцністю зовнішньої кіркової пластини ПВСК. У трьох досліджуваних ситуаціях при загвинчуванні гвинтів АО компресія відламків створювалася при обертальному зусиллі не більш 4 Н/м, при збільшенні зусилля шляхом подовження важеля обертання ми відзначали провертання викрутки в головці гвинта. При створенні компресії відламків за допомогою гайки і з використовуванням важеля було можливим досягнення обертального зусилля до 10 Н/м. Проте при зусиллі обертання 8-10 Н/м відбувалось руйнування кіркової кістки, прилеглої до верхнього стержня-гвинта під втулкою, яка в цій зоні мала товщину 1-1,5 мм. Таким чином, одержані результати проведених експериментальних досліджень показали, що ефект напруженого остеосинтезу відламків при переломі шийки стегнової кістки може бути забезпечений при поєднанні таких умов: міцне закладення різьбової частини стержня-гвинта і наявність жорсткої опори у його основі у вигляді діафізарної накісткової пластини, фіксованої до компактної кістки діафіза.

Виходячи з результатів математичного і експериментального дослідження, ми розробили нові пристрої, призначені для напруженого остеосинтезу відламків при переломах шийки стегнової кістки і переломах вертлюгової зони.

Перший пристрій імплантували в кістку і м'які тканини стегна (Деклараційний патент України на корисну модель № 13777). Пристрій складався із стержнів-гвинтів із спеціальною різьбою, що вводять у відламки, накісткової багатодірчастої пластини і затискачів фіксаторів діаметром 6 мм для з'єднання стержнів-гвинтів з пластиною. Різьбова частина стержня-гвинта, що вводиться в головку стегнової кістки, мала такі параметри: висота різьби 1 мм, крок 3 мм, профіль конуса 10^о, кінець з останніми трьома витками утворював невеликий конус, на якому були три прорізи з ріжучою кромкою для формування різьби в губчастій кістці. Довжина цієї різьбової частини - 30 мм і 35 мм. На протилежному кінці стержня-гвинта розташована ділянка метричної різьби, призначена для створення напруженого стану біомеханічної конструкції. Стержень, який угвинчували в діафізарну частину, мав конічну різьбову частину з висотою витка 1 мм і кроком різьби 2 мм. Був створений набір фіксаторів, який передбачав довжину фіксуючих перелом стержнів-гвинтів 115, 110, 105 мм з ділянками різьбової частини 30, 35 мм, а також три модулі накісткової пластини, розрахованої відповідно до варіантів форми ділянки вертлюга стегнової кістки.

Другий пристрій (Деклараційний патент України на корисну модель № 56028 А) передбачав створення напруженого закритого остеосинтезу при переломі шийки стегнової кістки шляхом використовування зовнішньої опорної конструкції. Пристрій складався так само із стержнів-гвинтів діаметром 6 мм з тими ж параметрами різьбової частини, але довших, зовнішньої багатодірчастої пластини-опори і затискачів фіксаторів для з'єднання стержнів із зовнішньою опорою.

Окрім цього, в пристрої були передбачені втулки для упору, які розташовувалися на стержнях, що вводяться в шийку і головку стегнової кістки. На кінці втулок, які упиралися в підвертлюгову ділянку стегнової кістки, було розширення.

Необхідність даної конструктивної особливості пристрою була встановлена в процесі експериментальних досліджень на препаратах стегнової кістки, коли моделювали перелом шийки і випробовували його компримівні можливості.

Було встановлено, що при спробі компресії відламків за допомогою тракції за стержень, введений в шийку і головку стегнової кістки з використанням в якості упору зовнішної планки апарата, і стержні, введені в діафіз стегнової кістки, замість компресії по лінії перелому одержували деформацію конструкції. В результаті асиметричного напруження на рамкову конструкцію відбувається пружна її деформація, що порушує співвісь між напрямом дії тракційної сили і оссю стержня, до якого вона додається. Виникає його заклинювання в каналі затискування фіксатора. Як виявилося, компресія відламків стає можливою тільки при використовуванні упорної втулки, коли тракційні зусилля співпадають з оссю стержня, що створює напружений стан утворюваною біомеханічною конструкцією.

Третій пристрій для зовнішньої динамічної фіксації ми використовували при вертлюгових переломах (Деклараційний патент України № 38701). Пристрій є жорсткою масивною опорою, що складається з двох планок, сполучених шарніром, до яких кріпляться гвинтові стержні на кронштейнах. До верхньої планки кріпляться 2 стержні-гвинти, угвинчувані в шийку і головку стегнової кістки. Стержні мають на периферичній частині метричну різьбу, на якій є гайки для можливості тракції по осі стержня і його фіксації до планки. До нижньої планки кріпляться 2 стержні, які угвинчуються в діафіз стегнової кістки. За рахунок форми зовнішньої опори, що змінюється, можливе її розташування на максимально близькій відстані до поверхні стегна, що обумовлює укорочення важеля стержнів і підвищує жорсткість даної конструкції. Така конструкція пристрою також дозволяла створювати певні компримівні зусилля відламків, особливо при міжвертлюгових переломах.

При визначенні показань до остеосинтезу при переломах шийки стегнової кістки тим або іншим пристроєм орієнтувалися на такі критерії:

1. Міцність кісткової тканини головки стегнової кістки у переважної більшості постраждалих відповідала за індексом Синха 7-5 ступеню. В основному це були хворі середнього і літнього віку.

2. Характер перелому і величина зсуву кісткових відламків. При переломах шийки типу В2, В3 (згідно класифікації АТ ASIF) або ІІІ-IV типу за класифікацією Гардена, коли були всі види зсувів і окремі кісткові фрагменти, складна конфігурація площини зламу, ми виконували відкрите вправлення відламків і фіксували їх накістковим пристроєм для напруженого остеосинтезу. Цей фіксатор був використаний у 7 хворих з переломами шийки типу В3 і у 30 з переломами типу В2. При вбитих переломах шийки стегнової кістки або без зсуву відламків (тип В2, іноді В1) виконували закрите вправлення і фіксацію зовнішнім динамічним фіксатором (Деклараційний патент України № 38701). Даний фіксатор був застосований у 6 хворих. Зовнішньому фіксатору віддавали перевагу у постраждалих астенічної статури. У хворих огрядних, з масивним шаром підшкірно-жирової клітковини віддавали перевагу накістковій конструкції.

При відкритому методі вправлення відламків використовували передньозовнішній міжм'язовий доступ, виконували передню артротомію, вправляли відламки при відведенні і внутрішній ротації кінцівки і фіксували досягнуте положення двома товстими спицями. Після рентгенологічного контролю вибирали стержень-гвинт відповідної довжини і після попереднього свердлення каналу двоступеневим свердлом угвинчували його через підвертлюгову ділянку стегна в центральну або верхню частини головки. Кінець стержня з урахуванням метричної різьби вистояв над кісткою на 15-16 мм. Спиці видаляли і рентгенологічно контролювали положення стержня-гвинта. До зовнішньої підвертлюгової поверхні ділянки стегнової кістки фіксували пластину з отворами відповідно формі вигину вертлюга кістки. Її жорстко укріплювали до діафіза в нижній частині коротким стержнем-гвинтом з кортикальною різьбою. Таким же затискачем сполучали верхній стержень з пластиною і, не затягуючи його за допомогою торцевого ключа з внутрішньою різьбою, здійснювали компресію відламків до появи вираженого опору при обертанні. У цьому положенні затягували затискач, що фіксує стержень-гвинт в стані напруження. Другий стержень-гвинт угвинчували нижче паралельно першому після попереднього свердлення каналу ступінчастим свердлом. Його не використовували для компримівних зусиль. Перед фіксацією останнього до пластини за допомогою ключа для компресії давали незначне напруження на нижній стержень-гвинт.

Закрите вправлення здійснювали на столі Хоулі, шляхом тракції і відведення кінцівки. Спочатку проводили спиці орієнтири і після рентгенологічного контролю вводили верхній стержень-гвинт після попереднього свердлення через прокол троакаром м'яких тканин в підвертлюговій ділянці. На нього надягали упорну втулку і фіксували до нього зовнішню опору. У діафізарну частину угвинчували нижній стержень з кортикальною різьбою і фіксували до зовнішньої опори. За допомогою торцевого ключа з внутрішньою різьбою, нагвинчуваного на хвостовик стержня-гвинта, введеного в шийку і головку стегнової кістки, здійснювали компресію шляхом закручування торцового ключа за годинниковою стрілкою. Про компресію судили за появою опору обертанню торцевого ключа. Після створення напруженого стану конструкції стержень-відламки останній фіксували затискачем до зовнішньої опори.

При вертлюгових переломах виконували закриту репозицію шляхом тракції і остеосинтезу апаратом зовнішньої фіксації. Порядок дій був подібний закритому остеосинтезу при переломі шийки стегнової кістки. Відмінність полягала у тому, що в діафізарну частину стегнової кістки вводили два стержні з кортикальною різьбою.

Після операції хворих вели активно, ходьбу на милицях призначали з 3-7 дня після операції, в режимі дозованого навантаження на ушкоджену кінцівку. Після навчання правильній ходьбі на милицях і загоєння післяопераційної рани пацієнтів виписували на амбулаторне лікування.

У хворих, яким було проведено відкрите вправлення відламків і напружений остеосинтез заглибним фіксатором, через 2-2,5 місяці після операції виконували рентгенологічний контроль на предмет виявлення зони резорбції кісткової тканини в зоні контакту відламків. У двох випадках у зв'язку з її виявленням була проведена компресія відламків з невеликого хірургічного доступу шляхом розслаблення затискачів на спонгіозних стержнях-гвинтах і гвинтового підтягання за верхній стержень. При закритому остеосинтезі переломів ПВСК фіксатором із зовнішньою опорою проводили поетапну компресію відламків шляхом відповідного підкручування гайок над упорними втулками один раз у 2-3 тижні впродовж 2-2,5 місяця після операції. напруження фіксатор перелом стегновий

Результати лікування хворих з переломами шийки стегнової кістки простежені в терміни від 4,5 місяця до 1,5 року. З прооперованих 43 пацієнтів у 39 спостерігалося зрощення перелому шийки стегнової кістки з відновленням опорної функції кінцівки. З них у 37 хворих використовували накісткову динамічну конструкцію і у 6 пацієнтів апарат зовнішньої фіксації з упорними втулками. З вказаної групи у віддалені терміни (1,5 року) у 2 - хворих мали місце початкові прояви коксартрозу і у 2 хворих аваскулярний некроз шийки і головки стегнової кістки (9,3%), відповідно хороші склали 90,7% ? 39 пацієнтів.

При рентгенометрії положення відламків на етапах лікування встановлено таке. У 43 хворих з переломами шийки стегнової кістки, де використовували внутрішню накісткову динамічну конструкцію, у двох хворих у зв'язку з необхідністю усунення міжфрагментарного діастазу (3 місяці) виконували компресію по площині перелому. У хворих, де використовували АЗФ з упорними втулками, переміщення відламків не відмічалося. На всіх рентгенограмах у віддалені терміни величина h зберігалася постійною.

Результати лікування хворих з вертлюговими переломами проаналізовано в терміни від 3 місяців до 1 року. У всіх прооперованих 37 хворих відбулося зрощення і відновлення функції ушкодженої кінцівки. У вказаній групі використовували накладну динамічну конструкцію у 4 хворих, у 33 пацієнтів АЗФ на основі запропонованих стержнів. З даного числа хворих у віддалені терміни (1 рік) повне відновлення функції і опори ушкодженої кінцівки спостерігали у 36 пацієнтів (96,9 %). У одного хворого мало місце укорочення кінцівки до 2 см (3,1 %) у зв'язку з ігноруванням режиму дозованого навантаження на ушкоджену кінцівку.

При рентгенометрії положення відламків на етапах лікування переломів зони вертлюга лише у одного хворого (з переломом типу А3.3) одержаний зсув головки до 2 см у зв'язку з раннім повним навантаженням на кінцівку. У терміни 3,5 місяця одержано зрощення багатовідламкового черезвертлюгового перелому.

Таким чином, ґрунтуючись на результатах теоретичних, експериментальних і клінічних досліджень, ми можемо зробити такі висновки.

Висновки

1. При вертикальному навантаженні біомеханічної конструкції “відламки-фіксатор”, що утворюється при використовуванні гвинтових фіксаторів, в ній з'являються типові зони підвищеної концентрації напружень. Концентрація напружень локалізується в кістці, що контактує в нижній частині перелому і в зовнішньому компактному шарі, прилеглому до фіксатора, введеного в шийку-головку, а також в ділянці самого фіксатора, що знаходиться в проекції перелому і проксимальніше.

Вказані зони підвищеної концентрації внутрішніх напружень можуть бути ліквідовані за рахунок створення напруженої конструкції шляхом тракції за стержень, угвинчених в центральну або верхню частини головки, і жорсткої фіксації до діафізарної накісткової пластини і діафіза стегнової кістки.

2. Для створення стійкої напруженої біомеханічної конструкції “відламки-фіксатор” при остеосинтезі перелому шийки стегнової кістки, з раціональним (рівномірним) розподілом напружень в кістці і у всіх її вузлах з'єднання, включаючи і з'єднання відламків по площині перелому, необхідно виконати такі умови: досягти міцного з'єднання на виривання різьбової частини фіксатора з губчастою кісткою головки. Для цього необхідне розташування різьбової частини гвинта в центральній або верхній частині головки, де міцність та щільність губчастої кістки найбільша. Найміцніше з'єднання може бути досягнуто при використовуванні самонарізувального різьбового фіксатора з кроком різьблення 3 мм, заввишки 1 мм і кількістю витків 8-10. При цьому можливе досягнення міцності на його виривання від 96 до 394 кг (М+m 222+29), що більше, ніж міцність на виривання гвинта АО (M+m 81+7,27).

Використовування фіксатора, що має діафізарну накладку, передбачає створення достатньої компримівної сили. Компресію доцільно створювати одним гвинтом, введеним в центральну або верхню частину головки. Другий гвинт слід вводити після досягнення компресії відламків для протидії ротаційним і згинальним навантаженням.

3.Розроблений нами пристрій для заглибного напруженого остеосинтезу доцільно використовувати при переломах шийки стегнової кістки використовуючи метод відкритого вправлення відламків (переломи типу В2, В3 за класифікацією АТ АSIF і ІІІ-IV ст. зсуву за Гарденом).

Розроблений нами пристрій для зовнішнього напруженого остеосинтезу доцільно використовувати для закритого остеосинтезу відламків при переломах типу В1, іноді В2 (за класифікацією АО ASIF і I-II ст. зсуву за Гарденом). Дані пристрої можуть також бути використані для остеосинтезу переломів вертлюгової ділянки.

4.Застосування розроблених нами пристроїв і методик лікування переломів шийки стегнової кістки дозволило одержати зрощення відламків з відновленням функції ушкодженої кінцівки у 90,7% хворих, що вище за дані, наведені в літературних джерелах за останні 10 років. При переломах вертлюгової зони з використанням запропонованих пристроїв одержали 96,9% позитивних результатів лікування.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Побел А.Н., Амро Т.А., Побел Е.А. Применение стержневого аппарата внешней фиксации в лечении переломов шейки бедренной кости // Український медичний альманах. ? 2002. ? Т5, №1. ? С. 124-128.

Здобувачем самостійно проведено біомеханічне дослідження, статистична обробка матеріалу, аналіз отриманих результатів дослідження.

2. Побел А.Н., Амро Т.А. Побел Е.А. Чрескостный остеосинтез при лечении переломов проксимального отдела бедренной кости у пожилых больных с высоким хирургическим риском // Український медичний альманах. ? 2002. ? Т5, №3. ? С. 109-111.

Здобувач безпосередньо брав участь у комп`ютерному обчислюванні змодульованих переломів ПВСК, фіксованих різними різьбовими конструкціями. Проведений аналіз отриманих результатів.

3. Побел А.Н., Амро Т.А., Побел Е.А. Применение стержневых аппаратов в травматолгии // Медицина и … . ? 2002. ? №1 (8). ? С. 33-36.

Здобувачем вивчена взаємодія кісткової тканини з випробованими фіксаторами в умовах впливу осьового навантаження. Виконана статистична обробка матеріалу та проаналізовані отримані результати.

4. Побел А.Н., Побел Е.А., Кляцкий Ю.П. Малоинвазивный остеосинтез вертельных и подвертельных переломов бедренной кости // Актуальні питання медичної науки та практики. ? 2005. ? Випуск 68, книга 2. ? С. 282-288.

Здобувачем самостійно проведено моделювання фіксаторів. Проведені необхідні розрахунки їх застосування. Аналіз отриманих результатів дослідження.

5. Попсуйшапка А.К., Побел Е.А., Мананков О.Н. Напряжения в конструкции “отломки-фиксатор” при остеосинтезе переломов шейки бедренной кости различными устройствами // Ортопедия, травматология и протезирование. ? 2006. ? №2. ? С. 42-48.

Здобувачем прооперовано 37 хворих з вертлюговими переломами та виконаний аналіз отриманих результатів з статистичною обробкою.

6. Побел Е.А. Особенности стабильно-функционального остеосинтеза переломов шейки бедренной кости (экспериментальное исследование) // Актуальні питання медичної науки та практики. Збірник наукових праць, випуск 69 ювілейний. ? Запоріжжя 2006. ?С. 338-345.

Проведений аналіз та статистично оброблені віддалені післяопераційні результати прооперованих хворих запропонованими фіксуючими системами.

7.Побел А.М., Побел Е.А., Кляцкий Ю.П. Новый метод компрессионного остеосинтеза переломов шейки бедренной кости аппаратом внешней фиксации. Актуальні питання медичної науки та практики. Збірник наукових праць. ? 2006. ? Випуск 70. ? Книга 2. ? С.227?232.

Автор самостійно провів патентний пошук та запропонував конструкцію апарата. Виконав впровадження в клінічну практику.

8. Попсуйшапка А.К., Побел Е.А., Шевцова М.А., Белогурова Л.С. Исследование и оценка биомеханической конструкции “отломки-фиксатор”, создаваемой при хирургическом лечении переломов шейки бедренной кости. // Ортопедия, травматология и протезирование. ? 2006. ? №4. ? С. 55-62.

Автором самостійно на моделях перелому шийки стегнової кістки виконані порівняльні дослідження біомеханічних конструкцій “відламки-фіксатор”, фіксованих різними гвинтовими конструкціями.

9. Деклараційний патент України № 11017, 7 А61В17/58 (UA). Пристрій для остеосинтезу / Побєл А.М., Побєл Є.А. (Україна). Заявл. 19.04.2005; Опубл. 15.12.2005. Бюл. №12.

Автор особисто провів патентний пошук та впровадження в практику запропонованого пристроя.

10. Деклараційний патент України № 13777 МПК 7 А61В 17/56 (UA) / Пристрій для лікування переломів шийки та вертлюгової зони стегнової кістки. Попсуйшапка О.К., Побєл Є.А. Заявл. 27.10.2005. Опубл. 17.04.2006. Бюл. №4.

Дисертантом виконано біомеханічне обґрунтування дії запропонованої конструкції та клінічне впровадження.

11. Деклараційний патент Ураїни № 56028 А, 7 А61В17/58 (UA). Пристрій для остеосинтезу / Коструб О.О., Побєл А.М., Побєл Є.А., Амро Т.А. Заявл. 29.08.2002. Опубл. 15.04.2003. Бюл. №4.

Особистий внесок автора полягає у проведенні патентного пошуку, участі у клінічній апробації методу.

12. Побел А.Н., Пелешук И.Л., Амро Т.А., Побел Е.А., Кляцкий Ю.П. Чрескостный остеосинтез стержневым аппаратом внешней фиксации при переломах длинных костей // Матеріали конференції з міжнародною участю: Збірник наукових праць. - 2003. - Харків. - С. 139-140.

Участь здобувача у підготовці статей за темою дисертації. Здобувачем визначена мета роботи, проведено огляд літератури та підготовку до друку

Анотація

Побєл Є.А. Напружений остеосинтез при переломах проксимального відділу стегна. ? Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.01.21. ? травматологія та ортопедія. Державна установа “Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка Академії медичних наук України”, Харків, 2007.

На підставі експериментально-математичного дослідження переломів проксимальної відділу стегнової кістки в умовах остеосинтезу різними різьбовими фіксаторами вивчено напружено-деформований стан двох систем: спонгіозних гвинтів системи АО та запропонованих стержнів-гвинтів. Доведено переваги саме пристроїв заглибної та зовнішньої фіксації на основі стержнів-гвинтів.

Завдяки комп`ютерним технологіям методом кінцевих елементів були змодульовані тривимірні зображення ПВСК з переломами ШСК, фіксованими гвинтами АО і запропонованими гвинтами. В ході дослідження були зареєстровані зони локального напруження при навантаженнях кінцівки. Нами доведено, що найбільш рівномірний розподіл напруження був зафіксований при остеосинтезі фіксаторами нашої конструкції, що свідчить про більш стабільну фіксацію та можливість її збереження впродовж всього терміну лікування.

Уперше проведено вивчення безпосередньої взаємодії балочної системи з різноманітними різьбовими фіксаторами.

Розроблені нові методики остеосинтезу переломів проксимального відділу стегнової кістки з застосуванням нових фіксуючих систем.

Запропоновані нові критерії підбору “перспективних” хворих на остеосинтез.

Розроблена нова методика післяопераційного ведення постраждалих з переломами ПВСК.

Проведений порівняльний аналіз остеосинтезу переломів ПВСК гвинтами системи АО та запропонованими стержнями-гвинтами з допоміжною діафізарною фіксацією показав значну перевагу розробленого методу, про що свідчить більший відсоток позитивних результатів та менша частота ускладнень, пов'язаних з нестабільністю конструкцій “відламки-фіксатор”.

Ключові слова: напружений остеосинтез, стержні-гвинти, стабільно-функціональний остеосинтез, шийка стегнової кістки.

Аннотация

Побел Е.А. Напряженный остеосинтез при переломах проксимального отдела бедра. ? Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.01.21. ? травматология и ортопедия. Государственное учреждение “Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко Академии наук Украины”, Харьков, 2007.

Проведено математическое и биомеханическое (близкое к физиологическому) моделирование переломов ПОБК. На основании исследования и полученных результатов взаимодействия губчатой кости с различными резьбовыми фиксаторами доказано преимущество предложенных стержней-винтов с дополнительной диафизарной точкой опоры над спонгиозными винтами системы АО. Обоснованы преимущества новой формы резьбовых стержней.

Благодаря компьютерным технологиям методом конечных элементов были смоделированы трехмерные изображения ПОБК с переломами ШБК, фиксированные винтами АО и предложенными винтами. В ходе исследования были зарегистрированы зоны локального напряжения на модели при нагрузках конечности. Нами доказано, что наиболее равномерное распределение напряжения было зафиксировано при остеосинтезе фиксаторами нашей конструкции, что свидетельствует о более стабильной фиксации и возможности ее сохранения в течение всего срока лечения.

Впервые проведено изучение непосредственного взаимодействия балочной системы с разнообразными резьбовыми фиксаторами.

Выполнены биомеханические эксперименты изучения нагрузки на проксимальный отдел бедренной кости моделей с переломом шейки, фиксированной винтами системы АО и предложенными нами новыми фиксирующими системами.

При исследовании узла соединения “отломки-резьба фиксатора” при помощи разрывочной машины ZD-10-90 получили следующие числовые показатели: резьба винтов АО выдерживает силу от 34 до 120 кг, в то время как стержни-винты - от 96 до 394 кг. Указанные данные напрямую связаны с возможностью выполнять полноценную компрессию по линии перелома. При определении крутящего момента силы у стержней-винтов зафиксировано усилие на резьбу до 10 Н/м, в то время как для винтов АО - только 5 Н/м, что непосредственно указывает на значительные преимущества стержней-винтов.

Автором разработаны и внедрены в практику новые имплантаты и аппараты для стабильного и управляемого остеосинтеза переломов проксимального отдела бедренной кости. Разработаны новые методики остеосинтеза переломов ПОБК с применением новых фиксирующих систем в комбинации с костной аутопластикой.

Предложены новые критерии подбора “перспективных” больных для остеосинтеза.

Разработана новая методика послеоперационного ведения пострадавших с переломами ПВСК.

Клиническая часть работы представлена 80 больными (из которых 37 пациентов с вертельными и 43 с переломами шейки бедренной кости). Из 43 пациентов с переломами ШБК 37 применяли погружное накостное устройство, в 6 случаях использовали АВФ с упорными втулками. В группе с вертельными переломами 33 применяли АВФ, 4 - погружную конструкцию.

Результаты лечения клинической группы оценивали в сроки от 6 (как ближайшие) до 1,5 и более лет (как отдаленные). Применение разработанных нами устройств и методик лечения переломов шейки бедренной кости позволило получить в отдаленные сроки сращение отломков с восстановлением функции поврежденной конечности у 90,7% больных, что выше по данным, приведенным в литературных источниках за последние 10 лет. При вертельных переломах с использованием предложенных устройств получили 97,3% положительных исходов лечения.

Полученные рентгенометрическим методом данные указывают на наличие значительной первичной памяти фиксирующих систем. Из 80 больных смещения фрагментов по линии перелома не зафиксировано.

Предложенные методики остеосинтеза переломов ПОБК устройствами на основе стержней показали их высокую эффективность, функциональность и возможность ранней нагрузки поврежденной конечности, о чем свидетельствует большой процент положительных результатов и меньшее число неудовлетворительных исходов лечения больных с переломами ПОБК.

Ключевые слова: напряженный остеосинтез, стержень-винт, стабильно-функциональный остеосинтез, шейка бедренной кости.

Summary

Pobel E.А. Tense osteosintez at the breaks of proksymal department of thigh. ? Manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of Candidate of Medical Sciences on a speciality 14.01.21. ? Traumotology and Orthopedics. Sitenka of Spine and Joint Pathology of Ukraine Academy of Medical Sciences. Kharkov, 2007.

After experimentally-mathematical researches of breaks of proksymal department of thigh-bone in the conditions of osteosyntezу by different screw-thread fixednesses, the tensely-deformed state of two systems is trained: screws of system AO and offered swifts-screws. Advantages of exactly devices of submerged and external fixing are led to on the basis of bars-screws.

Due to computer technologies three-dimensional images were modulate by the method of computer-mathematical design of the eventual elements PDTB with the NTB fixed АО spirally and offered spirally. During research the areas of local tension at loadings of extremity were registered. It is led to by us, that the most even distributing of tension was fixed at osteosyntez by fixednesses of our construction, that testifies to more stable fixing and possibility of its saving in continue all term of treatment.

The study of direct co-operation of the beam system is first conducted with various screw-thread fixednesses.

Developed new methods of оsteosintezу breaks of proksymal department of thigh-bone with the use of new fixative systems.

Offered new criteria of selection “perspective” patients on osteosyntez.

Developed new method of afteroperation conduct of victims with the PDTB breaks.

The conducted comparative analysis of osteosyntez breaks PDTB spirally of the АО system and offered bar-spirally with the auxiliary diafizarum fixing showed considerable advantage of the developed method, what the greater percent of positive results and more small frequency of the complications related to instability of constructions of “fragments-fixedness” testifies about.

Keywords: tense osteosyntez, bars-screws, stably-functional, necks of thigh.

Размещено на Allbest.ru

...