Оценка прочности винта используемого для блокирующего интрамедулярного остеосинтеза

Abstract

Аннотация. Постановка проблемы. Диафизарные (внесуставные) переломы большеберцовой кости занимают ведущее место среди переломов длинных трубчатых костей (8,1–36,6 %). На сегодняшний день врачи отдают предпочтение малоинвазивным методам остеосинтеза которые не связанным с нанесением дополнительной травмы мягким тканям в области перелома. Наиболее эффективным методом остеосинтеза, при диафизарных переломах большеберцовой кости, является закрытый блокирующий интрамедулярный остеосинтез (БИОС). Преимуществами закрытого БИОС считаются его минимальная травматичность, а также возможность ранней нагрузки на сломанную конечность. Так как для консолидации перелома очень важно, чтобы система кость имплантат пребывала в постоянном динамическом напряжении. Поэтому иногда возникает необходимость в выполнении операции по динамизации перелома, которая заключается в удалении блокирующего винта. Улучшить результаты лечения пациентов с внесуставными переломами большеберцовой кости можно путем применения винтов изготовленных из биодеградирующих материалов. Суть этих материалов заключается в том, что они могут растворяться со временем. Таким образом, биодеградирующие винты после определенного времени при их нагружении могут быть сломаны, т.е. дадут возможность выполнения этапной динамизации перелома в заданные сроки. Цель. Изучение факторов, влияющих на прочность блокирующего винта для БИОС, изготовленного из биодеградирующего сплава. Вывод. Результаты расчетов показали, что в рассмотренной модели напряжения в винте существенно превышают предел прочности используемого материала. При этом формула для вычисления напряжений показала, что они зависят только от диаметра винта. Следовательно, при использовании винтов изготовленных из биодеградирующего материала, зная закон растворимости, можно установить сроки разрушения. Однако, определение этого закона требует выполнения множества экспериментов и является трудоемкой задачей, что указывает на необходимость дальнейших исследований. Анотація. Постановка проблеми. Діафізарні (позасуглобні) переломи великогомілкової кістки займають провідне місце серед переломів довгих трубчастих кісток (8,1–36,6 %). На сьогоднішній день лікарі віддають перевагу малоінвазивним методам остеосинтезу, які не пов'язані з нанесенням додаткової травми м'яких тканин в області перелому. Найбільш ефективним методом остеосинтезу, при діафізарних переломах великогомілкової кістки, є закритий блокуючий інтрамедулярний остеосинтез (БІОС). Перевагами закритого БІОС вважаються його мінімальна травматичність, а також можливість раннього навантаження на зламану кінцівку. Так як для консолідації перелому дуже важливо, щоб система кістка імплантат перебувала в постійному динамічному напруженні. Тому іноді виникає необхідність у виконанні операції по динамізації перелому, яка полягає у видаленні блокуючого гвинта. Поліпшити результати лікування пацієнтів з позасуглобовими переломами великогомілкової кістки можна шляхом застосування гвинтів виготовлених з біодеградуючих матеріалів. Суть цих матеріалів полягає в тому, що вони можуть розчинятися згодом. Таким чином, біодеградуючі гвинти після певного часу при їх навантаженні можуть бути зламані, тобто дадуть можливість виконання етапної динамізації перелому в задані терміни. Мета. Вивчення факторів, що впливають на міцність блокуючого гвинта для БІОС, виготовленого з біодеградуючого сплаву. Висновок. Результати розрахунків показали, що в розглянутій моделі напруження в гвинті істотно перевищують межу міцності використовуваного матеріалу. При цьому формула для обчислення напружень показала, що вони залежать тільки від діаметра гвинта. Отже, при використанні гвинтів виготовлених з біодеградуючого матеріалу, знаючи закон розчинності, можна встановити терміни руйнування. Однак, визначення цього закону вимагає виконання безлічі експериментів і є трудомістким завданням, що вказує на необхідність подальших досліджень. Abstract. Problem statement. Diaphyseal tibial fractures (outside the joint) occupy a leading place among fractures of long bones (8,1–36,6 %). Nowadays, doctors prefer minimally invasive techniques to the ones that cause additional soft-tissue involvement in the area of fracture. Closed blocking intramedullary osteosynthesis (BIOS) is considered to be the most effective technique of osteosynthesis in diaphyseal tibial fractures management. The least traumatic effect as well as the feasibility of early loading of a broken limb are regarded as the benefits of the BIOS. As for the consolidation of the fracture, it is very important that the bone implant system is in constant dynamic tension. Therefore, sometimes it becomes necessary to perform an operation to dynamize the fracture, which consists in removing the locking screw. Improve the results of treatment of patients with extraarticular fractures of the tibia by applying screws made from biodegradable materials. The essence of these materials is that they can dissolve with time. Thus, biodegradable screws after a certain time under loading may be broken. It will give an opportunity to perform stage-by-stage dynamization of the fracture in the given time. Aim. The aim of the study is to examine the factors which influence the durability of blocking screw for BIOS made of biodegradable alloy. Conclusion. Calculations demonstrated that in the model examined the screw stresses are substantially greater than the tensile strength of the material used. What the formula for stresses calculating revealed is that the stresses depend upon a screw diameter only. Thus, it becomes possible to specify the time of screw destruction when using biodegradable screws and knowing the law of solubility. Nevertheless, to verify this law a number of experiments is to be conducted that in its turn proves the complexity of the task. Consequently, the above points to the need for the further research in the field.