Журнал «Травма» Том 24, №1, 2023

Актуальність. Надмірна вага пацієнта створює певні складності щодо перебігу захворювання, що викликані зростанням навантаження на біомеханічну конструкцію. Кістки гомілки зазнають значних навантажень на кручення. Такі навантаження є найбільш небезпечними, тому що являють собою складну комбінацію навантажень на згин, розтягнення й стискання. Мета: провести порівняльний аналіз напружено-деформованого стану моделей гомілки з переломом великогомілкової кістки в нижній третині діафіза під впливом навантаження на кручення при різних варіантах остеосинтезу і залежно від ваги пацієнта. Матеріали та методи. Моделювали перелом у нижній третині великогомілкової кістки і три види остеосинтезу за допомогою апарата зовнішньої фіксації (АЗФ), накісткової платини й інтрамедулярного стрижня. До тибіального плато великогомілкової кістки прикладали крутний момент величиною 7 і 12 Н·м. Результати. Інтрамедулярний стрижень забезпечує мінімальний рівень напружень у зоні перелому при навантаженні на кручення. Остеосинтез накістковою пластиною не забезпечує значних знижень напружень у жодній зоні великогомілкової кістки, виняток становлять фіксуючі гвинти, де напруження дорівнюють нулю. Що стосується величин напружень на елементах металевих конструкцій, то в цьому випадку накісткова пластина виглядає краще за інші конструкції. Апарат зовнішньої фіксації та інтрамедулярний стрижень забезпечують зменшення величин напружень у зоні перелому значно нижче від рівня показників для неушкодженої кістки. У дистальному відділі найнижчий рівень напружень визначається в моделі з остеосинтезом накістковою пластиною. У проксимальному відділі великогомілкової кістки напруження, що перевищують показники моделі з неушкодженою кісткою, виникають при використанні інтрамедулярного стрижня. Найменші напруження виникають у накістковій пластині. Те саме відбувається і навколо фіксуючих гвинтів і стрижнів при використанні накісткової пластини, де напруження визначаються на найнижчому рівні порівняно з іншими конструкціями. Висновки. Найвищі показники рівня напружень у зоні перелому визначено при використанні накісткової пластини, одночасно на металевій конструкції і фіксуючих гвинтах напруження визначаються на найнижчому рівні. Остеосинтез за допомогою АЗФ забезпечує досить низький рівень напружень у зоні перелому, але недоліком є високий рівень напружень у проксимальному відділі великогомілкової кістки. Найнижчі показники напружень у зоні перелому й проксимальному фрагменті великогомілкової кістки визначаються при використанні остеосинтезу інтрамедулярним стрижнем, але в дистальному відділі рівень напружень є найвищим серед усіх варіантів остеосинтезу. Отже, за критерієм величини напружень у зоні перелому при діафізарних переломах великогомілкової кістки в нижній третині найбільш ефективним виявляється остеосинтез за допомогою інтрамедулярного стрижня. Найменш ефективною є накісткова пластина.

Background. The excessive weight of a patient creates certain complications in the course of the disease, which are caused by an increase in the load on the biomechanical structure. The bones of the lower leg will experience significant torsional loads. Such loads are the most dangerous, as they represent a complex combination of bending, stretching and compression loads. The purpose was to conduct a comparative analysis of the stress-strain state of models with a tibial fracture in the lower third of the diaphysis under the influence of torsional load with different options of osteosynthesis and depending on the patient’s weight. Materials and methods. A fracture in the lower third of the tibia and three types of osteosynthesis were simulated using an external fixation device, a bone plate, and an intramedullary rod. The torque of 7 and 12 Nm was applied to the tibial plateau. Results. An intramedullary rod provides a minimum stress level in the fracture zone under torsional load. Osteosynthesis with a bone plate does not provide significant stress reductions in any of the tibial areas, except for the fixing screws, where the stresses are zero. As for the values of stresses on the elements of metal structures, in this case a bone plate looks better than other structures. External fixation device and an intramedullary rod provide a reduction in stress values in the fracture zone significantly below the level for an intact bone. In the distal part, stress level is lowest in the model with a bone plate osteosynthesis. In the proximal part of the tibia, stresses exceeding the parameters of the model with an intact bone occur when using an intramedullary rod. The lowest stresses occur in a bone plate. The same happens around the fixing screws and rods when using a bone plate, where stresses are at the lowest level compared to other structures. Conclusions. The stress levels in the fracture zone are highest when using a bone plate; at the same time, the stress levels on the metal structure and fixing screws are at the lowest level. Osteosynthesis with the help of external fixation device ensures a fairly low level of stresses in the fracture zone, but the disadvantage is a high level of stresses in the proximal part of the tibia. The stress values in the fracture zone and in the proximal tibia are lowest when using osteosynthesis with an intramedullary rod, but in the distal part, the stresses are at the highest level among all options of osteosynthesis. Thus, according to the criterion of the stress value in the fracture zone, osteosynthesis using an intramedullary rod is the most effective for diaphyseal fractures of the tibia in the lower third. A bone plate appears to be least effective.

гомілка; діаліз; нижня третина; перелом; кручення; остеосинтез

tibia; diaphysis; lower third; fracture; torsion; osteosynthesis