Журнал «Травма» Том 25, №4, 2024

Актуальність. В ортопедії та травматології у складі гвинтів та фіксаційних штифтів, пластин та анкерів, кейджів значне місце посідають полімерні матеріали, що резорбуються та розчиняються в біологічних рідинах. Найчастіше використовують імплантати з L-полімолочної кислоти. Підвищити їх якість можливо шляхом введення в їх склад керамічних матеріалів, зокрема трикальційфосфату (ТКФ) та гідроксилапатиту (ГА). Однак імплантати з різним процентним співвідношенням та складом керамічного матеріалу розрізняються властивостями міцності та поведінки в кістці. Мета: в умовах експерименту перевірити міцність на згин пластин з композитного матеріалу на основі полілактиду (PLA), трикальційфосфату та гідроксилапатиту на відповідність розрахунковим показникам. Матеріали та методи. Були виготовлені зразки пластин з матеріалу, який містив 70 % PLA, 20 % ТКФ і 10 % ГА. Методом 3D-друку було виготовлено пластини товщиною 8,5, 9,5 і 10,7 мм, які за розрахунковими даними відповідають масі пацієнта 50, 70 і 100 кг відповідно. Усього було виготовлено по 3 пластини кожного розміру. Усі зразки випробували на згин. Величину навантаження поступово збільшували від 100 до 1000 Н з кроком 100 Н. На кожному кроці фіксували величину прогину зразка. Результати. У результаті проведених досліджень було визначено величину прогину зразків пластин різної товщини з композитного матеріалу на основі PLA, ТКФ і ГА залежно від величини навантаження. Виконували перевірку відповідності прогину зразків пластин при навантаженнях, що відповідають масі пацієнта, на яку вони були розраховані, — 50, 70 та 100 кг, допустимій межі прогину, за яку обирали розрахунковий прогин стандартної титанової пластини. Результати показали, що показники прогину всіх зразків не мають статистично значущих відхилень від допустимої межі величини прогину. Для всіх груп зразків показник критерію р значно перевищує критичне значення 0,05. Висновки. Проведені експериментальні дослідження міцності на згин пластин з композитного матеріалу, який містить 70 % PLA, 20 % ТКФ і 10 % ГА, довели, що величини прогину всіх випробуваних зразків пластин відповідають розрахунковим значенням, відхилення показників не перевищують допустимого значення 5 %.

Background. In orthopedics and traumatology, polymer materials that are resorbed and dissolve in biological fluids occupy a significant place as screws and fixation pins, plates and anchors, cages. Most often, implants from L-polylactic acid (PLA) are used. It is possible to increase their quality by including ceramic materials into their composition, in particular tricalcium phosphate (TCF) and hydroxylapatite (HA). However, implants with different percentages and compositions of ceramic material differ in strength and behavior in bone. The purpose was to check the bending strength of plates made of a composite material based on polylactide, tricalcium phosphate and hydroxylapatite for compliance with the calculated indicators under experimental conditions. Materials and methods. Plate samples were made from a material containing 70 % PLA, 20 % TCF and 10 % HA. Using the 3D printing method, plates with a thickness of 8.5, 9.5, and 10.7 mm were produced which, according to the calculated data, correspond to the patient’s weight of 50, 70, and 100 kg, respectively. A total of 3 plates of each size were made. All samples were tested for bending. The load magnitude increased gradually from 100 to 1000 N with a step of 100 N. At each step, the deflection of the sample was recorded. Results. As a result of the research, the deflection was evaluated for samples of plates with different thicknesses made of composite material based on PLA, TCF and HA, depending on the load magnitude. The deflection of the plate samples was checked under loads corresponding to the patient’s weight for which they were calculated — 50, 70 and 100 kg, and the permissible limit of deflection, for which the calculated deflection of the standard titanium plate was chosen. The results showed that the deflection indicators of all samples do not have statistically significant deviations from the permissible limit. For all groups of samples, the p criterion significantly exceeds the critical value of 0.05. Conclusions. Experimental studies on the bending strength of plates made of composite material containing 70 % PLA, 20 % TCF and 10 % HA proved that the deflection of all tested samples correspond to the calculated values, the deviations of the indicators do not exceed the permissible level of 5 %.

полілактид; трикальційфосфат; гідроксилапатит; накісткова пластина; згин

polylactide; tricalcium phosphate; hydroxylapatite; bone plate; bend