Биомеханические системы остеосинтеза при лечении переломов ключицы тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

На правах рукописи

ТОНИН Михаил Сергеевич

¿И

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОСТЕОСИНТЕЗЛ Ш'И ЛЕЧЕНИИ ПЕРЕЛОМОВ КЛЮЧИЦЫ

01 02 08 - биомеханика

Автореферат

диссертации на соискание ученой стспепи кандидата физико-математических наук

Саратов - 2009 ии3476464

003476464

Работа выполнена на кафедре травматологии и ортопедии ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им В И Разумовского»

Научный руководи 1епь доктор медицинских наук, профессор Беидик О В

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Белосточный Г II (Саратовский государственный технический университет)

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Няшин Ю И (Пермский государственный технический университет)

Ведущая организация Институт проблем точной механики и управтения РАН РФ

Защита состоится сентября 2009 г в мин на заседании

диссертационного совета Д 212 243 10 в Саратовском государственном университете им Н Г Чернышевского по адресу 410012, г Саратоь, ул Астраханская 83,корп IX,ауд 218

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке Саратовского государственною университета им Н Г Чернышевского

Автореферат разослан Я-£2 2009 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физ -мат наук, доцент

Шевцова Ю В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИС1ИКЛ РАБОТЫ

Актуальность Переломы ключицы яв шотся частыми травмами онор-но-двигатечьпого аппарат и, по данным большинава авторов, составляют 10 - 19,5% от всех переломов костей скелета [Евдокимов М М , 1985, Свободе ко и А Ь , 2002, Тонких С А , 2004, Kocher М S , 1998, Wilfinger С , 2002]

Хотя к настоящему времени разработан целый ряд новых систем и конструкций дчя лечения повреждении ключицы, число осчожнений оаается дово'ir.no высоким и достигает 12,5-35% [Сочомин Л Н , 2005, Алкалаев С Б , 2008 Chen С Y, 2002] В резу штате неадекватного лечения возникают не тотько боли и деформации в месте повреждения, но и нарушается функция верхней конечности, что приводит к снижению трудоспособности больных и даже выходу на инвалидность Длительная иммобилизация, необходимая, как правило, после оперативной фиксации перелома ключицы с использованием погружных металлоконструкций ити при его консервативном лечении, исключает раннее функциональное лечение, приводит к развитию контрактур в суставах верхней конечности и создает определенные бытовые счожности для пациента Проводимые после прекращения иммобилизации длительные реабититационные мероприятия, направленные на восстановление полноценной функции конечности на стороне повреждения, значительно удлиняют сроки лечения и уве шчивают время нетрудоспособности Требования сегодняшнего дня диктуют потребность сокращения сроков медицинской и социальной реабилитации, а также быстрейшего восстановления трудоспособности пациентов

Высокий процент осложнений и неудовлетворитечьных исходов лечения заставляет анализировать их причины и искать новые методы [Бейдик О В 2004, Сочомин Л Н , 2005, Ермаков А Н , 2001, Goldfard G А , 2001, Coppieters М W , 2001 ]

Остеосинтез аппаратами внешней фиксации, получивший широкое распространение при лечении переломов конечностей и позволивший улуч-

шить анатомо-функциональные результаты лечения, уменьшить количество осложнений, сократить сроки социально-трудовои реабилитации пациентов, нашел применение и при лечении повреждений ключицы [Бейдик О В , 2004, Шевцов В И , 2005, Илизаров Г А , 1982, Wagner H , 1994] Для внеочагового ос геосинтеза ключицы также был предложен ряд различных конструкций внешней фиксации, которые, в основном, представлены спнцсвыми аппаратами [Вартаньян III Г, 1992, Евдокимов ММ, 1985, Савенко ВИ, 2001, Уразгильдеев РЗ , 1997] Применение чрескостного остеосинтеза позволяет улучшить анатомические и функциональные результаты лечения свежих переломов, псевдоартрозов, неправильно сросшихся переломов ключицы [Кабилов РК, 1992, Мателенок ЕМ, 1998, Сысенко ЮМ, 2002, Grant LJ, 2000] Наряду с очевидными досшинствамн метода, такими, как, управтяе-мый стабильный остеосип тез фрагментов, малая травматичность вмешательства, сохранение функции суставов и верхней конечности в целом, в процессе его применения возникает достаточно большое количество ошибок и осложнений, составляющих 5% - 30% по данным разных авторов ['1омич С, 2001, Тонких С А, 2003, Ходжаев PP. 1993] Для устранения недостатков спицевых аппаратов, снижения числа осложнений и повышения эффективности лечения некоюрые авторы предлагают как альтернативный вариант использование стержневой фиксации В результате экспсримеюальных исследований и клинических наблюдений было показано, что в ряде случаев С1ержневые и спице-сгержневые системы фиксации имеют преимущества перед спицевыми [Бейдик О В , 1996, Бейдик О В , 2002, Слободской А Ь , 2005]

По данным литературных источников имеется положительный опыт применения при переломах и посттравматических псевдоартрозах ключицы стержневых аппаратов, однако не потноегыо освещены вопросы, касающиеся методики монтажа аппарата и его клинического испотьзования [Горнаев А А , 2001, Джанбахышов I С , 2001, Лобко А Я , 1999, Pizio Z , 1999] Кроме того, не указаны зоны и направления безопасного введения стержневых ос-

тсофиксатороп, поэтому необходимо более детальное изучение морфомегри-ческих показателей анатомических образований подключичной области для анаточо-хирургического обоснования применения стержневой внешней фиксации д 1я ос1еосшпеза переючов ключицы

Остается актуальной проблема выбора оптимальных схем остеосинтеза стсржнсвыми аппаратами внешней фиксации, которая может быть решена с помощью современных компьютерных технологий [Бейдик 013 , 2004, Горо-дешсии А С , 2004, гюпкючмс/ О С , 19891

Таким образом, дальнейшая разработка и научное обоснование рациональном методики стержневой внешней фиксации при переломах ключицы, которая позг.отита бы уменьшить число осложнений и улучшить результаты печения больных с данным видом повреждений являйся актуальной задачей

Цель работы: разработать биомеханическое обоснование рационального выбора систем фиксации при лечении переломов ключицы с помощью комплексного подхода к моделированию остеосннтеза

Задачи работы, решаемые для осуществления поставленной цели

1 Математическое моделирование деформационного поведения фиксаторов под дейовиеч нагрузок при ос1еосинтсзе ключицы

2 Компьютерное моделирование напряженно - деформированного состояния систем фиксации иод нагрузкой в устройствах остеосинтеза ключицы

3 Биомеханическое моделирование характеристик жесткости систем фиксации костных фрагментов ключицы путем экспериментального исследования моделей устройств остеосинтеза

4 Разработка биотехнических рекомендаций по выбору и применению рациональных систем фиксации костных фрагментов с необходимой жесткостью в устройствах остеосинтеза при лечении переломов к почицы

Научная новизна. Впервые предложен метод поэ1апного моделирования жесжости устройств остеосинтеза отломков ключицы за счет применения математического, конечно-элементного и биомеханического чоделиро-

вания В результате определены зависимости парамефов деформированного состояния, а также жесткости фиксации устройств от биомеханических и медико-технических характерны ик схемы фиксации, что послужичо основой для формирования стратегии ч тактики остеосинтеза

Впервые разработаны л биотехнически обоснованы рекомендации ;пя врачей по выбору рационального типа устройства остеосинтеза ключицы, обеспечивающие необходимую жесткость фиксации, учитывающие величину функциональных нагрузок, возрас1 бо 1ьною и вид перелома

Практическая ценность. Резулыаты работы м01ут применяться в хи-рур1 ической практике травматологии и ортопедии для повышения эффективности лечения больных с переломами ключицы

Предложенный метод поэтапною моделирования четырех типов устройств ос1еосшпеза ключицы показал, что фиксация с помощью четырех консольных стержней в аппараю чрескосшого остеосинтеза обеспечивает наилучшую жесткость по сравнению со спицевым аппаратом, внутрикост-ным стержнем и накостной тастинои во всем диапазоне функциональных нагрузок

Разработанные и биомеханически обоснованные рекомендации по использованию устройств остеосинтеза с применением поэтапного моделирования обеспечили возможность рационального выбора типа устройств остеосинтеза для создания требуемой жесткости фиксации

Положения, выносимые на защиту:

1 Магматическое моделирование выявило, что накостная тааина и внутрикостныи стержень обеспечивают высокую степень жесткости фиксации костных отломков в ограниченном диапазоне нагрузок - не более 216 II При действии функциональных нагрузок наибольшую расчетную жесткость показывает стержневой аппарат внешней фиксации по сравнению со спицевым аппаратом, что позволяет рекомендовать выбор в качестве сгратепш остеосинтеза ключицы стержневую фиксацию с необходимой жесткостью при минимальном числе фиксаторов

2 Конечно-элементное моделирование показало, что наиболее благоприятные расчетные параметры перемещений н поворотов при нагружении устройсш осгеосинтеза ключицы показывает накостная пчасгина Стержневой аппарат с четырьмя консольными стержнями обеспечивает жесткость фиксации, не превышающую допустимых значений для всего диапазона функциональных нагрузок, чем определяется сто рациональный выбор по отношению к спицевому аппарату

3 Биомеханическое моделирование с испо 1ьзованием экспериментальных моделей апнараюв остеосинтеза даст наиболее близкие к действительным значения перемещений и поворотов фрагментов реальной ключицы при ич различных нагружениях функциональными силами, чю позволило установить наибольшую жесткость системы фиксации из четырех консольных стержней в аппарате остеосинтеза для всего диапазона натру юк Накостная и истина и внутрикостный стержень показали высокие значения жесткости фиксации при нагрузках, не превышающих 240 Н, что близко к расчетному значению

4 Биотехнические рекомендации по выбору и применению рациональной сис!емы фиксации отломков ктючицы с необходимой жесткостью, разработанные на основе результатов комптексною моделирования и имеющие вид таблицы, учитывают уровень катеюрии массы тела больного и функциональных нагрузок, вид и зону гокализации перелома Поэтому при небольших и средних нагрузках, а также малых сечениях ключицы рациональнее использовать спицевую фиксацию, для средних значений нагрузки целесообразно применять накостную пластину и внутрикостный стержень, при значительных функциональных нагрузках - стержневую фиксацию

Реализация результатов работы. Метод поэтапного моделирования устройств остеосинтеза внедрен в работу отделений травматологии и ортопедии МУЗ «Городская клиническая больница №2» и «Городская клиническая больница №9» г Саратова, в учебный процесс кафедры травматологии и ортопедии ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им В И Разумовского»

Апробация работы. Основные материалы работы докладывались на XVIII сессии Международной школы по моделям механики сплошной среды (г Саратов, СГУ им Чернышевского, 2007)

7

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 2 рабош в журналах из списка, рекомендованного ВАК, и 5 работ в других изданиях

Структ}ра и объем диссертации. Работ сосгош из введения, пяти глав, выводов и заключения Общий объем работы составляет 160 страниц, включая 36 рисунков, 23 таблицы, 25 страниц библиографии, содержащей 209 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение определяет актуальность темы и содержания диссертации, ее цель и задачи, положения, выносимые на защиту, ноьизну материалов работы, практическую ценность и реализацию результаюв, апробацию работы

Глава 1 посвящена имеющимся результатам проведенных исследований и их оценке .то основным параметрам биомеханики ключицы как части опорно-двигательного аппарата четовека Приводятся данные о важнейших особенностях нагруженноеги ключицы и о сложностях возникающих при лечении ее перетомов Даюшя характеристики процессов сращения фрагментов кости, выявлены значения их допустимых перемещений, находящихся в пределах от 2 до 3 мм и от 1,5 до 3,5°, обусловленных биомедицинскими требованиями к целостности кос 11101 о регенерата в конкретных клинических ситуациях Отмечаются необходимые особенности механических свойств ос-теофиксаторов и жесткости устройств фиксации, используемых для лечения нсрс томов ключицы Подчеркивается научная ценность результатов биомеханических исследований жесткости с применением реальных костных сегментов и макетных схем устройств фиксации

Рассматриваем сущность разновидностей остеосинтеза, особенности внутрикосгной, накосIной и чрсскостнои фиксации, выявляются основные принципы необходимые для эффективною осуществления ос геосинтеза Определены этапы развития и совершенствования устройств фиксации для лечения переломов ключицы, показаны недостатки применяемых методик погружного остеосинтеза Даются сведения о результатах математического моделирования напряженно-деформированного состояния остеофиксаюров,

пригодятся сведения о повышении эффекшвности фиксации с помощью спицевою и стержневою способов остеосннгеза трубчатых костей

Проведенный анализ имеющихся данных о биомеханических характеристиках ключицы, направлениях развития методик остеосинтеза и применение моделирования жесткосш фиксации позволити высказать предположения о возможности наиболее нотного биотехнического обоснования выбора рациональных устройств фиксации смломков ключицы с необходимой жесткостью при помощи поэтапного моделирования осгсосингеза

Глава 2 содержит вопросы математического моделирования деформационного поведения внутрикосгного стержня, накостной пластины, спицсво-го и стержневого остеофиксаторов под действием известных видов функциональной нагрузки на ключицу Определены вид и направление функциональных нагрузок в зависимости от пша прикрепленных к ключице мышц Моделирование жесткости проводилось с использованием положений сопротивления материалов, при оценке жесткости определялись расчетные величины максимальных смещений и поворотов сечений фиксаторов Также определялась предельная нагрузка, характеризуемая напряжениями предела пропорциональности материала остсофиксатора, либо пределом прочности на смятие костной ткани по боковой поверхности фиксатора (Биргер И Л , 1986, Дарков Л В , 1969, Янсон X А , 1975)

Coi ласно методике остеосинтеза ключицы моделирование для внутрико-стною стержня, накостной пластины, спицевых и стержневых фиксаторов проводилось как консольных стержней

Ишпрамедулчярный стержень представляет собой стержень с прямоугольным сечением размерами 4 \ 3 мм и изготовляегся из титанового сплава ВТ16, модуль упругости которою равен ЕТ- 1 Ю4 МПа, предел пропорциональности составляет сгпр = 720 МПа Изгибная жесткость EJ сечения, где J - момент инерции сечения, при указанных ранее параметрах составляет

ETJ = E1 ^-=1 10' 9-9 103 Н мм2

г ' 12

Сопоставление рассчитанных значений показывает, что изгибная жесткость кости на три порядка превышае! жесткость интрамедуллярного стерж-

Е]~=~М{х), (1)

ня, поэтому в рассматриваемых задачах деформацией и смещением кости можно пренебречь как величинами грстьсю порядка малости

При заданных условиях нагружеиия стержня его изгиб описывается дифференциальным уравнением

<1х2

где М(\) - изшбающии момент в сечении на расстоянии х от начала координат Интегрирование дифференциального уравнения (1) нозво 1яет определить деформации в произвольном сечении С1ержня

Для консотьною стержня, нагруженною поперечной силои, ветчина предельной нагрузки, при которой напряжения в стержне не превышают предела пропорциональности [ст], определяйся выражением

(2)

При заданных параметрах сечения, материала стрежня и ею длине / = 12см значение предельной нагрузки дтя интрамедуллярного стержня равно 216 Н

Прогиб и угол поворота в сечении стержня, соответствующем зоне перелома ключицы, определяются выражениями

5 РГ Р12

V =---- = 2,1мм, 0„=---= 5,5° (3)

288£7 """ \Ш

Накостная пластина состоит из ппастины прямоуюльною сечения 11 х 4 мм и 6 фиксирующих шурупов диаметром 4 мм Все элементы системы ос-теосинтеза изготовлены из тшановою сплава ВТ16 При этом изгибная жесткость накостной птастины в пноскости наименьшем жест кос 1 и равна

Ег] = ЕТ ------- = 1 10' 58,7=5,9 106 Н мм:

г т \2

Жесткость фиксации косшых фрагментов при использовании системы данного типа определяется уравнением (1) при отсутствии смятия костной ткани но поверхности шурупа

Несущая способность шурупа па вырыв определяется площадью 5 контактной поверхности резьбы шурупа, а также прочностью кортикального слоя и губчатого вещества сг ц на смятие

л^^А+^А (4)

Согтасно титературпым источникам прочность кортикального стоя кости на смятие составляет а"ч = 7,5МПа, початого вещества - сг„ =2,0МПа Для шурупов, фиксирующих накостную пластину, несущая способность шурупа на вырыв рарна Рщкд = 203 II

Расчетная схема накостной пластины представляет собой консольный стержень, нагруженный реактивными усилиями от шурупов Величина перемещении и углов поворота сечения птастины, соответствующего зоне иере-юча определяется ишефалом Мора

а=Ет71м МоЛ (5)

ы 0

После подстановки в вышеуказанное уравнение выражений изгибающих моментов получили выражение дтя перемещений

Р С

у = -0,0001—, Ю

что является величиной третьею порядка малости при возможных функциональных нагрузках

Спицевые фиксаторы изготовляются из титанового ептава ВТ16 и имеют диаметр ^ = 2,2 мм

Изгибпая жесткость EJ спицеиого фиксатора крупою сечения при указанных ранее параметрах составляет

74

ЕТ! = Е, —- = 1 10' 1,15 = 1,15 10' Нмм2 64

Спицевой аппарат является пространственной стержневой системой, деформирование которой приводит к стожной картине перемещений в зоне перелома Наиболее простую расчетную схему можно построить при рассмотрении нагрузки, направленной вдоль ключицы В этом случае спицевой остсофиксатор рассматривается как консольный стержень, нагруженный двумя сичамн Величины сил определяются предельной нагрузкой, равной

Ы (6)

При известных параметрах поперечного сечения сгшцевою осгеофик-сагора и ключицы, а также при расчетном пролете стрежня / = 4 см, используя формулу (6), получим

314 0 221 Р'= —14 ' — 7200= 25 Н "" 32 (4-0,5 2)

Деформации стержня определяются интегрированием уравнения (1) и равны максимальный прогиб от предельной нагрузки Р„ра, равен \тсх = 6,67 мм, а максимальный утл поворот- ©п„ = 12,46°

Стержневые фиксаторы изготовляются из титанового сплава ВП6 и имеют диаметр d = 4 мм

Изгибная жесткость EJ стержневого фиксатора круглого ссчения, при заданных параметрах составляет

t:,J - Е, Л d = 1 КГ 1,26 = 1,26 1 06 II мм2 r г 64

При известных параметрах поперечного сечения стержневого остео-фиксатора и ключицы, а также при расчетом пролете стрежня 1-1 см, ис-польз>я формулу (6), получим

3 14 0 4г р = — -— 7200 = 75 Н " 32 (7-0,5 2)

Максимальны» прогиб от предельной нагрузки РЩЧ) раген у„ки - 7,06 мм, а максимальный угол поворота - 0ПШ = 12,62°

Итоги математического моделирования деформационно! о поведения фиксаторов позволяют обосновать выбор стратегии остсосинтеза переломов ключицы Пакостная пластина и внутрикостный стержень обеспечивают высокую степень жесткости фиксации костных отломков в ограниченном диапазоне нагрузок - не более 216Н Стержневая фиксация рекомендуется для бо!ьши\ функциональных нагрузок Спнцевая фиксация может быть применена для условий пониженной плотности и прочности костной ткани, невысоких функциональных нагрузок

Математическое моделирование основных элементов остеосинтеза, которыми являются пнутрикостпый стержень, накостная птастина, спицевои и стержневой фиксаюры, еще не дает по шоп картины деформаций всего аппарата, но позволяет выбрать С1ержневую фиксацию в качестве страте! ии ос-■]еосип теза Такие аппараты предс1авлякн собой сложные пространственные системы, аналитическое исследование которых вызывает большие математические затруднения

Глава 3 включает материалы о напряженно-деформированном состоянии устройств остеосингеза, полученные методом конечно-элементно1 о мо-детирования При ном рассматривались накосшая пластина, спицевой и стержневой аппарат, создающие фиксацию кости Оценка жесткости фиксации данных устройств проводится по величине смещений кости в характерных точках Для определения этих смещений применяется метод конечно-этсментно! о моделирования, базирующийся на основных положениях механики деформируемою твердого тела и использующий возможности современного программного комплекса - «Лира 9 2» Это позволило проконтролировать правильность выбора математической модели и достоверность результатов, получаемых при моделировании и расчетах Сокласно методу конечных элементов (МКЭ) занимаемая конструкциями устройств область разбивается на конечные элементы, назначаются узлы и степень их свободы, со-ошетслвуютцие базисным функциям, так что величина смещений определяется в виде линейной комбинации функций На этой основе формируется система линейных уравнений метода конечных элементов, решение которой позволяет определить смещения и другие параметры напряженно-деформированного состояния аппаратов

В ПК «Лира 9 2» накостная пластина, спицевые и стержневые фиксаторы моделировались конечным элементом КЭ-10 типа «стержень», работающим на изтб Для моделирования работы пакостной и тетины, закрепленной на костных отломках, ключица представлялась объемными конечными элементами КЭ-36

Моделирование нагрузки предусматривало использование нескольких видов и значении усилий, возникающих при функциональных движениях пациента Величины действующих усилии со стороны прикрепленных к клю-

чице мышц определяются при помощи уравнения множественной регрессии для больного ростом 170см и массой тела 700II

1 На1р>зка №1 Нагрузка со стороны детьтовидной мышцы представляет собой силу 1\ =403Н, приложенную к кчючице на расстоянии 20 мм от

внешнего конца кости в направлении, противоположном оси OY

2 Нагрузка №2 Нагрузка со стороны трапециевидной мышцы вызывается массой свободно висящей руки вертикально стоящего пациента Р, =68Н

3 Нагрузка №3 Нагрузка со стороны грудино-ключнчно-сосцсвидной мышцы является реакцией мышцы на изгибающий момент, передаваемый на кпочицу удерживаемой на весу головой пациеша, лежащею на чевом боку Р. =250Н

4 Нафузка №4 Нагрузка со стороны большой ( рудной мышцы возникает при удерживании перед собой легкою предмета /' = Рг =2011

5 ПафузкаЛа^ Нагрузка, действующая вдоль кчючицы возникает в том случае, когда пациент лежит на боку, и равна весу верхней час in туловища, готовы и руки Р1 =20011

Оценку жесткости конечно-элементных моделей аппаратов проводили по средним значениям перемещений S и углов поворота (р дпя всех видов нагрузки общим числом п, а также по максимальным величинам перемещении и углов поворота Sr,J4 и <ртм (табл 1) Кроме это1 о, определялись максимальные напряжения в элементах консфукции устройств

Анализ результатов конечно-элементною моделирования жесткости фиксации позвонил установить, что наилучшую жхсткос(ь проявила накостная пластина при максимальных величинах смещения 0,436 мм и угла поворота 0,244" Жесткость сшщсвого аппарат быча невысокой, стержневой аппарат показал достаточную жесткос1ь фиксации с приближением ее показателей к допус!имым значениям при наименьшем количестве фиксаторов

Расчет максимальных напряжений в элсмсшах конструкции устройств при сравнении с допустимыми напряжениями показал, что деформации элементов соответствую! упругой стадии работы их материалов Это исключает

14

опасность появления пластических деформации и нарушения нормального функционирования аппаратов

1аблипа 1

Средние и максимальные значения перемещений и поворотов точки конца косшого отломка в зоне перелома

Чип аппарата Средние значения Максимальные значения

Перемещение, 5, мм Поворот <р, град Перемещение Поворот ^г ах. град

Накостная пластина с фиксирующими стержнями 0,186 0,105 0,436 0 244

Спицевой аппарат 2,394 1,400 5,412 3,211

Стержневой аппарат 1,260 0,600 2,150 0,789

Результаты конечно-элементного моделирования жесткости фиксации дают биомеханическое обоснование но выбору вида и чиста фиксаторов в соответствии с определенными биомедицинскими характеристиками больного

Глава 4 содержит экспериментальную проверку правильности выбора математических и механических моделей отдельных элементов и устройств в цепом, что было показано благодаря разработанной методике и результатам биомеханического моде шрования

Образцами для моделирования служили реальные немацерированные ключины, принадлежавшие трупам мужчин возраста 25 50 лет В каждую кость вволились внутрикостные стержни, устанавливались накостные пластины, спицевой и С1ержневой аппараты Собранные модели устройств раз-

метались в нагрузочно-измеритетыюм устройстве с использованием подвески дчя на.'ружения kocih и индикатора часовою типа для измерения смещений

На основе предварительных опытов нагрузка для моделирования была выбрана равной 400 Н и прикладывалась к ключице в поперечном направлении на рассюянин 20 мм от внешнего конца kocih Измерение смещений с помощью индикаюра позвотито оценить жесткость фиксации Результаты экспериментов обрабатывались методами магматической статистики

Результаты биомеханическою моделирования жесткости макетных схем систем остеосиитоза показали, что стержневая схема чрескостнои фиксации обеспечивала намного более высокую жесткость в сравнении со спицевон схемой во всем диапазоне нагрузок Накостная пластина показала наибольшую жесткость фиксации при нагрузках, не превышающих 230 Н Интраме-дуллярный стержень обеспечивает несколько меньшую жесткость фиксации при натрузках менее 240 Н При нафузках превышающих 230 Н для накостной пластины и 240 Н для интрамедуллярного стержня, происходило смятие костной ткани в зоне фиксаюров и скачкообразное увеличение перемещений в зоне перелома (1абл 2)

Таблица 2

Средние перемещения отломка в устройствах остеосинтеза

Величина нагрузки, И

Тип устройства Р, =240Н Р, =400Н

Перемещение, мм

Внутрикостный стержень 1,86 |

Накостная пластина 0,27 -

Спицевой аппарат 4,03 6,72

Стержневой аппарат 1,07 1,85

Сопоставление полученных данных биомеханического исследования макетных схем фиксации с рассчитанными показателями жесткосш подтверждает справедливость теоретических итогов моделирования, что позволяет

считать достоверными результаты поэтапного моделирования жесткости фиксации ключицы

Выявленные отличия в тюказа!елях жесткости фиксации исследованных схем \'01ут служить основанием к выработке биотехнических рекомендаций по выбору наилучшей схемы дчя конкретных клинических условий и особенностей переломов ключицы

Глава 5 посвящена биотехническим рекомендациям по выбору эффективной схемы остеосинтеза для лечения переломов ключицы При оценке эффективности учитывались значения максимальных смещений и поворотов кости под действием функциональных нагрузок Вместе с л им, при выявлении эффективности имелась в виду суммарная площадь раневых каналов в биослруктурах, а также площадь контакта поверхности фиксатора с костью Одновременно учитывались возможные наибольшие значения функциональных нагрузок и характер перелома

Реальные значения смещений и поворотов кости при определенной схеме ее фиксации находятся в пропорциональной зависимости от нагрузок, возникающих при функциональных движениях бо гьното и связанных с массой его тела Проведенное поэтапное молелирование жесткости фиксации предусматривало применение среднестатистических нагрузок, возникающих в результате движении больного средней массой 70 кт

Другие значения массы тела больного могут вызывать прямо пропорциональное изменение функциональной нагрузки на кость, а также величины смещений и поворотов Это позволяет рассчитать единичное смещение и единичный поворот как отношение их максимальных значений, полученных при конечно-элементном моделировании устройств каждого типа, к соответствующим показателям нагрузки С использованием известного разделения ортопедических больных по массе на шесть категорий от 15 кг детского возраста до 115 кг были определены максимальные возможные смещения и повороты кости в устройствах остеосинтеза исследуемых типов для всех групп массы больных

Анализ результатов расчета максимальных перемещении показывает, что только при использовании аппарата со схемой стержневой фиксации значения перемещений не выходят за наибольшие значения 3 мм и 3е из допус-

тимых биомедицинских предстой для всех групп массы больных Спицевая схема обеспечивает необходимую жесткость фиксации кости в условиях ее применения для групп больных массой до 40 кг Внутрикосшый стержень и накостная пластина надежно фиксируют костные отломки у больных массой те та до 40 кг

Приведенные особенности применения устройств фиксации кости в зависимости ог 1руппы массы больного дополняются данными о влиянии на жесткость фиксации характера и зоны локализации перелома ключицы

При использовании результатов проведенного поэтапного моделирования жесткости схем фиксации и их анализа, а также с учеюм материалов ранее выпопненных исследований быта составлена таб.т 3, дающая возможность упростить всесюроннее биотехническое и медицинское обоснование выбора эффективной схемы фиксации ключицы Выбранная схема может характеризоваться необходимой жесткостью фиксации кости, наименьшим травмированием мягких и твердых тканей, небольшой трудоемкостью ос1ео-синтеза применительно к определенным клиническим параметрам

Таблица 3

Основные критерии выбора рациональном системы фиксации отломков

ключицы при остеосинтезе

Тип устройства остеосинтеза

Вид критерия ВнмрикостныН Пакостная Спицевой Стержневой

стержень птастина аппарат аппарат

15 25 + + + +

Масса тета больного, кг 26 40 + + + +

41 55 +

5Ь 70 +

71 95 +

96 115 , +

Вид перелома Поперечным + +

Косой + + +

Оскотьчатьш + + -1-

Локализа- Внутренняя треть +

ция пере- Средняя треть + + + +

лома Пару* ная треть | |

На базе данных табл 3 может быть сделан обоснованный выбор стратегии и таюики остеосинтеза для шчення переломов ключицы в конкретных клинических ситуациях

Подтверждение правильности разработанною биомеханического подхода к выбору схем остеосинтеза осуществтятось при лечении 131 больных с переломами ключицы на ктииических базах кафедры травматологии и ортопедии ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им В И Разумовского» в МУЗ «ГКБ №2» и «ГКЬ №9» Лечение проводилось путем использования исследован-*1шх стержневых (56 наблюдения), спицевых (12 наблюдений) аппаратов внешней фиксации, накостной пластины (15 наблюдений) и внутрикостного стержня (48 набтюдений) с выпочнением ктинических наблюдений 4 ^ Изучение отдаленных резутьтатов лечения показало, что доля хороших и удовлетворите 1ьных итогов достигает 94,2% общего числа пролеченных больных Это я ваяете я практическим подтверждением справед швости разработанных биотехнических рекомендаций по выбору эффективной схемы фиксации для лечения переломов ктючицы применительно к определенным ктиническим условиям

Общие выводы по работе

1 Магматическое моделирование жесткости фиксаторов показало, что наитучшую фиксацию при функциональных нагрузках обеспечивает применение стержней по сравнению со спицами Для внутрикостною стержня и накостной птастины были установлены допустимые нагрузки, при которых сохраняется стабитьносгь фиксации перелома ключицы

Результаш математического моделирования жесткости могут рассматриваться в качестве биомеханического обоснования выбора типа фиксатора для опредетенного интервала нагрузок в качестве стратегии остеосинтеза при лечении переломов ктючицы

2 Конечно-элементное модетирование позволило выявить наилучшие показатели жесткости фиксации при использовании аппарата внешней фиксации стержневого типа во всем диапазоне нагрузок и накостной пластины при нагрузках, исключающих смятие костной ткани по поверхности фиксатора

3 Биомеханическое моделирование деформационного поведения устройств ос геосинтеза показало близкие значения жесткости устройств фиксации к показателям компьютерного моделирования Установлено, что накостная пластина обеспечивает надежную фиксацию костных отломков при нагрузках не более 228 Н При применении интрамедуллярною стержня перемещения в зоне перелома ключицы не превышают допустимых значений при нагрузке 240 II, которая является предельной для данного тина остеосинтеза Сгшцевой и стержневой аппараты могут быть использованы во всем диапазоне функциональных нагрузок при этом стержневая фиксацич превосходит спицевую фиксацию в 3,63 раза

4 Комплексное исследование жесткости фиксации изученных устройств остеосинтеза позволило сформулировать биотехнические рекомендации по выбору стратегии и тактики остеосинтеза при лечении переломов ключицы отражающие взаимосвязи между исследуемыми системами фиксации и категорией массы больного, видом перелома, а также юной ет о локализации

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1 Ткачева А В Биомеханические аспекты хирургической реабилитации больных с переломами трубчатых костей методом наружною чрескост-ного остеосинтеза / А В Ткачева, М С Тонин, К К Левченко // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника - М , 2006 - № 11 С 21-25

2 1качсва А В Компьютерное моделирование способов внешней фиксации в системе прогнозирования реабилитационных мероприятий у больных ортопедо-травмалологического профиля / А В Ткачева, М С Гонин // Реабилитационные технологии XXI века Сборник научных трудов научно-практической конференции с международным участием Выи 1 - Саратов 2006-С 113-114

3 Тонин М С Конечно-элементное моделирование деформационно1 о поведения аппаратов оьтеосинтеза при лечении переломов ключицы // Тез докл XVIII сессии международной школы по моделям механики сплошной среды - Саратов 2007-С 107-108

4 Тонин М С Математическое моделирование аппаратов остеосинтеза при лечении перетомов ключицы / М С Тонин, К Г Бутовский, О В. Ьейдик // Аспирантские чтения, вып 1 материалы межре! иональпой конференции, посвященной 150-петию первого ректора Импераюрскою Саратовского уни-ьерсше1аВИ Разумовского - Саратов изд-во СарГМУ, 2007 - С 200

5 Биомеханическое исследование жесткости внешней фиксации при лечении переломов длинных костей с помощью аппарата чрескостного остеосинтеза / Л В Ткачева, О В Бейдик, К К Левченко, М С, Тонин//Биоме-дицинскис технологии и радиоэлектроника,- М , 2006, № 8-9 С 100-104

6 Родионов И В Влияние оксидных биопокрытий остеофиксаторов на их биомеханические функции при лечении перетомов костей опорно-двшате иною аппарата / ИВ Родионов, КГ Бутовский, О В Беидик, К К Левченко, Д А Марков, М С Тонин // Аспирантские чтения, вып 1 материалы межрегиональной конф, посвященной 150-летию первого ректора Императорского Саратовского университета В И Разумовского - Сарагов изд-во СарГМУ, 2007 - С 205-207

7 Бейдик О В Биомеханическое компьютерное моделирование способов остеосинтеза / О В Бейдик, М С Тонин, К К Левченко, X С Карнаев, С А Немоляев, М Б Лигвак // Гений ортопедии - М , 2007, № 4 С 89

Работы 1,5 опубликованы в журналах из списка, рекомендованного

ВАК

ТОНИН Михаил Сергеевич

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОСТЕОСИНТЕЗА ПРИ ЛЕЧЕНИИ ПЕРЕЛОМОВ КЛЮЧИЦЫ

01 02 08 - биомеханика Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических на>к

Подписано в печать 01 07 2009 Формат60x84 1/16объем 1 пл Тираж 100экз Заказ 198 Типография «Техно -Декор»

410012, Саратов, Московская, 160

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Аналитический обзор литературы.

1.1. Биомеханика ключицы в составе опорно-двигательного аппарата человека.

1.2. Основные принципы остеосинтеза.

1.3. Лечение переломов и псевдоартрозов ключицы

Выводы.

ГЛАВА 2. Математическое моделирование деформационного поведения фиксаторов при остеосинтезе ключицы.

2.1. Описание аппаратов остеосинтеза ключицы.

2.2. Моделирование ключицы и ее опорных связей.

2.3. Моделирование нагрузки.

2.4. Остеосинтез интрамедуллярным стержнем.

2.5. Остеосинтез накостной пластиной.

2.6. Остеосинтез спицевым аппаратом.

2.7. Остеосинтез аппаратом с резьбовыми стержнями.

Выводы.

ГЛАВА 3. Конечно-элементное моделирование жесткости фиксации устройств остеосинтеза при лечении переломов ключицы.

3.1. Конечно-элементные модели накостной пластины, спицевого и стержневого аппаратов.

3.2. Моделирование нагрузки.

3.3. Результаты расчетов конечно-элементных моделей устройств остеосинтеза ключицы.

Выводы.

ГЛАВА 4. Биомеханическое моделирование фиксации костных отломков при переломах ключицы.

Выводы.

ГЛАВА 5. Биотехнические рекомендации по рациональному выбору устройств остеосинтеза при лечении переломов ключицы и клинические наблюдения

5.1. Биотехнические рекомендации по выбору устройств фиксации отломков ключицы.

5.2. Клинические наблюдения.

Выводы.

Актуальность. Переломы ключицы являются частыми травмами опорно-двигательного аппарата и, по данным большинства авторов, составляют 10 - 19,5% от всех переломов костей скелета [25, 68, 83, 152, 206].

Хотя к настоящему времени разработан целый ряд новых систем и конструкций для лечения повреждений ключицы, число осложнений остается довольно высоким и достигает 12,5-35% [5, 25, 119]. В результате неадекватного лечения возникают не только боли и деформации в месте повреждения, но и нарушается функция верхней конечности, что приводит к снижению трудоспособности больных и даже выходу на инвалидность. Длительная иммобилизация, необходимая, как правило, после оперативной фиксации перелома ключицы с использованием погружных металлоконструкций или при его консервативном лечении, исключает раннее функциональное лечение, приводит к развитию контрактур в суставах верхней конечности и создает определенные бытовые сложности для пациента. Проводимые после прекращения иммобилизации длительные реабилитационные мероприятия, направленные на восстановление полноценной функции конечности на стороне повреждения, значительно удлиняют сроки лечения и увеличивают время нетрудоспособности. Требования сегодняшнего дня диктуют потребность сокращения сроков медицинской и социальной реабилитации, а также быстрейшего восстановления трудоспособности пациентов.

Высокий процент осложнений и неудовлетворительных исходов лечения заставляет анализировать их причины и искать новые методы [4, 7, 26, 125, 142].

Остеосинтез аппаратами внешней фиксации, получивший широкое распространение при лечении переломов конечностей и позволивший улучшить анатомо-функциональные результаты лечения, уменьшить количество осложнений, сократить сроки социально-трудовой реабилитации пациентов, нашел применение и при лечении повреждений ключицы [8, 98, 201]. Для внеочагового остеосинтеза ключицы также был предложен ряд различных конструкций внешней фиксации, которые, в основном, представлены спице-выми аппаратами [12, 25, 62, 89]. Применение чрескостного остеосинтеза позволяет улучшить анатомические и функциональные результаты лечения свежих переломов, псевдоартрозов, неправильно сросшихся переломов ключицы [27, 44, 79, 140]. Наряду с очевидными достоинствами метода, такими, как, управляемый стабильный остеосинтез фрагментов, малая травматич-ность вмешательства, сохранение функции суставов и верхней конечности в целом, в процессе его применения возникает достаточно большое количество ошибок и осложнений, составляющих 5% — 30% по данным разных авторов [80, 81, 92]. Для устранения недостатков спицевых аппаратов, снижения числа осложнений и повышения эффективности лечения некоторые авторы предлагают как альтернативный вариант использование стержневой фиксации. В результате экспериментальных исследований и клинических наблюдений было показано, что в ряде случаев стержневые и спице-стержневые системы фиксации имеют преимущества перед спицевыми [7, 8, 69].

По данным литературных источников, имеется положительный опыт применения при переломах и посттравматических псевдоартрозах ключицы стержневых аппаратов, однако не полностью освещены вопросы, касающиеся методики монтажа аппарата и его клинического использования [15, 22, 180]. Кроме того, не указаны зоны и направления безопасного введения стержневых остеофиксаторов, поэтому необходимо более детальное изучение морфометрических показателей анатомических образований подключичной области для анатомо-хирургического обоснования применения стержневой внешней фиксации для остеосинтеза переломов ключицы.

Остается актуальной проблема выбора оптимальных схем остеосинтеза стержневыми аппаратами внешней фиксации, которая может быть решена с помощью современных компьютерных технологий [41, 47, 209].

Таким образом, дальнейшая разработка и научное обоснование рациональной методики стержневой внешней фиксации при переломах ключицы, которая; позволила бы уменьшить число осложнений и улучшить результаты лечения больных с данным видом повреждений является актуальной задачей.

Цель работы:: разработать биомеханическое обоснование рационального выбора систем фиксации при лечении переломов ключицы с помощью-комплексного подхода к моделированию остеосинтеза.

Задачи работы, решаемые для осуществления поставленной цели: . 1. Математическое моделирование деформационного поведения фиксаторов под действием нагрузок при остеосинтсзс ключицы. 2. Компьютерное моделирование напряженно - деформированного состояния систем фиксации под нагрузкой в устройствах остеосинтеза ключицы.' ."••,.'■.■,.■■.'

3. Биомеханическое моделирование характеристик, жесткости систем. фиксации костных фрагментов, ключицы путем;экспериментального исследования моделей устройств остеосинтеза.

4. Разработка биотехнических рекомендаций: по; выбору и применению рациональных систем' фиксации; костных фрагментов с необходимой жесткостью в устройствах- остеосинтеза при лечении переломов ключицы.

Положения, выносимые на защиту:

Г. Математическое моделирование выявило, что накостная, пластина и внутрикостный стержень обеспечивают высокую степень жесткости фиксации костных отломков в ограниченном диапазоне: нагрузок - не более 216 Н.

• При действии функциональных нагрузок наибольшую расчетную жесткость показывает стержневой аппарат внешней фиксации по сравнению со спице-вым, аппаратом, что позволяет рекомендовать выбор в качестве стратегии остеосинтеза ключицы стержневую фиксацию с необходимой жесткостью при минимальном числе фиксаторов;

2. Конечно-элементное моделирование показало, что наиболее благоприятные расчетные параметры, перемещений и поворотов при: нагружении устройств остеосинтеза ключицы показывает накостная пластина. Стержневой аппарат с четырьмя консольными стержнями обеспечивает жесткость фиксации, не превышающую допустимых значений для всего диапазона функциональных нагрузок, чем определяется его рациональный выбор по отношению к спицевому аппарату.

3. Биомеханическое моделирование с использованием экспериментальных моделей аппаратов остеосинтеза дает наиболее близкие к действительным значения перемещений и поворотов фрагментов реальной ключицы при их различных нагружениях функциональными силами, что позволило установить наибольшую жесткость системы фиксации из четырех консольных стержней в аппарате остеосинтеза для всего диапазона нагрузок. Накостная пластина и внутри костный стержень показали высокие значения жесткости фиксации при нагрузках, не превышающих 240 Н, что близко к расчетному значению.

4. Биотехнические рекомендации по выбору и применению рациональной системы фиксации отломков ключицы с необходимой жесткостью, разработанные на основе результатов комплексного моделирования и имеющие вид таблицы, учитывают уровень категории массы тела больного и функциональных нагрузок, вид и зону локализации перелома. Поэтому при небольших и средних нагрузках, а также малых сечениях ключицы рациональнее использовать спицевую фиксацию; для средних значений нагрузки целесообразно применять накостную пластину и внутрикостный стержень, при значительных функциональных нагрузках - стержневую фиксацию.

Научная новизна. Впервые предложен метод поэтапного моделирования жесткости устройств остеосинтеза отломков ключицы за счет применения математического, конечно-элементного и биомеханического моделирования. В результате определены зависимости параметров деформированного состояния, а также жесткости фиксации устройств от биомеханических и медико-технических характеристик схемы фиксации, что послужило основой для формирования стратегии и тактики остеосинтеза.

Впервые разработаны и биотехнически обоснованы рекомендации для врачей по выбору рационального типа устройства остеосинтеза ключицы, обеспечивающие необходимую жесткость фиксации, учитывающие величину функциональных нагрузок, возраст больного и вид перелома.

Практическая ценность. Результаты работы могут применяться в хирургической практике травматологии и ортопедии для повышения эффективности лечения больных с переломами ключицы.

Предложенный метод поэтапного моделирования четырех типов устройств остеосинтеза ключицы показал, что фиксация с помощью четырех консольных стержней в аппарате чрескостного остеосинтеза обеспечивает наилучшую жесткость по сравнению со спицевым аппаратом, внутрикост-ным стержнем и накостной пластиной во всем диапазоне функциональных нагрузок.

Разработанные и биомеханически обоснованные рекомендации по использованию устройств остеосинтеза с применением поэтапного моделирования обеспечили возможность рационального выбора типа устройств остеосинтеза для создания требуемой жесткости фиксации.

Реализация результатов работы. Метод поэтапного моделирования устройств остеосинтеза внедрен в работу отделений травматологии и ортопедии МУЗ «Городская клиническая больница №2» и «Городская клиническая больница №9» г. Саратова, в учебный процесс кафедры травматологии и ортопедии ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского».

Апробация работы. Основные материалы работы докладывались на XVIII сессии Международной школы по моделям механики сплошной среды (г. Саратов, СГУ им. Чернышевского, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 2 работы в журналах из списка, рекомендованного ВАК, и 5 работ в других изданиях.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и заключения. Общий объем работы составляет 160 страниц, включая 36 рисунков, 23 таблицы, 25 страниц библиографии, содержащей 209 наименований.

Выводы

1. Определены биомеханические и медико-технические особенности жесткости исследуемых систем фиксации при наиболее близких к реальным условиям остеосинтеза, что может служить основанием для выработки биотехнических рекомендаций к выбору рациональной системы фиксации для конкретных клинических условий переломов ключицы.

2. Выявлены отличия в показателях жесткости фиксации внутрикост-ным стержнем, накостной пластиной, спицевым и стержневым аппаратом, определены диапазоны нагрузок, обеспечивающие стабильность остеосинтеза при лечении переломов ключицы.

3. Установлено, что накостная пластина обеспечивает надежную фиксацию костных отломков при нагрузках не более 228 Н. При применении ин-трамедуллярного стержня перемещения в зоне перелома ключицы не превышают допустимых значений при нагрузке 240 Н, которая является предельной для данного типа остеосинтеза. Спицевой и стержневой аппараты могут быть использованы во всем диапазоне функциональных нагрузок, при этом стержневая фиксация превосходит спицевую фиксацию в 3,63 раза.

4. Статистическая обработка полученных результатов биомеханического моделирования показала, что обнаруженные различия в жесткости устройств фиксации реальных костных фрагментов ключицы являются высокозначимыми.

Рациональность устройств остеосинтеза с биотехнических позиций оценивается по значениям максимальных перемещений и поворотов костного фрагмента, полученных в результате проведенного математического, конечно-элементного и биомеханического моделирования при действии функциональных нагрузок. Кроме того, при оценке эффективности схем фиксации учитывалась суммарная площадь раневых каналов в мягких и костных тканях, а также площадь контакта поверхности фиксаторов с костной тканью, кроме того принимался во внимание характер перелома.

В качестве критериев эффективности жесткости фиксации были приняты предельно допустимые перемещения костного фрагмента, равные 3 мм, и его поворота, составляющего 3° [96, 101]. Это обусловлено биомедицинскими требованиями к целостности костного регенерата, образующегося на стыке костных отломков при сращении перелома в процессе остеосинтеза. вероятность такой травматизации регенерата с нарушением нормальных процессов лечения и сращения перелома зависит от соотношения между действительными значениями перемещений, а также поворотов отломка и указанными допустимыми величинами.

5.1. Биотехнические рекомендации по выбору устройств фиксации отломков ключицы

Реальные перемещения и повороты отломка при определенной системе его фиксации находятся в пропорциональной зависимости от действующих на отломок функциональных нагрузок, возникающих в условиях реабилитации больного и связанных с массой его тела. Проведенное комплексное моделирование характеризовалось применением среднестатистических значений нагрузок, образующихся в результате движений больного - мужчины среднего возраста 35 -45 лет со средней массой тела 70 кг. При других величинах массы тела больного пропорционально изменяются функциональные нагрузки на костный отломок, а также значения его перемещений и поворотов.

Если принять, что указанные изменения массы и нагрузки близки к прямо пропорциональному характеру, то можно произвести прогностический расчет возможных максимальных перемещений и поворотов отломка при использовании каждого из видов устройств его фиксации для определенных категорий массы больного. Это позволит в конкретных клинических условиях выбрать наиболее рациональную систему фиксации, жесткость которой обеспечивает безопасные минимальные значения перемещений и поворотов отломка.

Согласно имеющимся биомеханическим рекомендациям значения массы тела ортопедических больных, начиная от детей старшего возраста, разделяются на несколько основных категорий [3]:

1 - от 15 до 25 кг,

2 - от 26 до 40 кг,

3 - от 41 до 55 кг,

4 - от 56 до 70 кг,

5 - от 71 до 95 кг,

6 - от 96 до 115 кг.

Возможные наибольшие нагрузки и максимальные перемещения отломка в устройстве остеосинтеза каждого исследуемого типа у больных указанных категорий массы определяются путем расчета коэффициентов соотношения между верхними пределами категорий массы больных и средней массой больного 70 кг, принятой для моделирования жесткости фиксации (табл. 21). Вместе с этим вычисляются значения единичного перемещения S] и единичного поворота <р} как отношение максимальных величин Smax и <ртах,

Номер категории массы тела больного Предел категории массы тела больного, кг Коэффициент отношения предела категории массы к средней массе тела больного 70 кгс

1 25 0,36

2 40 0,57

3 55 0,79

4 70 1,00

5 95 1,36

6 115 1,64 полученных при математическом и конечно-элементном моделировании жесткости устройства каждого типа, к соответствующим показателям нагрузки: - внутрикостный стержень

5,'=^= — = 5,211-Ю-3 мм/Н,

Р,'= ^ = Ц = 1,3 65-1СГ2град/Н;

- накостная пластина sn = = = 1,082 • 10"3 мм/Н,

S" . max 0,436

РУ 403 р" т max 0,244

РУ 403 р" ^г = 6'055 •10 градШ; спицевой аппарат гт 111 max 5,412

К 200

P!L 3,211

Рх 200 max 2,150

Р* 200 p'L. 0,789 ру 403 ф», = Гт- = = 1,606 - 10"' град/Н, стержневой аппарат 1,075-10"2 мм/Н, (p[v = ^ - =1,958-10"3 град/Н,

С использованием рассчитанных возможных наибольших нагрузок, а также единичных показателей жесткости фиксации определяются абсолютные значения максимальных возможных перемещений и поворотов костного отломка в устройствах фиксации у больных различных категорий массы (табл. 22).

Вероятность травматизации костного регенерата, влияющая на эффективность остеосинтеза, рассчитывается как отношение максимально возможных перемещений и поворотов к их предельно допустимым значениям 3 мм и 3° (табл. 22).

Результаты расчетов возможных максимальных перемещений и поворотов костного отломка показывают, что табличные параметры не выходят за допустимые пределы для всех категорий массы больного только при использовании стержневого аппарата. В этих условиях наибольшее отношение величины перемещения отломка к допустимому значению составило 1,18, величины угла поворота - 0,43, что обусловлено функциональными нагрузками шестой категории массы больного.

Внутрикостный стержень обеспечивал безопасную величину перемещений в условиях реабилитации больного первых пяти категорий массы, когда наибольшее относительное значение перемещений составляло 0,95. Для углов поворота допустимые значения деформаций достигаются для первой и второй категорий массы больного и максимально равны 3,01 для шестой категории массы.

Для накостной пластины наибольшее отношение величины перемещений к допустимому значению составило 0,24, величины угла поворота - 0,13.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Поэтапное моделирование жесткости фиксации костных отломков ключицы, разработанное в данном исследовании, может быть использовано для выбора наиболее эффективных способов остеосинтеза для лечения переломов, деформаций не только ключицы, но и других сегментов опорно-двигательного аппарата. Рассмотренные устройства фиксации костных фрагментов при лечении повреждений костей плечевого пояса обладают высокими показателями жесткости в определенном интервале нагрузок, что существенно снижает либо устраняет опасность чрезмерных функциональных перемещений и поворотов фрагментов кости.

Принципы остеосинтеза содержат определенные резервы дальнейшего повышения эффективности лечения. К ним можно отнести: для внутрикост-ного стержня - применение стержней S-образной формы, учитывающей. форму ключицы; для накостной пластины и стержневого чрескостного остеосинтеза - увеличение прочности закрепления фиксаторов в костной ткани, уменьшение вероятности появления воспалительных осложнений путем придания качеств биоактивности фиксаторов; для спицевой фиксации - применение двухопорного закрепления спицы.

Прочность закрепления стержневых фиксаторов в кости существенным образом связана с профилем и размерными характеристиками их резьбовой внутрикостной части. Наибольшее значение при этом имеет сопротивление костной ткани в условиях ее взаимодействия с резьбовой частью стержня под влиянием осевых и радиальных нагрузок. Путем подбора формы профиля резьбы, значений ее высоты и шага обеспечивается увеличение площади контакта винтовых поверхностей стержня и канала в кости. За счет этого снижаются значения нормальной составляющей и давления на костную ткань, уменьшая опасность ее деструкции, резорбции и перемещений стержня.

В течение всего периода лечения и реабилитации больного фиксаторы устройств остеосинтеза испытывают влияние биожидкостей костных и мягких тканей конечности, а также воздействие механических функциональных нагрузок от костных отломков. Для изготовления стержневых фиксаторов применяют титановые сплавы, характеризуемые биоинертностью и способные обеспечить эффективное биомеханическое функционирование фиксаторов в окружающих тканях. В условиях продолжительной работы титановых фиксаторов биоструктуры оказывают на них коррозионное воздействие, из-за чего на поверхности образуется пленка продуктов коррозии. Вследствие этого происходит изменение заданных свойств поверхности фиксаторов с нарушением стабильности их положения, а прилегающие биоструктуры насыщаются ионами титана, что представляет металлоз биотканей, вызывающий появление воспалительных процессов. По указанным причинам в контактной зоне вокруг фиксаторов образуется малопрочный слой соединительной фиброзной ткани. Из-за этого под действием функциональных нагрузок происходит расшатывание фиксаторов в костной ткани с ее повреждением и усилением воспалительных процессов. В результате фиксаторы утрачивают свои биомеханические функции, в связи с чем создается опасность неудовлетворительного результата лечения.

Решение данной проблемы достигается путем создания на поверхности титановых фиксаторов покрытий, обладающих биоактивными свойствами и обеспечивающих высокоэффективные биомеханические функции. Такие покрытия характеризуются морфологической гетерогенностью и шероховатостью и, взаимодействуя с костными и мягкими тканями, проявляют способность к деструкции. Одновременно материал покрытий стимулирует прорастание клеток биотканей в имеющиеся поверхностные углубления и образующиеся микронесплошности. В результате происходит биоинтеграция покрытия фиксаторов, что уменьшает опасность их расшатывания и появления воспалительных осложнений, повышает стабильность остеосинтеза.

Биоактивность проявляют некоторые кальций-фосфатные керамические материалы, а также оксиды титана, циркония, тантала. При этом для нанесения керамических покрытий используются технологические методы термомеханического и электрофизического воздействия, чем обусловливается неоднородность их структуры и свойств, а также ограниченность качеств биоактивность. Оксидные покрытия формируются за счет химического преобразования поверхностного слоя металлофиксаторов под воздействием специальных реагентов или электрического тока в металлооксидные соединения с высокими способностями к проявлению биоактивности.

Электретные свойства покрытия создаются путем образования в его структуре монополярного отрицательного заряда и квазистационарного электрического поля. Это придаёт покрытию тромборезистентность и благоприятно влияет на протекание биоэлектрических явлений в окружающих тканях.

Ионы меди, включаемые в структуру биопокрытия, придают ему антисептические качества, предотвращая опасность воспалительных осложнений; ионы лантана играют роль антикоагулянтов, снижая вероятность тромбооб-разования и нормализуя микроциркуляцию крови.

Приведённые перспективы совершенствования биомеханики фиксаторов, моделирования остеоинтеграции и получения новых качеств биоактивности фиксаторов направлены на интенсификацию процессов заживления хирургической раны и сращения переломов, ускорение остеоинтеграции фиксаторов и стабилизацию их функционирования, значительное повышение эффективности применения остеосинтеза.

1. Анализ осложнений и исходов при внутреннем остеосинтезе переломов ключицы / С.А. Тонких, А.А. Коломиец, Е.А. Распопова, В.Э. Янковский // Настоящее и будущее технологичной медицины: Материалы Всерос. науч.- практ. конф. - Новосибирск, 2002. - С.143.

2. Анкин, Л.Н. Практика остеосинтеза и эндопротезирования / Л.Н. Анкин, Н.Л. Анкин. Киев, 1994. - 304 с.

3. Бабушкин, Ю.Н. Оперативное лечение переломов ключицы / Ю.Н. Бабушкин, В.П. Корнев, В.А. Ланшаков // Настоящее и будущее технологичной медицины: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. -Новосибирск, 2002. С.79-80.

4. Барабаш, А.П. Комбинированный напряженный остеосинтез / А.П. Барабаш, Л.Н. Соломин. Благовещенск, 1992. - 69 с.

5. Барабаш, А.П. Чрескостный остеосинтез при замещении дефектов длинных костей / А.П. Барабаш. Иркутск, 1995. - 208 с.

6. Бейдик, О.В. Остеосинтез стержневыми и спицестержневыми аппаратами внешней фиксации /О.В. Бейдик, Г.П. Котельников, Н.В. Островский. Самара: ГП «Перспектива», 2002. - 208 с.

7. Бейдик, О.В. Спице-стержневой наружный чрескостный остеосинтез в лечении некоторых деформаций конечностей: Автореф. дис. канд. мед. наук / О.В. Бейдик; Самарский ГМУ. Самара, 1996. - 23 с.

8. Вартаньян, Ш.Г. Функциональное лечение переломов акромиального конца ключицы / Ш.Г. Вартаньян // Ортопедия, травматология и протезирование. 1992. - № 3. — С. 39.

9. Гамалин, С.В. О лечении переломов ключицы / С.В. Гамалин // Человек и его здоровье: Материалы V Рос. конгр. с междунар. участ. — СПб., 2000.-С. 172.

10. Гехт, Б.М. Теоретическая и клиническая электромиография / Б.М.Гехт. -Л.: Наука, 1990.-280 с.

11. Горюнов, Ю.Г. Медицинская реабилитация больных с повреждениями костей плечевого пояса и верхнего отдела плеча: Автореф. дис. . д-ра мед. наук / Ю.Г. Горюнов; Куйбышев, мед. ин-т им. Д.И. Ульянова. -Куйбышев, 1979. 26 с.

12. Грязнухин, Э.Г. Биомеханическое обоснование одноплоскостных рамочных устройств стержне-спицевой и спицевой фисации костных

13. Гурский, Ю.А. Adobe Photoshop CS в теории и на практике / Ю.А. Гурский, Г.Б. Корабельникова, А.В. Жвалевский. М.: Новое знание, 2004.-591 с.

14. Дарков, А.В. Сопротивление материалов / А.В. Дарков, Г.С. Шпиро. -5-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1989. 622 с.

15. Дарков, А.В. Строительная механика: Учебник для вузов / А.В. Дарков, Н.Н. Шапошников —8-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1986.-608 с.

16. Девятов, А.А. Чрескостный остеосинтез / А.А. Девятов. — Кишинев: Штиинца, 1990.-316 с.

17. Дубров, Я.Г. Внутрикостная фиксация металлическим стержнем при переломах длинных трубчатых костей / Я.Г. Дубров. М.: Медицина, 1972:-256 с.

18. Дубровский В.И. Биомеханика / В.И. Дубровский, В.Н. Федорова. -М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2004. 672 с.

19. Евдокимов, М.М. Выбор метода лечения переломов ключицы: Дис. . канд. мед. наук / М.М. Евдокимов; Куйбышев, мед. ин-т им. Д.И. Ульянова. Куйбышев, 1985.- 191 с.

20. Ермаков, А.Н. Возможности накостного остеосинтеза переломовключицы / А.Н. Ермаков, С. Ю. Самсонов, П.Э. Квиникадзе // Человек1382001.-С. 36.

21. Кабилов, Р.К. Стабильно-функциональный остеосинтез при переломах акромиального конца ключицы / Р.К. Кабилов, Ф. Р. Кенжаев // V съезд травматол.-ортопедов респ. Узбекистан с междунар. участ.: Тез. докл.— Ташкент, 1992. -С. 84-86.

22. Каминский, А.В. Применение электронно-оптического преобразователя при чрескостном остеосинтезе ключицы / А.В. Каминский, Э.В. Горбунов // Гений ортопедии. 2001. - № 2. - С. 111.

23. Каплан, А.В. Закрытые повреждения костей и суставов / А.В. Каплан. — М.: Медицина, 1967. 513 с.

24. Каплунов, О. А. Чрескостный остеосинтез по Илизарову в травматологии и ортопедии / О.А. Каплунов. М.: ГЭОТАР-МЕД,2002.-304 с.

25. Катаев, И.А. Наружная спицестержневая аппаратная фиксация при диафизарных переломах бедра и плеча / И.А. Катаев, А .Я. Лобко, М.В. Черевеко // XI съезд травматол.-ортопедов Украины: Тез. докл. Киев, 1991.-С. 58.

26. Кнетс И.В. Деформирование и разрушение твердых биологических тканей / И.В. Кнетс, Г.О. Пфафрод, Ю.Ж. Саулгозис. Рига: Зинатне, 1980.-319 с.

27. Корж, А.А. Система внеочагового остеосинтеза стержневыми аппаратами / А.А. Корж, Б.А. Осыпив, O.K. Иванов // Ортопедия, травматология и протезирование. 1988. - № 7. - С. 1-7.

28. Корж, А.А. Стержневые аппараты для внеочагового остеосинтеза — возможности и перспективы / А.А. Корж, Б.И. Сименач // Политравма: Тез. докл. обл. науч.-практ. конф. -Харьков, 1986. С. 120-122.

29. Корлэтяну, М.А. Дифференциальная диагностика и лечение повреждений нервов при различных травмах конечностей / М.А. Корлэтяну. Кишинев: Штиинца, 1988.- 183 с.

30. Котельников, Г.П. Травматология / Г.П. Котельников, А.Ф. Краснов, В.Ф. Мирошниченко. Самара: Самар. Дом печати, 2001. - 480 с.

31. Леонтьев, В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2003 / В.П. Леонтьев. М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003. - 920 с.

32. Ли, А.Д. Чрескостный остеосинтез в травматологии / А.Д. Ли. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1992. - 197 с.41. «Лира»-Windows: Руководство пользователя / Под ред. А.С. Городецкого и др. Киев: Факт, 1997. - 141 с.

33. Любошиц, И.А. Анатомо-функциональная оценка исходов лечения больных с переломами длинных трубчатых костей и их последствий / И.А. Любошиц, Э.Р. Маттис // Ортопедия, травматология и протезирование. -1980. № 3. - С. 47-52.

34. Массаж / Пер. с англ.; Под ред. И. Аветисова. М.: ТЕРРА, 1997.-144 с.

35. Мателенок, Е.М. Возможность лечения повреждений Monteggia с применением стержневого аппарата / Е.М. Мателенок // Ортопедия, травматология и протезирование. — 1995. — № 4. С. 49-51.

36. Михайлов, A.M. Сопротивление материалов / A.M. Михайлов. М.: Стройиздат, 1989.-341 с.

37. Моделирование наружного чрескостного остеосинтеза / О. В. Бейдик, К.Г. Бутовский, Н.В. Островский, В.Н. Лясников. Саратов: Изд-во СГМУ, 2002.- 198 с.

38. Новое в лечение переломов ключицы стержнем / В.М. Воронин, Н.М. Лапин, Ю.Б. Семкин, А.С. Пешков // Здоровье семьи XXI век: Материалы V Междунар. науч. конф. - Пермь - Мармарис, 2001.-С. 158.

39. Применение аппарата Илизарова при переломах коротких трубчатых костей: Пособие для врачей / МЗ РФ; РНЦ "ВТО"; Сост.: С.И. Швед, Ю.М. Сысенко, С.И. Новичков. Курган, 1997. - 27 с.

40. Проблемы прочности в биомеханике: Учеб. пособие для техн. и биол. вузов / Под ред. И.Ф. Образцова. М.: Высш. школа, 1988. - 311 с.

41. Псевдоартрозы, дефекты длинных костей верхней конечности и контрактуры локтевого сустава (базовые технологии лечения аппаратом Илизарова) / В.И. Шевцов, В. Д. Маку шин, Л.М. Куфтырев, Ю.П. Солдатов. Курган: ИПП «Зауралье», 2001. - 406 с.

42. Работнов, Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела / Ю.Н. Работнов. М.: Наука, 1979. - 231 с.

43. Расчёты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник / Под ред. В.И.Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989. - 520 с.

44. Ревуженко, А.Ф. Уравнения деформирования упругого тела / А.Ф. Ревуженко. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1988. - 289 с.

45. Редько, И.А. Лечение ложных суставов и несросшихся переломов ключицы методом чрескостного компрессионно-дистракционного остеосинтеза: Автореф. дис. . канд. мед. наук / И.А. Редько; ЦИТО им. Н.Н. Приорова. М., 1995. - 23 с.

46. Руководство по внутреннему остеосинтезу / М.Е. Мюллер, М. Алльговер, Р. Шнейдер, X. Виллингер. М.: Ad. Marginem, 1996. -750с.

47. Савенко, В.И. Спицевой компрессионный остеосинтез в лечении переломов ключицы / В.И. Савенко, С.А. Тонких, А.А. Коломиец // Тез. докл. VII съезда травматол. и ортопедов России: В 2 т. — Новосибирск, 2002.-Т. 2.-С. 121-122.

48. Салин, В.Н. Практикум по курсу «Статистика» (в системе STATISTICA) / В.Н. Салин, Э.Ю. Чурилова. М.: Издательский дом Социальные отношения, 2002. — 188 с.

49. Симон, P.P. Неотложная ортопедия. Конечности / P.P. Симон, С.Дж. Кенигснехт. Пер. с англ. - М.: Медицина, 1998. - 624 с.

50. Синельников, Р.Д. Атлас анатомии человека: В 2 т. / Р.Д. Синельников- М.: Медгиз, 1952. Т. 1. - 631 с.

51. Синельников, Р.Д. Атлас анатомии человека: В 2 т. / Р.Д. Синельников- М.: Медгиз, 1952. Т. 2. - 627 с.

52. Слободской, А.Б. Новая методология применения внеочагового чрескостного остеосинтеза в комплексном лечении переломов костей конечностей: Автореф. дис. . д-ра мед. наук / А.Б. Слободской; СамГМУ. Самара, 2003 .-41 с.

53. Слободской, А.Б. Лечебная тактика при переломах и вывихах ключицы / А.Б. Слободской // Актуальные вопросы имплантологии и остеосинтеза: Сб. науч. тр. Новокузнецк, СПб., 2002. - Ч. 4. - С. 160.

54. Слободской, А.Б. Оптимизация лечения пострадавших с переломами ивывихами ключицы методом чрескостного остеосинтеза / А.Б.143

55. Слободской, А.Б. Оптимизация остеосинтеза переломов и вывихов ключицы / А.Б. Слободской // Актуальные вопросы и перспективы развития многопрофильного лечебного учреждения: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. Шиханы, 2001. - С. 337-339.

56. Снитко, Н.К. Строительная механика: Учебник для вузов/Н.К. Снитко. 3-е изд. перераб - М.: Высшая школа, 1980. - 432 с.

57. Старых, B.C. Способ хирургического лечения при переломах акромиального конца ключицы / B.C. Старых, А.А. Волна // Интенсивная медицинская помощь: проблемы и решения: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. Ленинск-Кузнецкий, 2001. - С. 100.

58. Структура и свойства металлов и сплавов. Механические свойства металлов и сплавов: Справочник / Л.В. Тихонов, В.А. Кононенко, Г.И. Прокопенко, В.А. Рафаловский; Гл. ред. Л.Н. Лариков. Киев: Наук, думка, 1986. - 568 с.

59. Сыса, Н.Ф. Лечение переломов и вывихов акромиального конца ключицы у детей / Н.Ф. Сыса // Заболевания и повреждения верхних конечностей у детей: Сб. науч. тр. Л., 1988. - С. 108-112.

60. Сысенко, Ю.М. К вопросу о лечении переломов ключицы / Ю.М. Сысенко, С.И. Новичков // Гений ортопедии. 2000. - № 2. - С. 86-89.

61. Сысенко, Ю.М. Чрескостный остеосинтез мини-аппаратом Илизарова при лечении больных с переломами трубчатых костей кисти / Ю.М. Сысенко, Д.В. Глухов // Гений ортопедии. 2002. - № 4. - С. 32-34.

62. Томич, С. Лечение симптоматических несращений ключицы методом Илизарова / С. Томич // Гений ортопедии. 2001. - № 3. - С. 24-27.

63. Тонких, С.А. К вопросу об оптимизации остеосинтеза переломов ключицы / С.А. Тонких, А.А. Коломиец, В.Э. Янковский // Многопрофильная больница: проблемы и решения: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. Новосибирск, 2003. - С. 286-287.

64. Тонких, С.А. Характер микродеструкции костной ткани в области перелома ключицы / С.А. Тонких, В.Э. Янковский, А.А. Коломиец // Настоящее и будущее технологичной медицины: Материалы Всерос. науч.- практ. конф. Новосибирск, 2002. - С. 143-144.

65. Тонких, С.А. Причины неудовлетворительных исходов при внутреннем остеосинтезе ключицы / С.А. Тонких, В.Э. Янковский, А.А. Коломиец //Гений ортопедии. 2004. - № 1. - С. 114-117.

66. Триумфов, А.В. Топическая диагностика заболеваний нервной системы

67. А.В. Триумфов. М.: ООО «МЕДпресс», 1998. - 304 с.145

68. Улащик, B.C. Новые методы и методики физической терапии / B.C. Улащик. Минск: Беларусь, 1986. - 175 с.

69. Улащик, B.C. Очерки общей физиотерапии / B.C. Улащик. — Минск: Навука i тэхшка, 1994. 200 с.

70. Уразгильдеев Р.З. Стабильно-функциональный остеосинтез аппаратами наружной фиксации при вывихах и переломо-вывихах акромиального конца ключицы: Автореф. дис. . канд. мед. наук / Р.З. Уразгильдеев; ЦИТО им. Н.Н. Приорова. М., 1997. - 19 с.

71. Уразгильдеев Р.З. Стабильно-функциональный остеосинтез аппаратом чрескостной фиксации при вывихах и переломо-вывихах акромиального конца ключицы / Р.З. Уразгильдеев // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 1998. - № 4. -С. 44-48.

72. Хан X. Теория упругости / X. Хан. М.: Мир, 1988. - 173 с.

73. Ходжаев, P.P. Внеочаговый остеосинтез переломов ключицы у детей аппаратом Илизарова / P.P. Ходжаев, Т.С. Мусаев // Метод Илизарова -достижения и перспективы: Тез. докл. междунар. конф. Курган, 1993. -С. 113-114.

74. Шварцберг, И.Л. Методика оценки отдаленных результатов лечения переломов длинных трубчатых костей / И.Л. Шварцберг // Ортопедия,травматология и протезирование. 1980. - № 3. - С. 52-55.146

75. Шевкуненко, В.Н. Краткий курс оперативной хирургии с топографической анатомией / В.Н. Шевкуненко. — М.: Медгиз, 1947. — 567 с.

76. Шевцов, В.И. Аппарат Илизарова. Биомеханика / В.И. Шевцов, В.А. Немков , JI.B. Скляр. Курган: Периодика, 1995. - 165 с.

77. Шевцов, В.И. Оперативное удлинение нижних конечностей / В.И. Шевцов, А.В. Попков. М.: Медицина, 1998. - Гл. 2. - С. 25-69.

78. Шевцов, В.И. Реабилитация больных с хроническим остеомиелитом и костными кистами / В.И. Шевцов, А.И. Лапынин, А.В. Злобин. -Курган: Зауралье, 2003. 264 с.

79. Чичасова, Н.В. Локальная терапия хронических заболеваний опорно-двигательного аппарата / Н.В. Чичасова // Русский медицинский журнал. 2001. - Т. 9, № 7-8. - С. 286-288.

80. Электромиографический контроль функционального состояния нервов и мышц при удлинении конечностей по Илизарову: Метод, рекомендации / Сост.: А.П. Шеин, В.И. Калякина, В.И. Криворучко и др. Курган, 1991. - 24 с.

81. Янсон, Х.А. Биомеханика нижних конечностей человека / Х.А. Янсон. Рига, 1975. - 324 с.

82. А.с. № 2134081 РФ, МКИ А61 В17/60 Стержень для наружного чрескостного остеосинтеза / О.В. Бейдик, Н.В. Островский, В.Н. Лясников, К.Г. Бутовский, И.А. Катаев (РФ). № 97116559; Заявл. 07.10.97; Опубл. 10.08.99. Бюл. № 22. -С. 273.

83. А.С. 1715333 СССР, МКИ А 61 В17/58 Компрессионно-дистракционный аппарат / Г.А. Илизаров (СССР). № 4055010/14; Заявл. 11.04.86; Опубл. 29.02.92. Бюл. № 8. - С. 20.

84. Пат. 2141271 РФ, МКИ А61 В17/66 Компрессионно-дистракционный аппарат для лечения переломов ключицы / К. П. Минеев, В.М. Безворитный (РФ). № 98108415; Заявл. 13.05.98; Опубл. 20.11.99. Бюл. №32.-С. 116-117.

85. Пат. 2121315 РФ, МКИ А61 В17/66 Способ лечения переломов акромиального конца ключицы / В. С. Гудков, А.В.Скороглядов, М.М. Расшивалкин (РФ).

86. Пат. 2141359. РФ, МКИ А 61 N 1/30, А 61 К 35/78 Способ лечения неврологических и ортопедо-травматологических патологий / Найдин В.П., Бобков Ю.Г., Юрищев П.Е. (РФ). № 98104432/144; Заявл. 23.03.98; Опубл. 20.11.99. Бюл. 32.-С. 151-152.

87. Удостоверение № 1027 на рац. предложение. Компрессионно-дистракционный аппарат / М.М. Евдокимов, Ю.Г. Горюнов (СГМИ).

88. A comparison of nonoperative and operative treatment of type II distal clavicle fractures / A.S. Rokito, J.D. Zuckerman, J.M. Shaari et al. // Bull. Hosp. Jt. Dis. 2002-2003. - 61, 1-2. - P. 32-39.

89. Acute subclavian artery pseudoaneurysm after closed fracture of the clavicle / J.A. Serrano, P. Rodriguez, L. Castro et al. // Acta Orthop. Belg. -2003.-69, 6. P. 555-557.

90. Allen, B.F. Posterior fracture through the sternoclavicular physis associated with a clavicle fracture: a case report and literature review / B.F. Allen, C.J. Zielinski // Am. J. Orthop. 1999. - 28, 10. - P. 598-600.

91. AO-AS1F Original Instruments of the Swiss association for the study of internal fixation: Prospect. 1983.

92. Ballmer, F.T. Coracoclavicular screw fixation for unstable fractures of the distal clavicle. A report of five cases / F.T. Ballmer, C. Gerber // J. Bone Jt. Surg. 1991.-Vol. 73-B, N 2. - P. 291-294.

93. Berg, E.E. An intra-articular fracture-dislocation of the acromioclavicular joint / E.E. Berg // Am. J. Orthop. 1997. - 26, 9. - P. 633-634.

94. Brachial-plexus injury after clavicular fracture: case report and literature review / K.M. Rumball, V.F. Da Silva, D.N. Preston, C.C. Carruthers // Can. J. Surg. 1991. - 34, 3. - P. 264-266.

95. Bustman, O. Complications of plate fixation in fresh displaced midclavicular fractures / O. Bustman, M. Manninen, H. Pihlajanvjki // J. Trauma. 1997,- 43, 5. - P. 778-783.i

96. Capicotto, P.N. Midshaft clavicle nonunions treated with intramedullary Steinman pin fixation and onlay bone graft / P.N. Capicotto, K.G. Heiple, J.H. Wilbur // J. Orthop. Trauma. 1994. - 8, 2. - P. 88-93.

97. Chen, C.E. Delayed brachial plexus neurapraxia complicating malunion of the clavicle / C.E. Chen, H.C. Liu // Am. J. Orthop. 2000. -29, 4.-P. 321-322.

98. Chu C.M. Fixation of mid-third clavicular fractures with Knowles pins: 78 patients followed for 2-7 years / C.M. Chu, S.J. Wang, L.C. Lin // Acta Orthop. Scand. 2002. - 73, 2. - P. 134-139.

99. Clavicular nonunion. 31/32 healed after plate fixation and bone grafting / N. Bradbury, J. Hutchinson, D. Hahn, C.L. Colton // Acta Orthop. Scand. 1996. - 67, 4. - P. 367-370.

100. Clavicle malunion / K.Y. Chan, J.B. Jupiter, R.D. Leffert, R. Marti // J. Shoulder Elbow Surg. 1999. - 8, 4. - P. 287-290.

101. Compression of the anterior interosseous nerve after use of a Robert-Jones type bandage for a distal end clavicle fracture: case report / S. Suso, X. Alemany, A. Combalna, R. Ramyn // J. Trauma. 1994. - 36, 5. - P. 737-739.

102. Coppieters M.W., Stappaeters K.H., Staes F.F., et al/ Shoulder girdle elevation during neurodynamic testing: an assessable sign? // Man Ther. — 2001. Vol. 6? №2. - P. 88-96.

103. Curtis, R.J. Operative management of children's fractures of the shoulder region / R.J Curtis // Orthop. Clin. North. Am. 1990. - 21, 2. - P. 315-324.

104. Dannuhl, C. Das kostoklaviculare Syndrom eine seltene Komplikation der Klavikulafraktur // C. Dannuhl, P.J. Meeder, S. Weller // Akt. Traumatol. - 1988. - 18, 4. - S. 149-151.

105. Delia Santa, D.R. Fractures de la clavicule et lesions secondaires duplexus brachial / D.R. Delia Santa, A.O. Narakas // Z. Unfallchir.

106. Versicherungsmed. 1992. - 85, 2. - S. 58-65.150

107. Die Technik der intramedullaren Osteosynthese der Klavikula mit elastischen Titannageln / A. Jubel, J. Andermahr, G. Schiffer, K.E. Rehm // Unfallchirurg. 2002. - 105, 6. - S. 511-516.

108. Dzupa, V. Fracture of the clavicle after surgical treatment for congenital pseudarthrosis / V. Dzupa, J. Bartonicek, M. Zidka // Med. Sci. Monit. 2004. - 10, 1. - P. CS1 -4.

109. Edelson, J.G. The bony anatomy of clavicular malunions / J.G. Edelson // J. Shoulder Elbow Surg. 2003. - 12, 2. - P. 173-178.

110. Edwards, D.J. Fractures of the distal clavicle: a case for fixation / D.J. Edwards, T.G. Kavanagh, M.C. Flannery // Injury. 1992. - 23, 1. - P. 4446.

111. Edwards S.G. Nonoperative treatment of ipsilateral fractures of the scapula and clavicle / S.G. Edwards, A.P. Whittle, G.W. Wood // J. Bone Jt. Surg. 2000. - Vol. 82-A, N 6. - P. 774-780.

112. Effects of plate location and selection on the stability of midshaft clavicle osteotomies: a biomechanical study / M.R. Iannotti, L.A. Crosby, P. Stafford et al. // J. Shoulder Elbow Surg. 2002. - 11, 5. - P. 457-462.

113. Epidemiology of clavicle fractures / F. Postacchini, S. Gumina, P. De Santis, F. Albo // J. Shoulder Elbow Surg. 2002. - 11, 5. - P. 452-456.

114. Extension osteotomy in malunited clavicular fracture / U. Bosch, M. Skutek, G. Peters, H. Tscherne // J. Shoulder Elbow Surg. 1998. - 7, 4. -P. 402-405.

115. Geometric properties and the predicted mechanical behavior of adult human clavicles / Jr.M.A. Harrington, T.S. Keller, J.G.Seiler et al. // J. Biomech. 1993. - 26, 4-5. - P. 417-426.

116. Grant, L.J. Nonunion of the Fractured Clavicle: Evaluation, Etiology, and Treatment / L.J. Grant, G.M. McCluskey, T.C. David // J. South. Orthop. Assoc. 2000. - 9, 1. - P. 43-44.

117. Grassi, F.A. Management of midclavicular fractures: comparison between nonoperative treatment and open intramedullary fixation in 80 patients / F.A. Grassi, M.S. Tajana, F. D'Angelo // J. Trauma. 2001. - 50, 6.-P. 1096-1100.

118. Goldfard G.A., Bassett G.S., Sullivan S., et al. Retrosternal displacement after physeal fracture of the medial clavicle in children treatment by open reduction and internal fixation // J. Bone Joint Surg. Br. -2001. Vol. 83, №8. - P. 168-172.

119. Harnroongroj, T. The clavicular fracture: a biomechanical study of the mechanism of clavicular fracture and modes of the fracture / T. Harnroongroj, C. Tantikul, S. Keatkor // J. Med. Assoc. Thai. 2000. - 83, 6.-P. 663-667.

120. Hashiguchi, H. Clinical outcome of the treatment of floating shoulder by osteosynthesis for clavicular fracture alone / H. Hashiguchi, H. Ito // J. Shoulder Elbow Surg. -2003. 12, 6. - P. 589-591.

121. Hill, J.M. Closed treatment of displaced middle-third fractures of the clavicle gives poor results / J.M. Hill, M.H. McGuire, L.A Crosby // J. Bone

122. Jt. Surg. 1997. - Vol. 79-B, N 4. - P. 537-539.152

123. Intraspinal migration of a Kirschner wire 3 months after clavicular fracture fixation / J.P. Regel, J. Pospiech, T.A. Aalders, S. Ruchholtz // Neurosurg. Rev. 2002. - 25, 1-2. - P. 110-112.

124. Intrathoracic migration of Kirschner wires / N.S. Chou, M.H. Wu, C.S. Chan et al. // J. Formos Med. Assoc. 1994. - 93, 11-12.-P. 974-976.

125. Immediate internal fixation for open fractures of the long bones of the upper and lower extremities / K. Yokoyama, M. Shindo, M. Itoman et al. // J. Trauma. 1994. - 37, 2. - P. 230-236.

126. Jones, G.L. Nonunion of the fractured clavicle: evaluation, etiology, and treatment / G.L. Jones, G.M. McCluskey, D.T. Curd // J. South Orthop. Assoc. 2000. - 9, 1. - P. 43-54.

127. Klein, P. Schultergurtelverletzung im Kindesalter. Operation oder konservatives Vorgehen? / P. Klein, G. Sommerer, W. Link // Unfallchirurgie. 1991. - 17, 1. - S. 14-18.

128. Kocher, M.S. Shoulder injuries from alpine skiing and snowboarding. Aetiology, treatment and prevention / M.S. Kocher, M.M. Dupri, J.A. Feagin // Sports Med. 1998. - 25, 3. - P. 201-211.

129. Kocher, M.S. Upper extremity injuries in the paediatric athlete / M.S. Kocher, P.M. Waters, L.J. Micheli // Sports Med. 2000. - 30, 2. - P. 117135.

130. Koelliker, F. Behandlungsergebnisse der Klavikula-Pseudarthrose / F. Koelliker, R. Ganz // Unfallchirurg. 1989. - 92, 4. - S. 164-168.

131. Kryl, R. Surgical treatment for complicated clavicle fracture / R. Kryl // Chir. Narzadow Ruchu Ortop. Pol. 1997. - 62, 1. - P. 15-19.

132. Kriiger-Franke, M. Ergebnisse operativ behandelter lateraler Klavikulafrakturen / M. Kriiger-Franke, G. Kiihne, B. Rosemeyer // Unfallchirurg. 2000. - 103, 7. - S. 38-44.

133. Kubiak, R. Operative treatment of clavicle fractures in children: a review of 21 years / R. Kubiak, T. Slongo // J. Pediatr. Orthop. 2002. -22, 6.-P. 736-739.

134. Late complications following clavicular fractures and their operative management / C.K. Kitsis, A.J.Marino, S.J. Krikler, R. Birch // Injury. -2003.-34, l.-P. 69-74.

135. Levy, O. Simple, minimally invasive surgical technique for treatment of type 2 fractures of the distal clavicle / O. Levy // J. Shoulder Elbow Surg. -2003.- 12, l.-P. 24-28.

136. Mandalia, V. Excision of a bony spike without fixation of the fractured clavicle in a jockey / V. Mandalia, V. Shivshanker, M.A. Foy // Clin. Orthop. 2003. - 409. - P. 275-277.

137. Maheshwari, J. Essential othopaedics / J. Maheshwari. — Delhi: Interprint, 1997.-318 p.

138. McKee, M.D. Midshaft malunions of the clavicle / M.D. McKee, L.M. Wild, E.H. Schemitsch // J. Bone Jt. Surg. 2003. - Vol. 85-A, N 5. - P. 790-797.

139. Migration von Kirschner-Drahten nach operativer Stabilisierung von Verletzungen im Bereich der Schulter Vier Fallberichte / S. Schindele, W. Hackenbruch, F. Sutter et al. // Swiss. Surg. -1999. -5,6.- P. 281-287.

140. Midshaft fractures of the clavicle with a shortening of more than 2 cm predispose to nonunion / M. Wick, E.J. Muller, E. Kollig, G. Muhr // Arch. Orthop. Trauma. Surg. 2001. - 121, 4. - P. 207-211.

141. Mullaji, A.B. Low-contact dynamic compression plating of the clavicle / A.B. Mullaji, J.B. Jupiter // Injury. 1994. - 25, 1. - P. 41-45.

142. Natali, J. Forensic medical implications of vascular injuries in orthopedic surgery / J. Natali // J. Mai. Vase. 1996. - 21, 4. - P. 206-215.

143. Ngarmukos, C. Fixation of fractures of the midshaft of the clavicle with Kirschner wires. Results in 108 patients / C. Ngarmukos, V. Parkpian, A. Patradul / J. Bone Jt. Surg. 1998. - Vol. 80-B, N 1. - P. 106-108.

144. Nigel, H. Harris Postgraduate textbook of clinical othopaedics / H. Nigel. Bristol: Press, 1983. - 1027 p.

145. Non-union of fractures of the mid-shaft of the clavicle. Treatment with a modified Hagie intramedullary pin and autogenous bone-grafting / D. Boehme, RJ. Curtis, J.T. De Haan et al. // J. Bone Jt. Surg. 1991. - Vol. 73-A, N 8. - P. 1219-1226.

146. Nonunion of a midshaft clavicle fracture associated with subclavian vein compression. A case report / S.D. Koss, H.T. Goitz, M.R. Redler, R. Whitehill // Orthop. Rev. 1989. - 18, 4. - P. 431-434.

147. Nordqvist, A. The incidence of fractures of the clavicle / A. Nordqvist, C. Petersson // Clin. Orthop. 1994. - 300. - P. 127-132.

148. Nordqvist, A. The natural course of lateral clavicle fracture. 15 (1121) year follow-up of 110 cases / A. Nordqvist, C. Petersson, I. Redlund-Johnell // Acta orthop. Scand. 1993. - 64, 1. - P. 87-91.

149. Nowak, J. The aetiology and epidemiology of clavicular fractures. A prospective study during a two-year period in Uppsala, Sweden / J. Nowak, H. Mallmin, S. Larsson // Injury. 2000. - 31, 5. - P. 353-358.

150. Onstenk, R. Plexus-brachialisletsel door niet genezen of in afwijkende stand genezen claviculafracturen / R. Onstenk, M.J. Malessy, R.G. Nelissen // Ned. Tijdschr. Geneeskd. 2001. - 145, 50. - P. 2440-2443.

151. Orljanski, W. Spatlasion des Plexus brachialis nach Klavikulafraktur / W. Orljanski, H. Millesi, R. Schabus // Unfallchirurg. 1998. - 101, 1. - S. 66-68.

152. Peters, G. Die Verlangerungsosteotomie bei fehlverheilter Klavikulafraktur / G. Peters, U. Bosch, H. Tscherne // Unfallchirurg. 1997. - 100,4.-P. 270-273.

153. Pizio, Z. Fixation of multi-fragment fracture of the clavicle using an external stabilizer "Zespol" / Z. Pizio, T. Czuduk, Z. Olejnik // Chir. Narzadow Ruchu Ortop. Pol. 1999. - 54, 4-6. - P. 341-343.

154. Post, M. Current concepts in the treatment of fractures of the clavicle / M. Post // Clin. Orthop. 1989. - 245. - P. 89-101.

155. Retrosternal displacement after physeal fracture of the medial clavicle in children treatment by open reduction and internal fixation / C.A. Goldfarb G.S. Bassett, S. Sullivan, J.E. Gordon // J. Bone Jt. Surg. 2001. - Vol. 83-B, N 8. - P. 1168-1172.

156. Robinson, C.M. Primary nonoperative treatment of displaced lateral fractures of the clavicle / C.M. Robinson, D.A. Cairns // J. Bone Jt. Surg. -2004. Vol. 86-A, N 4. - P. 778-782.

157. Romero, J. Scapular neck fracture the influence of permanent malalignment of the glenoid neck on clinical outcome / J. Romero, P. Schai, A.B. Imhoff // Arch. Orthop. Trauma. Surg. - 2001. - 121, 6. - P. 313-316.

158. Roset-Llobet, J. Sports-related stress fracture of the clavicle: a case report / J. Roset-Llobet, Saly-Orfila J.M. // Int. Orthop. 1998. - 22, 4. - P. 266-268.

159. Schwarz, N. Osteosynthesis of irreducible fractures of the clavicle with 2.7-MM ASIF plates / N. Schwarz, K. Hucker // J. Trauma. 1992. -33, 2.-P. 179-183.

160. Shortening of clavicle after fracture. Incidence and clinical significance, a 5-year follow-up of 85 patients / A. Nordqvist, I. Redlund-Johnell, A. von Scheele, C.J. Petersson // Acta Orthop. Scand. 1997. - 68, 4.-P. 349-351.

161. Single or double plating for nonunion of the clavicle. / S. Sadiq, M. Waseem, B. Peravalli et al. // Acta Orthop. Belg. 2001. - 67, 4. - P. 354360.

162. Subclavian arterial injury associated with blunt trauma / T. Katras, U. Baltazar, D.S. Rush et al. // Vase. Surg. 2001. - 35, 1. - P. 43-50.

163. Surgical treatment of unstable fractures of the distal clavicle: a comparative study of Kirschner wire and clavicular hook plate fixation / T. Flinkkil, J. Ristiniemi, P. Hyvunen, M. Hamalainen // Acta Orthop. Scand. -2002.-73, l.-P. 50-53.

164. Surgical treatment of fractures of the distal clavicle with polydioxanone suture tension band wiring: an alternative osteosynthesis / J.W. Mall, C.A. Jacobi, A.W. Philipp, F.J. Peter // J. Orthop. Sci. 2002. -7, 5.-P. 535-537.

165. Therapie und Ergebnisse bei lateralen Klavikulafrakturen / M. Hessmann, L. Gotzen, R. Kirchner, H. Gehling // Unfallchirurg. 1997. -100, l.-S. 17-23.

166. The effect of clamping a tensioned wire: implications for the Ilizarov external fixation system / M.A.Watson, K.J. Mathias, N. Maffulli, D.W.L. Hukins // J. Engineer. Med.- 2003.- Vol. 217.-Part H.-P. 91-98.

167. The floating shoulder: clinical and functional results / K.A. Egol, P.M. Connor, M.A. Karunakar et al. // J. Bone Jt. Surg. 2001. - Vol. 83-A, N 8. -P. 1188-1194.

168. The results of operative resection of the lateral end of the clavicle / A. Eskola, S. Santavirta, H.T. Viljakka et al. // J. Bone Jt. Surg. 1996. - Vol. 78-A, N 4. - P. 584-587.

169. Type 2 fractures of the distal clavicle: a new surgical technique / J.A. Goldberg, W.J. Bruce, D.H. Sonnabend, W.R. Walsh // J. Shoulder Elbow Surg. 1997. -6,4.- P. 380-382.

170. Type II distal clavicle fractures: a retrospective review of surgical treatment / J. Kona, M.J. Bosse, J.W, Staeheli, R.L. Rosseau // J. Orthop. Trauma. 1990.-4, 2.-P. 115-120.

171. Wagner H. Surgical lengthening or shorting of femur and tibia. Technique and indications // Orthopaedy: (English translation from German edition.) 1994. No 1. P. 59-74.

172. Webber, M.C. The treatment of lateral clavicle fractures / M.C. Webber, J.F. Haines // Injury. 2000. - 31, 3. - P. 175-9.

173. Waters, P.M. Short-term outcomes after surgical treatment of traumatic posterior sternoclavicular fracture-dislocations in children and adolescent / P.M. Waters, D.S. Bae, R.K. Kadiyala // J. Pediatr. Orthop. -2003.-23,4.-P. 464-469.

174. Wentz, S. Reconstruction plate fixation with bone graft for mid-shaft clavicular non-union in semi-professional athletes / S. Wentz, C. Eberhardt, T. Leonhard // J. Orthop. Sci. 1999. - 4, 4. - P. 269-272.

175. Wiederherstellung der Symmetrie des Schultergiirtels bei Klavikulafrakturen. Elastisch stabile intramedullare Osteosynthese vs. Rucksackverband / A. Jubel, J. Andermahr, C. Faymonville et al. // Chirurg. -2002.-73, 10.-S. 978-981.

176. Yamaguchi, H. Results of the Bosworth method for unstable fractures of the distal clavicle / H. Yamaguchi, H. Arakawa, M. Kobayashi // Int. Orthop. 1998. - 22, 6. - P. 366-368.

177. Zenni, E.J. Open Reduction and Internal Fixation of Clavicle Fractures / E.J. Zenni, J.K. Krieg, J.M. Rosen // J. Bone Jt. Surg. 1981. -Vol. 63-A.-P. 147-151.

178. ГОУ ВПО Саратовский ГМУ Росздрава,доктор мед. наук, профессор1. В.П. Морозов

179. Доцент кафедры травматологии и ортопедии ГОУ ВПО Саратовский ГМУ Росздрава, кандидат мед. наук, доцент1. А.В. Зарецков

180. Доцент кафедры травматологии и ортопедии ГОУ ВПО Саратовский ГМУ Росздрава, кандидат мед. наук, доцент1. С.Н. Киреев1. УТВЕРЖДАЮ»

181. МУЗ «ГКБ №9» г. Саратова результатов диссертационного исследования ТОНИНА Михаила Владимировича на тему: «Биомеханические системы остеосинтеза при лечении переломовключицы»

182. Зам. глав, врача по лечебной работе

183. Зав. травматологическим отделением1. О.П. Коноплева1. Ю.В. Трошкин

184. Зав. травматолого — ортопедическим отделе . Адамович