Биомеханические системы внешней фиксации при лечении переломов большеберцовой кости тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

На правах рукописи

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕЙ ФИКСАЦИИ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ПЕРЕЛОМОВ БОЛЬШЕБЕРЦОВОЙ КОСТИ

01.02.08 - биомеханика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Саратов - 2006

Работа выполнена на кафедре математической теории упругости и биомеханики ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Ч ернышевского»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Бейдик О.В.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Скрипаль A.B. (Саратовский госуниверситет им. Н.Г. Чернышевского)

кандидат технических наук профессор Акулич Ю.В. (Пермский государственный технический университет)

Ведущая организация: Московский государственный университет приборостроения и информатики

Защита состоится Л8 декабря 2006 г. в /S.30 на заседании диссертационного совета Д 212.243.10 в Саратовском государственном университете им. Н.Г. Чернышевского по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, корп.IX, ауд. 218.

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского Автореферат разослан^?'У ноября 2006 г.

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

Шевцова Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Чрескостный остеосинтез является эффективным методом лечения переломов трубчатых костей опорно-двигательного аппарата (Бейдик О.В., 2004; Девятое A.A., 1990; Илизаров Г.А., 1982; Шевцов В.И., 2005, Wagner H., 1994). Он предусматривает проведение фиксаторов в виде спиц и стержней через костные отломки и закрепление их свободных концов во внешних опорах аппарата остеосинтеза. Конструкция фиксаторов и аппарата обеспечивает возможность управления положением отломков с их необходимым сопоставлением при требуемой жесткости фиксации и последующей дистракции либо компрессии. Это улучшает процессы остеогенеза и регенерации костной ткани в зоне перелома, повышая эффективность его сращения и реабилитации больного. Одновременно сохраняется функциональная подвижность конечности и организма в целом, что нормализует протекание процессов обмена и уменьшает вероятность появления локальных воспалительных осложнений (Баширов P.C., 2002; Ли А.Д., 1983; Соломин Л.Н., 2005; Steinemann S.G., 1988, Vidal J„ 1970).

Реализация лечебных и реабилитационных преимуществ чрескостного остеосинтеза в значительной степени обусловлена жесткостью фиксации костных отломков для ограничения величины их перемещений и поворотов при действии функциональных нагрузок. Данные перемещения не должны превышать определенных значений, чтобы не вызвать травматизации образующегося костного регенерата, нарушения процессов его консолидации и сращения перелома. Жесткость фиксации зависит от конструкции и свойств материалов фиксаторов, схемы их расположения в аппарате остеосинтеза, от параметров других элементов аппарата. В то же время на выбор указанных характеристик влияют требования наименьшей травматичности и трудоемкости остеосинтеза, связанные с минимально возможным

количеством фиксаторов определенных видов (Городниченко А.И., 2000; Корж A.A., 1988; Фурдюк В.В., 1997; Янсон И.А., 1985).

Попытки разрешения данной сложной многофакторной проблемы за счет поиска и применения различных концепций фиксации в отсутствие единого подхода к остеосинтезу не позволяют существенно уменьшить долю неудовлетворительных результатов лечения переломов. Это имеет особое значение в отношении костей голени, число переломов которых составляет наибольшую долю среди костных сегментов опорно-двигательного аппарата, достигая 35%. Причины данного положения связаны с биомеханическими особенностями берцовых костей, характеризуемых повышенными функциональными нагрузками, при их значительной длине, небольшой площади сечения и малой толщине окружающих мягких тканей. В этих условиях недостаточная жесткость фиксации отломков наиболее нагруженной большеберцовой кости приводит к расшатыванию фиксаторов, локальному воспалению и разрушению костной ткани (Либерман С.Б., 1976; Мюллер М.Е., 1996, Хелимский A.M., 1976; Шевцов В.И., 2005).

До настоящего времени разработка общего подхода к выбору рациональных систем внешней фиксации остается незавершенной. При этом одним из эффективных путей выбора и обоснования схем фиксации при переломах трубчатых костей следует считать применение метода моделирования. Поэтому разработка наиболее полного и достоверного обоснования выбора систем внешней фиксации с необходимой жесткостью путем комплексного подхода к ее моделированию для повышения эффективности лечения переломов большеберцовой кости представляет актуальную задачу.

Цель работы: разработка биомеханического обоснования выбора рациональных систем внешней фиксации при лечении переломов большеберцовой кости с помощью комплексного подхода к моделированию остеосинтеза.

Задачи работы:

1. Провести математическое моделирование деформационного поведения фиксаторов под действием нагрузок при остеосинтезе большеберцовой кости.

2. Осуществить компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния систем внешней фиксации под нагрузкой в аппаратах остеосинтеза большеберцовой кости.

3. Провести биомеханическое моделирование характеристик жесткости систем внешней фиксации костных фрагментов большеберцовой кости путем экспериментального исследования моделей аппаратов остеосинтеза.

4. Разработать биотехнические рекомендации по выбору и применению рациональных систем внешней фиксации костных фрагментов с необходимой жесткостью в аппаратах остеосинтеза при лечении переломов большеберцовой кости.

Научная новизна. Впервые предложен комплексный подход к моделированию жесткости системы внешней фиксации отломков большеберцовой кости в аппаратах чрескостного остеосинтеза с использованием математического, компьютерного, биомеханического моделирования. Благодаря этому выявлены взаимосвязи характеристик напряженно-деформированного состояния и жесткости аппаратов с физио-биомеханическими и биомедицинскими параметрами системы фиксации, что позволило обосновать формирование стратегии и тактики остеосинтеза.

Впервые разработаны биотехнические рекомендации, имеющие вид таблицы, по выбору рациональной системы внешней фиксации в аппаратах остеосинтеза большеберцовой кости, обеспечивающие необходимую жесткость фиксации, учитывающие уровень функциональных нагрузок, состояние структуры и прочностные характеристики костной ткани, а также вид перелома.

Практическая ценность. Результаты работы могут быть использованы в практике отделений травматологии и ортопедии

медицинских учреждений для повышения эффективности чрескостного остеосинтеза при лечении переломов и устранении деформаций большеберцовой кости и других костных сегментов опорно-двигательного аппарата.

Предложенный комплексный подход к моделированию трех типов систем внешней фиксации фрагментов большеберцовой кости в аппаратах остеосинтеза показал, что консольно-сквозная стержневая система обеспечивает наилучшую жесткость фиксации, так как консольно-стержневая и спицевая системы характеризуются меньшими значениями жесткости.

Разработанные биомеханические рекомендации по созданию и применению систем внешней фиксации с использованием комплексного подхода к их моделированию позволяют всесторонне обосновать формирование стратегии и тактики остеосинтеза. Это характеризуется рациональным выбором вида и числа фиксаторов, а также системы их расположения в аппарате остеосинтеза для получения необходимой величины жесткости фиксации и ее равномерности, обеспечивающих эффективное лечение переломов и устранение деформаций большеберцовой кости, а также и других костных сегментов опорно-двигательного аппарата.

Положения, выносимые на защиту

1. Деформационные характеристики стержневых фиксаторов при функциональных нагрузках большеберцовой кости в условиях остеосинтеза аппаратами внешней фиксации превосходят показатели спицевых фиксаторов в тех же условиях, что позволило с помощью математического моделирования выбрать в качестве стратегии стержневую фиксацию.

2. Наибольшую жесткость по сравнению с другими типами аппаратов имеют аппараты с консольно-сквозной стержневой фиксацией, что было установлено с помощью компьютерного моделирования. Это определяет их рациональный выбор как тактику остеосинтеза.

3. Наиболее близкие к действительным значения перемещений и поворотов фрагментов реальной большеберцовой кости при нагружении функциональными силами получили с помощью биомеханического моделирования, что выявило наибольшую жесткость и равномерность жесткости системы фиксации консольно-сквозного стержневого аппарата.

4. Результаты комплексного моделирования представляют биомеханическое обоснование разработанных рекомендаций по выбору рациональной системы внешней фиксации отломков большеберцовой кости с необходимой жесткостью при использовании характеристик массы больного, степени остеопороза и вида перелома.

Реализация результатов работы. Комплексный подход к моделированию систем внешней фиксации внедрен в работу отделений травматологии и ортопедии ММУ «Городская клиническая больница №2», ММУ «Городская клиническая больница №9» г. Саратова, в учебный процесс кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ СГМУ.

Апробация работы. Основные материалы работы докладывались на III осенней научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Молодежь и наука: итоги и перспективы» (г. Саратов, СГМУ, 2005), на VIII съезде травматологов и ортопедов России (г. Самара, 2006), на 67-й весенней научно-практической конференции студентов и молодых специалистов СГМУ: «Молодые ученые — здравоохранению региона» (г. Саратов, 2006), на Всероссийской научно- практической конференции молодых ученых, посвященной 85-летию со дня рождения академика Г.А. Илизарова и 35-летию Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия» (г. Курган, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 работы в журналах из списка, рекомендованного ВАК, и 8 работ в других изданиях.

Структура и объем диссертации. Работа состоит их введения, пяти глав, выводов и заключения. Общий объем работы составляет 152 страниц,

включая 25 рисунков, 13 таблиц, 19 страниц библиографии, содержащей 169 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение характеризует актуальность диссертации, цель и задачи работы, положения, выносимые на защиту, научную новизну работы, практическую ценность и реализацию результатов, апробацию работы, ее краткое содержание.

Глава 1 содержит данные обзора и анализа современных исследований и разработок по особенностям биомеханики голени и ее большеберцовой кости, по чрескостному остеосинтезу и внешней фиксации костных отломков при лечении переломов. Даются экспериментально обоснованные допустимые перемещения и повороты отломков, которые не вызывают травматизации костного регенерата.

Приводятся сведения о результатах отдельных исследований по моделированию жесткости для обоснования фиксации некоторых костных сегментов конечности, отмечается сложность решения данной многофакторной задачи.

По итогам обзора и анализа путей совершенствования внешней фиксации обосновали и сформулировали предположения о возможности существенного повышения жесткости и стабильности фиксации отломков большеберцовой кости при лечении переломов за счет комплексного подхода к моделированию с формированием стратегии и тактики остеосинтеза.

В главе 2 содержатся методика и результаты математического моделирования жесткости спицевых и стержневых фиксаторов при их нагружении силами и моментами, соответствующими известным значениям функциональной нагрузки большеберцовой кости. Жесткость фиксаторов рассматривали как их способность оказывать сопротивление деформации под действием функциональных нагрузок и моделировали при использовании положений сопротивления материалов (Степин П.А., 1988; Феодосьев В.И.,

2003). Оценку жесткости производили по расчетным значениям наибольших перемещений и поворотов сечения фиксаторов под нагрузкой.

Спицевые фиксаторы испытывают действие поперечных сил от функциональных нагрузок на костный отломок. В этих условиях жесткость спицы при изгибе рассматривали как важнейшую биомеханическую характеристику фиксаторов и определяли выражением:

С„ = £/„,, (1)

где Ссп — изгибная жесткость спицы, кгс-мм2, Е = 2,1-Ю4 кгс/мм2 — модуль упругости материала спицы - стали 12Х18Н10Т, /с„ = 0,25 мм4 момент инерции круглого сечения спицы диаметром 1,5 мм,

С„ = 0,5 • 104 кгс-мм2.

Изгибная жесткость костного отломка на несколько порядков превышает жесткость спицевых и стержневых фиксаторов. Поэтому отломок в составе моделей аппаратов остеосинтеза принимали абсолютно жестким.

Жесткость спицевой фиксации отломка большеберцовой кости определяется для условий деформации нагруженного растянуто-изогнутого стержня с жестко защемленными концами. При этом влияние нагрузки на прогиб упругой линии оси стержня при определенных условиях выражается дифференциальным уравнением:

„ ä4v „d2y , .

где у — прогиб спицы, мм, S - продольная растягивающая сила, кгс, q(x) — поперечная распределенная нагрузка, которая представляет функцию абсциссы х, совпадающей с осью недеформированной спицы, кгс.

В процессе выполнения конечностью опорных и двигательных функций спица может испытывать прямосимметричное нагружение сосредоточенной силой и кососимметричное нагружение сосредоточенным изгибающим моментом.

Прямосимметричпое нагружение спицы сосредоточенной нагрузкой Р с ее предварительным натяжением силой 5 создает наибольший прогиб ,ута< в середине ее пролета 2Я.

Величина данного прогиба определяется из выражения, полученного в результате интегрирования уравнения (2):

ут =—[AR + th{0,5AR)■(chAR-l)-s¡tAR]. (3)

2 А

Численное нахождение прогиба выполняли с учетом имеющихся биотехнических данных: Р = 50 кгс — наибольшая осевая сила, действующая на кость при движениях больного средней массой 75 кг, 2/? = 150 мм - пролет двухопорной спицы, 5 = 100 кгс - сила предварительного натяжения спицы,

I £ р

Л = =0,138; В = —— = 0,0095 — постоянные интегрирования.

Подстановка данных значений в выражение (3) дает величину прогиба: Утах ~ 13,54 ММ.

Кососиыметричное нагружение спицы возникает в условиях действия на костный отломок пары сил с наибольшей величиной Р = 17 кгс, что при радиусе костного отломка г = 15 мм создает сосредоточенный изгибающий момент М = 500 кгс-мм.

При данных условиях нагружения в середине пролета спицы происходит поворот сечения на угол 0 и возникает прогиб у каждой половины пролета в противоположных направлениях.

Выражение, позволяющее определить максимальный прогиб устанавливается путем интегрирования дифференциального уравнения (2):

В

У™ ~ 2/1з"

Численное определение прогиба производили с учетом

вышеприведенных данных: >>„„х = 1,39 мм.

Аг.сЬ^)-*КАг){ АН)_

вИ(АЯ)- АЯсКЛК) У

¡И(Аг)

АгсИ^-зНАг))

2shг(l0,5AR)

Угол поворота О центрального сечения спицы устанавливается по формуле: в = агс!^^= = 0,093 рад = 5,3°.

Результаты моделирования показали, что жесткость спицевой фиксации при прямосимметричном нагружении значительно меньше, чем при кососимметричном.

В обоих случаях нагружения спицевых фиксаторов их максимальные значения прогиба и угла поворота сечения превышали значения, допустимые по биомедицинским критериям. Это требует увеличения числа спиц для фиксации костных отломков с необходимой жесткостью.

Стержневые фиксаторы подвергаются воздействию нагрузок, создающих условия изгиба, связанные с выражением (1). При этом изгибная жесткость стержневых фиксаторов из титанового сплава ВТ16 диаметром 6мм составляет: Сст = Ет1ст =1-104 -63,59 = 63,59-104 кгс-мм2.

Жесткость стержневой фиксации определяется для изгибных деформаций, описываемых дифференциальным уравнением:

= (4)

Интегрирование данного уравнения при определенных граничных условиях позволяет установить значения перемещений и углов поворота стержневых фиксаторов под действием функциональной нагрузки. При этом рассматривали консольное расположение фиксаторов, а также их сквозное двухопорное расположение.

Консольный стержень обычно закрепляется непосредственно на внешней опоре либо на промежуточном кронштейне.

Непосредственно закрепленный на опоре стержень может быть нагружен поперечной силой и изгибающим моментом.

Поперечная сила может достигать величины Ртах = 50 кгс при рабочей длине стержня 1-60 мм и создает изгибающий момент в произвольном

сечении стержня, равный Л/(л) = —Р (/ - х), что позволяет представить дифференциальное уравнение изгиба (4) в виде:

Проведя интегрирование уравнения (5) дважды по х и учитывая граничные условия, рассчитывали значения максимального прогиба утах и угла поворота втах стержня-фиксатора:

Изгибающий момент, прикладываемый к стержню костным отломком, может быть равен М= 500 кгс-мм, в произвольном сечении его величина составляет: М(х) = - А/ = const.

Дифференциальное уравнение изгиба стержня (4) при этом принимает

вид:

после интегрирования которого дважды по х с учетом граничных условий находили расчетные формулы и определяли максимальные значения прогиба и угла поворота: у^ -1,42 мм; = 0,047рад = 2,1°.

Закрепленный на кронштейне внешней опоры стержень характеризуется жестким соединением кронштейна с опорой и со стержнем-фиксатором, он изготовляется из стали 12XI8H10T, имеет форму стержня диаметром d = 6 мм, длиной /_> = 15 мм.

При нагружении такой комбинированной стержневой системы возникающие деформации в рассматриваемом сечении определяются с помощью интеграла Мора. Применительно к данной системе, работающей преимущественно на изгиб, интеграл принимает вид:

(5)

У^ = 1,92 мм; <?„,„ = 0,048рад « 2,76° .

После подстановки в вышеуказанное уравнение формул изгибающих моментов получили выражения для определения максимальных значений перемещения и угла поворота: = 2,36 мм, вт1К = 0,047рад » 2,7°.

Полученные параметры жесткости консольно-стержневой фиксации показали, что закрепление стержня на кронштейне по сравнению с непосредственным закреплением на опоре создает относительное увеличение

максимального прогиба, равное = 1,66, при этом углы поворотов

концевых сечений стержня имеют значения близкие к 2,7°.

Превышение угла поворота стержня 0т„=2,7° над допустимым значением вт= 2° требует фиксации костных отломков с использованием дополнительных консольных стержневых фиксаторов.

Сквозной двухопорный стержень при фиксации отломков большеберцовой кости чаще всего имеет жесткое закрепление на опорах и может быть нагружен поперечной сосредоточенной силой, а также сосредоточенным изгибающим моментом.

Нагружение данного стержня внешними силами создает в системе появление такого количества внутренних силовых факторов, что определение прогибов стержня становится статически неопределимой задачей. Решение таких задач требует применение специальных методов, из которых для данной нагружаемой системы наиболее рациональным является метод сил.

Поперечная сосредоточенная сила, действующая на сквозной двухопорный стержень при фиксации большеберцовой кости, может составлять допустимую величину Р — 34 кгс и быть приложенной симметрично пролету стержня длиной / = 150 мм. Это создает в системе опорные моменты и реакции, после определения которых и подстановки в дифференциальное уравнение изгиба стержня (4), получили его вид для соответствующих сечений стержня:

при 0 < jc < — С,

/

• d'y = р р

" dx1 ~ 8

I

d'y = Р1 Р dx1 8 2

Решая эти уравнения с учетом граничных условий, получим выражения для расчета максимального прогиба утах и угла поворота 0тах'- у^ = 0,94 мм, = 0,019 рад» 1,08°.

Изгибающий сосредоточенный момент Л/ = 500 кгс-мм создает в системе двухопорного стержня опорные реакции, определение которых и подстановка в дифференциальное уравнение изгиба стержня (4) придает ему вид для соответствующих сечений стержня:

/ _ с1гу М ЪМ„ I , „ с12у М 3 М при 0<*<- Г —£ =----(1-х), при — < х < I Сс„—£ =--+ ~——х.

У 2 сЬс1 4 2 I Р 2 сЬс 4 2/

Решая эти уравнения с учетом граничных условий, получаем следующие значения максимального прогиба утах и угла поворота 0„аХ: = 0,082 мм, 6>„,„ = 0,0074рад » 0,42

Итоги математического моделирования деформационного поведения фиксаторов позволяют обосновать выбор стратегии остеосинтеза переломов большеберцовой кости. Спицевая фиксация целесообразна для условий пониженной плотности и прочности костной ткани, невысоких функциональных нагрузок; консольно-стержневую фиксацию с меньшим числом фиксаторов следует применять при средних значениях нагрузки и прочности костной ткани; стержневая фиксация с использованием консольных и сквозных двухопорных стержней рекомендуется для больших функциональных нагрузок, предупреждая травматизацию костного регенерата и других биоструктур.

Глава 3 посвящена компьютерному моделированию жесткости систем внешней фиксации в аппаратах остеосинтеза большеберцовой кости. Фиксаторы в данных аппаратах деформируются вместе с другими элементами, так что рассмотрение деформации такой системы представляет многократно статически неопределимую задачу.

Для решения данной задачи применяется создание моделей аппаратов как пространственных стержневых систем с последующим исследованием

таких моделей при использовании положений механики деформируемого твердого тела и метода конечных элементов, реализованного в специальной компьютерной программе.

Конечно-элементные модели аппаратов остеосинтеза строили на основе результатов проведенного математического моделирования, включали все исследуемые типы аппаратов: спицевой, консолыю-етержневой, консольно-сквозной стержневой. Деформации фиксаторов и других деталей аппаратов моделировали с помощью определенных конечных элементов компьютерного комплекса «Лира.9» (Городецкий A.C., 2003).

Стержневые детали аппарата моделировали с помощью конечного элемента КЭ-10, способного воспринимать все основные виды нагрузок и моментов. Спицевые фиксаторы моделировали при использовании конечного элемента КЭ-310, работающего только на растяжение, предварительное натяжение спицы моделировали с помощью конечного элемента КЭ-308, используемого для решения геометрически нелинейных задач.

Моделирование нагрузки предусматривало использование усилий, наиболее характерных при функциональных перемещениях больного: продольная сила Рх = 50 кгс, поперечные силы Qy=5 кгс, Qz~5 кгс, изгибающие моменты Л/у=500 кгс-мм, Л/г=500 кгс-мм, крутящий момент А/х=500 кгс-мм.

Оценку жесткости конечно-элементных моделей аппаратов проводили по средним значениям перемещений S и углов поворота </> для всех видов нагрузки общим числом п, а также по максимальным величинам перемещений и углов поворота 5„„ и <рмт (табл.1).

Результаты компьютерного моделирования показали, что жесткость консольно-сквозного стержневого аппарата при наименьшем числе фиксаторов превышала жесткость аппаратов других типов. Наименьшие максимальные значения перемещений и поворотов составляли соответственно 2,083 мм и 0,290°, что не выходило за пределы допустимых биомедицинских величин.

Таблица 1

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

Тип аппарата Средние значения Максимальные значения

Перемещение, £, мм Поворот <р, град Перемещение Поворот , град

Первый 1,133 1,016 5,598 4,733

Второй 1,906 1,384 3,826 4,183

Третий 0,433 0,113 2,083 0,290

Анализ полученных результатов позволяет обосновать тактику остеосинтеза по выбору расположения и числа фиксаторов, вида внешних опор и способов закрепления на них фиксаторов в соответствии с определенными биомедицинскими характеристиками больного.

В главе 4 содержатся материалы биомеханического моделирования жесткости систем внешней фиксации фрагментов реальной большеберцовой кости в исследуемых типах конструкций аппаратов остеосинтеза.

Методика биомеханического моделирования предусматривала использование в качестве образцов реальных болыиеберцовых костей трупов мужчин в возрасте 35...45 лет. Данные кости устанавливали в аппараты остеосинтеза, собранные из типовых деталей аппарата Илизарова и соответствующие трем типам исследуемых конструкций.

Подготовленные модели аппаратов устанавливали в специальное нагрузочно-измерителыюе устройство, изготовленное на базе универсальной испытательной машины Р-5, создающей заданные нагружения костного фрагмента. Моделирование нагрузки включало приложение осевой силы Рх = 50 кгс, а также поперечных сил (2У=5 кгс, 02=5 кгс. Измерение перемещений производили с помощью индикатора часового типа, при этом определялись параметры жесткости фиксации и равномерности жесткости. Обработка

результатов биомеханического моделирования производили методами математической статистики (Бейдик, 1996; Румшиский, 1971).

Результаты моделирования жесткости систем внешней фиксации позволили установить, что при действии на костный отломок наиболее важной опорной нагрузки и поперечных сил жесткость аппарата третьего типа значительно превосходила жесткость других аппаратов (табл.2), максимальные перемещения не превышали допустимые значения.

Таблица 2

Средние перемещения отломка в аппаратах остеосинтеза

Тип аппарата Вид нагрузки, кгс

Р, = 50 <?у-5 & = 5

Перемещение, мм

Первый 4,24 0,89 0,95

Второй 3,22 2,54 2,75

Третий 1,83 0,27 0,18

В таблице 2: - осевая нагрузка, 0), Qz - нагрузки, действующие в двух взаимно перпендикулярных направлениях в поперечном сечении кости. Сравнение результатов, приведенных в таблице 1 и в первом столбце таблицы 2, показывает достаточно хорошее совпадение.

Равномерность жесткости определяли путем приложения к фрагменту поперечной силы с поочередным угловым изменением направления ее действия через каждые 30° и измерением перемещений.

По результатам измерений были построены полярные диаграммы изменения жесткости. Данные оценки рассматривали как обобщенные, наиболее близкие к действительным показателям жесткости, поскольку они позволили сгладить влияние случайных различий в конфигурации и свойствах реальных большеберцовых костей.

Сравнение жесткости исследуемых систем фиксации по результатам биомеханического моделирования выявило превышение жесткости системы

фиксации аппарата третьего типа на 20% по отношению к аппарату второго типа и на 53,5% по сравнению с аппаратом первого типа. Равномерность жесткости аппарата третьего типа также существенно превосходила показатели аппаратов второго и первого типа.

Проверку справедливости результатов биомеханического моделирования проводили путем клинических наблюдений за реальным процессом лечения переломов костей голени и реабилитации больных с помощью исследованных стержневых аппаратов внешней фиксации в условиях отделения травматологии и ортопедии ММУ «Саратовская городская больница №9», ММУ «Саратовская городская больница №2».

Проведенные клинические наблюдения показали хорошие результаты лечения, что следует считать подтверждением справедливости выводов, полученных при моделировании и оценке систем фиксации. Это служит дополнительным основанием для выбора рациональной системы фиксации в характерных клинических случаях переломов большеберцовой кости.

Глава 5 раскрывает сущность биотехнических рекомендаций по рациональному выбору систем внешней фиксации для остеосинтеза при лечении переломов большеберцовой кости. Рациональность оценивали с биотехнических позиций, учитывая максимальные значения перемещений и поворотов костных фрагментов при функциональных нагрузках, что было получено при компьютерном и биомеханическом моделировании. Кроме того, принимали во внимание наибольшие возможные значения функциональных нагрузок, состояние и прочность костной ткани, а также вид перелома.

Учитывая, что при моделировании применялись нагрузки, соответствующие больному со средней массой тела 75 кг, провели прогностический расчет возможных максимальных перемещений и поворотов костного отломка для пяти категорий массы тела ортопедических больных, начиная от 30 кг до предела 115 кг. Для этого вычисляли значения единичного перемещения и единичного поворота отломка, как отношение

максимальных перемещений, полученных при компьютерном моделировании каждого типа аппарата, к соответствующим величинам нагрузки. Кроме этого, рассчитывали возможные наибольшие функциональные нагрузки на отломок для больных различных категорий массы.

При использовании рассчитанных единичных показателей жесткости и возможных наибольших нагрузок определяли значения максимальных возможных перемещений и поворотов костного отломка в исследованных аппаратах внешней фиксации у больных различных категорий массы. Сопоставление рассчитанных перемещений с их допустимыми значениями показывает, что перемещения не выходят за допустимые пределы для больных всех категорий массы только у аппарата третьего типа.

Результаты расчета возможных перемещений позволяют рекомендовать предпочтительное использование спицевой фиксации с необходимой жесткостью для больных категории массы до 30 кг, консольно-стержневая фиксация — предпочтительна для категорий больных массой до 50 кг; консольно-сквозная стержневая фиксация — применима к больным всех категорий массы. Для расширения возможностей спицевого аппарата необходимо проведение через кость большего количества спицевых фиксаторов с применением кольцевых опор и увеличением силы натяжения спиц. Кроме этого, следует вводить дополнительные кольцевые базы, а также создавать повышенное усилие между опорами с помощью дистракционных стержней.

Данные рекомендации следует применять с учетом биотехнических и медицинских особенностей прочностных свойств костной ткани, обусловленных явлениями остеопороза, а также характера имеющегося перелома большеберцовой кости. На основании результатов проведенных видов моделирования и указанных факторов построена таблица 3, позволяющая облегчить биотехническое и медицинское обоснование выбора рациональной системы внешней фиксации отломков большеберцовой кости.

Таблица 3

Основные критерии выбора рациональной системы фиксации отломков большеберцовой кости при внешнем остеосинтезе

Вид критерия Тип аппарата остеосинтеза

Первый Второй Третий

Категория массы тела больного, кг Первая + + +

Вторая + +

Третья +

Четвертая +

Пятая +

Степень осгеопороза Первая + + +

Вторая +

Третья +

Вид перелома Поперечный + + +

Кососпиральный + +

Оскольчатый +

С использованием данных таблицы 3 может быть принято обоснованное решение о стратегии и тактике внешнего остеосинтеза для лечения переломов большеберцовой кости при определенных исходных клинических условиях.

Общие выводы по работе 1. Математическое моделирование жесткости спицевых фиксаторов выявило их недостаточную жесткость и неполное соответствие биомедицинским критериям при лечении переломов. Консольные стержневые фиксаторы показали повышенную жесткость, особенно при установке двух стержней с угловым расположением. Сквозной двухопорный стержень с защемленными концами обладал жесткостью, превышающей в 4 раза по перемещениям и в 5,3 раза по поворотам жесткость консольного стержня.

Результаты математического моделирования служат биомеханическим обоснованием для предпочтительного выбора стержневой фиксации в качестве стратегии остеосинтеза большеберцовой кости.

2. Компьютерное моделирование подтвердило результаты математического моделирования и послужило обоснованием для предпочтительного выбора тактики стержневого остеосинтеза большеберцовой кости, включающей применение двухуровневой фиксации каждого костного фрагмента при использовании консольного стержня и сквозного двухопорного стержня с защемленными концами.

3. Биомеханическое моделирование жесткости и равномерности жесткости фиксации реальных большеберцовых костей позволило установить, что жесткость фиксации в аппарате консольно-сквозного стержневого типа на 53,5% превышала жесткость спицевого аппарата и на 20% - жесткость консольно-стержневого аппарата. Равномерность жесткости фиксации аппарата консольно-сквозного стержневого типа превосходила примерно в такой же степени показатели аппаратов других типов.

4. Разработанные с помощью комплексного моделирования рекомендации в виде таблицы, отражающие взаимосвязи между исследуемыми системами внешней фиксации отломков большеберцовой кости и категорией массы больного, уровнем плотности костной ткани, а также видом перелома, позволяют врачам обоснованно подходить к выбору системы внешней фиксации с наилучшей жесткостью, минимальной травматизацией биоструктур в соответствии с конкретными клиническими условиями.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Моделирование наружного чрескостного остеосинтеза / О.В. Бейдик, К.Г. Бутовский, A.B. Ткачева, И.В. Гросман // Тез. докл. Vtll съезда травматологов и ортопедов России. - Самара, 2006 г. С.37-39.

2. Гросман И В. Применение математического моделирования в предоперационном планировании способа остеосинтеза при переломах ключицы. / И.В. Гросман, A.B. Ткачева // Молодые ученые - здравоохранению региона: Материалы 67-й весенней

научно-практической конференции студентов и молодых специалистов Саратовского государственного медицинского университета. - Саратов, 2006. С. 247-248.

3. Гросман И.В. Выбор схемы остеосинтеза и аппарата внешней фиксации с применением математического моделирования для лечения переломов ключицы. / И.В. Гросман, A.B. Ткачева // Молодые ученые: новые идеи и открытия: материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 85-летию со дня рождения академика Г.А. Илизарова и 35-летию Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия». - Курган, 2006. - С.50-52.

4. Ткачева A.B. Выбор схемы остеосинтеза с помощью биомеханического моделирования для лечения переломов длинных трубчатых костей. / A.B. Ткачева, О.В. Бейдик, К.Г. Бутовский И Тез.докл. VIII съезда травматологов и ортопедов России. — Самара, 2006. С.71-73.

5. Применение биомеханического моделирования для выбора рациональных схем остеосинтеза при лечении переломов трубчатых костей. / А..В. Ткачева, О.В. Бейдик, К.Г. Бутовский, Л.В. Сафонова // Молодые ученые: новые идеи и открытия: материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 85-летию со дня рождения академика Г.А. Илизарова и 35-летию Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия». - Курган, 2006. - С.156-157.

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

7. Разработка и выбор эффективных схем внешней фиксации при остеосинтсзе сегментов конечностей с использованием метода математического моделирования. / A.B. Ткачева, И В. Гросман, Абу Исаи Хасан, Х.М.Ф. Саккала // Молодые ученые -здравоохранению региона: Материалы 67-й весенней научно-практической конференции студентов и молодых специалистов Саратовского государственного медицинского университета. - Саратов, 2006. С. 266-267.

8. Методы выбора и разработки эффективных схем внешней фиксации при остеосинтезе. / A.B. Ткачева, И В. Гросман, Абу Исаи Хасан, Х.М.Ф Саккала, Л.В. Сафонова // Молодые ученые: новые идеи и открытия: материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 85-летию со дня рождения академика Г.А. Илизарова и 35-летию Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия». - Курган, 2006. -С.157-159.

9. Комплексный подход к моделированию систем внешней фиксации при лечении

переломов опорно-двигательного аппарата методом остеосинтеза. / Л.В. Ткачева, Л.В. Сафонова, О.В. Бейдик, К.Г. Бутовский, К.К. Левченко, С.И. Киресв / Технологии живых систем. - М„ 2006., Т.З., №4. С. 60-62.

10. Математическое моделирование наружного чрескостного остеосинтеза при лечении переломов трубчатых костей. / A.B. Ткачева, А.И. Спицын, К.К. Левченко, Х.М.Ф. Саккала // Молодежь и наука: итоги и перспективы: Материалы III осенней научно-практической конференции студентов и молодых ученых. - Саратов, 2005. С. 180.

11. Биомеханические аспекты хирургической реабилитации больных с переломами трубчатых костей методом наружного чрескостного остеосинтеза. / A.B. Ткачева, М.С. Тонин, К.К. Левченко, Л.В. Сафонова, Д.В. Афанасьев, Х.С. Карнаев, Абу Саиф Исаи Хасан, Х.М.Ф. Саккала // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. — М., 2006., №11. С. 21-25.

Работы 6, 9, 11 опубликованы в журналах из списка, рекомендованного ВАК.

ТКАЧЕВА Ангелина Владимировна

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ВНЕШ11ЕЙ ФИКСАЦИИ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ПЕРЕЛОМОВ БОЛЬШЕБЕРЦОВОЙ КОСТИ

01.02.08 - биомеханика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 23.11.06. Формат 60x84 1/16. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ 198.

Типография Издательства Саратовского университета. 410012, Саратов, Астраханская, 83.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Аналитический обзор литературы.

1.1 Биомеханика голени как части опорно-двигательного аппарата.

1.2 Методы наружного чрескостного остеосинтеза.

1.3 Внешняя фиксация при переломах голени.

Выводы.

ГЛАВА 2. Математическое моделирование деформационного поведения фиксаторов и жесткости фиксации при остеосинтезе болыиеберцовой кости.

2.1 Спицевые фиксаторы.

2.2 Стержневые фиксаторы.

Выводы.

ГЛАВА 3. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния и жесткости систем внешней фиксации в аппаратах остеосинтеза болыиеберцовой кости.

3.1 Конечно-элементные модели аппаратов остеосинтеза и моделирование функциональной нагрузки.

3.2 Моделирование деформированного состояния и жесткости фиксации аппаратов остеосинтеза.

Выводы.

ГЛАВА 4. Биомеханическое моделирование жесткости систем внешней фиксации фрагментов болынеберцовой кости в аппаратах остеосинтеза.

4.1 Методика моделирования.

4.2 Результаты моделирования и их анализ.

4.3 Клинические наблюдения.

Выводы.

ГЛАВА 5. Биотехнические рекомендации по рациональному выбору и применению систем внешней фиксации для остеосинтеза при лечении переломов большеберцовой кости.

Выводы.

Актуальность. Внешний чрескостный остеосинтез является эффективным методом лечения переломов и исправления деформаций трубчатых костей опорно-двигательного аппарата. Он предусматривает проведение остеофиксаторов в виде спиц и стержней через соответствующие отделы костных отломков и закрепление свободных концов фиксаторов во внешних опорах аппарата остеосинтеза. Благодаря конструкции фиксаторов и аппарата достигается возможность управления положением отломков для их необходимого сопоставления с требуемой жесткостью фиксации и последующей дистракции либо компрессии. Это оказывает благоприятное воздействие на процессы возбуждения остеогенеза и регенерации костной ткани, обеспечивая повышение эффективности сращения перелома и реабилитации больного. Одновременно сохраняется функциональная подвижность больной конечности и организма пациента в целом, что нормализует протекание процессов обмена и уменьшает вероятность появления локальных воспалительных осложнений.

Важную роль в реализации лечебных и реабилитационных возможностей чрескостного остеосинтеза играет жесткость фиксации отломков, которая должна ограничивать величину их перемещений и поворотов при действии функциональных нагрузок. Данные перемещения не должны превышать допустимых значений, чтобы не вызывать травматизации образующегося костного регенерата, нарушения процессов его консолидации и сращения перелома. Величина жесткости фиксации зависит от конструкции и материала фиксаторов, схем их проведения через костные отломки и расположения в аппарате остеосинтеза, а также от параметров других элементов аппарата. В то же время на выбор указанных характеристик оказывают влияние требования наименьшей травматичности и трудоемкости остеосинтеза, связанные с минимально возможным количеством фиксаторов определенных видов.

Попытки разрешения данной сложной проблемы предпринимались за счет поиска различных концепций фиксации, использующих свойства костного отломка как рычага, закономерности смещения мягких тканей при движениях в смежных суставах, комбинированный напряженный остеосинтез отломков кости, анкерно-спицевые конструкции остеофиксаторов, пространственные трехплоскостные аппараты, спице-стержневые схемы остеосинтеза.

Однако использование данных принципов в отсутствие единого подхода к лечению переломов трубчатых костей, в частности, костей голени не позволяет значительно уменьшить число неудовлетворительных результатов лечения, а также долю воспалительных осложнений, которая остается на уровне 60%. В то же время количество переломов костей голени составляет наибольшую часть среди переломов костей сегментов опорно-двигательного аппарата и достигает 35%. Это связано с биомеханическими особенностями берцовых костей, характеризуемых значительной длиной, небольшой площадью сечения, малой толщиной окружающих мягких тканей, а также повышенными функциональными нагрузками при действии значительных продольных, поперечных, скручивающих сил. Из-за этого происходит снижение жесткости фиксации, расшатывание фиксаторов, локальное воспаление и разрушение костной ткани.

До настоящего времени нельзя считать завершенной разработку общего подхода к выбору рациональных систем внешней фиксации при остеосинтезе. Одним из эффективных путей выбора и обоснования схем фиксации при переломах трубчатых костей следует считать применение метода моделирования. Поэтому разработка комплексного подхода к моделированию систем внешней фиксации при лечении переломов голени для обоснования жесткости выбираемых схем аппарата остеосинтеза представляет актуальную задачу. Ее решение позволит проводить наиболее полное и достоверное обоснование выбора систем внешней фиксации с необходимой жесткостью и повышением эффективности лечения переломов голени при помощи аппаратов чрескостного остеосинтеза.

Цель работы: разработать биомеханическое обоснование выбора рациональных систем внешней фиксации при лечении переломов большеберцовой кости с помощью комплексного подхода к моделированию остеосинтеза.

Задачи работы, решаемые для осуществления поставленной цели:

1. Провести математическое моделирование деформационного поведения фиксаторов под действием нагрузок при остеосинтезе большеберцовой кости.

2. Осуществить компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния систем внешней фиксации под нагрузкой в аппаратах остеосинтеза большеберцовой кости.

3. Провести биомеханическое моделирование характеристик жесткости систем внешней фиксации костных фрагментов большеберцовой кости путем экспериментального исследования моделей аппаратов остеосинтеза.

4. Разработать биотехнические рекомендации по выбору и применению рациональных систем внешней фиксации костных фрагментов с необходимой жесткостью в аппаратах остеосинтеза при лечении переломов большеберцовой кости.

Положения, выносимые на защиту:

1. Деформационные характеристики стержневых фиксаторов при функциональных нагрузках большеберцовой кости в условиях остеосинтеза аппаратами внешней фиксации превосходят показатели спицевых фиксаторов в тех же условиях, что позволило с помощью математического моделирования выбрать в качестве стратегии стержневую фиксацию.

2. Наибольшую жесткость по сравнению с другими типами аппаратов имеют аппараты с консольно-сквозной стержневой фиксацией, что было установлено с помощью компьютерного моделирования. Это определяет их рациональный выбор как тактику остеосинтеза.

3. Наиболее близкие к действительным значения перемещений и поворотов фрагментов реальной большеберцовой кости при нагружении функциональными силами получили с помощью биомеханического моделирования, что выявило наибольшую жесткость и равномерность жесткости системы фиксации консольно-сквозного стержневого аппарата.

4. Результаты комплексного моделирования представляют биомеханическое обоснование разработанных рекомендаций по выбору рациональной системы внешней фиксации отломков большеберцовой кости с необходимой жесткостью при использовании характеристик массы больного, степени остеопороза и вида перелома.

Научная новизна. Впервые предложен комплексный подход к моделированию жесткости системы внешней фиксации отломков большеберцовой кости в аппаратах чрескостного остеосинтеза с использованием математического, компьютерного, биомеханического моделирования. Благодаря этому выявлены взаимосвязи с характеристиками напряженно-деформированного состояния и жесткости аппаратов, с физио-биомеханическими и биомедицинскими параметрами системы фиксации, что позволило обосновать формирование стратегии и тактики остеосинтеза.

Впервые разработаны биотехнические рекомендации, имеющие вид таблицы, по выбору рациональной системы внешней фиксации в аппаратах остеосинтеза большеберцовой кости, обеспечивающие необходимую жесткость фиксации, учитывающие уровень функциональных нагрузок, состояние структуры и прочностные характеристики костной ткани, а также вид перелома.

Практическая ценность. Результаты работы могут быть использованы в травматологии и ортопедии для повышения эффективности чрескостного остеосинтеза при лечении переломов и устранении деформаций костей различных сегментов опорно-двигательного аппарата.

Предложенный комплексный подход к моделированию трех типов систем внешней фиксации фрагментов большеберцовой кости в аппаратах остеосинтеза показал, что консольно-сквозная стержневая система обеспечивает наилучшую жесткость фиксации, при этом консольно-стержневая и спицевая системы характеризуются меньшими значениями жесткости.

Разработанные биотехнические рекомендации по созданию и применению систем внешней фиксации с использованием комплексного подхода к их моделированию позволяют всесторонне обосновать формирование стратегии и тактики остеосинтеза. Это заключается в рациональном выборе вида и числа фиксаторов, а также системы их расположения в аппарате остеосинтеза для получения необходимой величины жесткости фиксации и ее равномерности, обеспечивающих эффективное лечение переломов и устранение деформаций костей различных сегментов опорно-двигательного аппарата.

Реализация результатов работы. Комплексный подход к моделированию систем внешней фиксации внедрен в работу отделений травматологии и ортопедии ММУ «Городская клиническая больница №9», ММУ «Городская клиническая больница №2» г. Саратова, в учебный процесс кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ СГМУ.

Апробация работы. Основные материалы работы докладывались на III осенней научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Молодежь и наука: итоги и перспективы» (г. Саратов, СГМУ, 2005), на VIII съезде травматологов и ортопедов России (г. Самара, 2006), на 67-й весенней научно-практической конференции студентов и молодых специалистов СГМУ: «Молодые ученые - здравоохранению региона» (г. Саратов, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 85-летию со дня рождения академика Г.А. Илизарова и 358 летию Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия» (г. Курган, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 работы в журналах из списка, рекомендованного ВАК, и 8 работ в других изданиях.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и заключения. Общий объем работы составляет 148 страниц, включая 25 рисунков, 13 таблиц, 19 страниц библиографии, содержащей 169 наименований.

Общие выводы по работе

1. Математическое моделирование жесткости спицевых фиксаторов выявило их недостаточную жесткость и неполное соответствие биомедицинским критериям при лечении переломов. Консольные стержневые фиксаторы показали повышенную жесткость, особенно при установке двух стержней с угловым расположением. Сквозной двухопорный стержень с защемленными концами обладал жесткостью, превышающей в 4 раза по перемещениям и в 5,3 раза по поворотам жесткость консольного стержня.

Результаты математического моделирования служат биомеханическим обоснованием для предпочтительного выбора стержневой фиксации в качестве стратегии остеосинтеза большеберцовой кости.

2. Компьютерное моделирование подтвердило результаты математического моделирования и послужило обоснованием для предпочтительного выбора тактики стержневого остеосинтеза большеберцовой кости, включающей применение двухуровневой фиксации каждого костного фрагмента при использовании консольного стержня и сквозного двухопорного стержня с защемленными концами.

3. Биомеханическое моделирование жесткости и равномерности жесткости фиксации реальных болынеберцовых костей позволило установить, что жесткость фиксации в аппарате консольно-сквозного стержневого типа на 53,5% превышала жесткость спицевого аппарата и на 20% - жесткость консольно-стержневого аппарата. Равномерность жесткости фиксации аппарата консольно-сквозного стержневого типа превосходила примерно в такой же степени показатели аппаратов других типов.

4. Разработанные с помощью комплексного моделирования рекомендации в виде таблицы, отражающие взаимосвязи между исследуемыми системами внешней фиксации отломков большеберцовой кости и категорией массы больного, уровнем плотности костной ткани, а также видом перелома, позволяют врачам обоснованно подходить к выбору системы внешней фиксации с наилучшей жесткостью, минимальной травматизацией биоструктур в соответствии с конкретными клиническими условиями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексный подход к моделированию при выборе рациональных систем внешней фиксации, предложенный и исследованный в данной работе применительно к чрескостному остеосинтезу большеберцовой кости, может быть использован для поиска рациональных систем фиксации и компоновок аппаратов остеосинтеза других костных сегментов опорно-двигательного аппарата.

Рассмотренные системы внешней стержневой фиксации костных фрагментов при лечении повреждений и дефектов трубчатых костей обладают высокими показателями жесткости, что существенно снижает либо устраняет опасность функциональных перемещений и поворотов фрагментов кости. Этим предупреждается нарушение нормальных процессов остеогенеза и консолидации регенерата при лечебных воздействиях с помощью аппарата чрескостного остеосинтеза. Данные системы позволяют также управлять процессами остегенеза за счет создания биомеханических раздражений регенерата, способствующих его росту, консолидации и сращению.

Принципы внешней фиксации содержат существенные резервы дальнейшего повышения эффективности лечения. К ним следует отнести возможность значительного снижения или устранения опасности воспалительных осложнений, увеличение прочности закрепления фиксаторов в костной ткани, восполнение костных дефектов путем направленного остеогенеза.

Воспалительные явления в биотканях, контактирующих с фиксаторами, объясняются особенностями биосовместимости нержавеющей стали, применяемой для изготовления спиц, и титанового сплава либо технического титана, используемых при изготовлении стержней. Нержавеющая сталь обладает биотолерантностью, за счет чего при взаимодействии с костной тканью вокруг поверхности фиксатора возникает слой коллагеновых волокон значительной толщины в виде капсулы из малопрочной фиброзной ткани. Это обусловливает подвижность фиксатора при действии функциональных нагрузок и стимулирует появление воспалительных реакций биотканей. Титан и некоторые его сплавы характеризуются биоинертностью, благодаря чему вокруг фиксатора образуется тонкий слой фиброзной ткани, сохраняющий достаточную прочность закрепления фиксаторов и уменьшающий вероятность воспалительных процессов. Перспективным является применение биоактивных керамических материалов в виде покрытий, формируемых на металлических фиксаторах и способных обеспечить протекание процессов остеоинтеграции покрытия, исключая опасность воспалительных осложнений.

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 резорбции и перемещений стержня.

Восполнение дефектов и повреждений кости производится путем создания и закрепления между костными элементами в зоне отсутствующей костной ткани пространственного каркаса требуемой формы из титановой проволоки с биоактивным покрытием. Проведение фиксаторов через костные элементы и последующее сообщение им низкочастотных колебаний позволяет создать вибрационные биомеханические раздражения кости. За счет этого на участках контакта кости с биоактивным покрытием каркасных проволок стимулируется ускоренный остеогенез в направлениях их расположения.

Успешная разработка проблем дальнейшего совершенствования и развития чрескостного остеосинтеза связана с решением сложных многофакторных задач, в том числе биомеханического профиля. В их решении важную роль играют взаимосвязи биологических и технических элементов систем внешней фиксации аппаратов остеосинтеза. При этом системы фиксации характеризуются закономерностями функционирования биотехнических систем, так что разработка современных и перспективных направлений совершенствования остеосинтеза требует применения положений и требований системного подхода. В данных условиях наибольшее значение имеет создание адекватного сопряжения между элементами системы различной природы для их эффективного взаимодействия. При таком сопряжении необходимо учитывать определенную биологическую и физиологическую ограниченность свойств и параметров биоэлементов, к которым следует адаптировать характеристики разрабатываемых и применяемых технических устройств.

1. Анкин Л. Н. Принципы стабильного функционального остеосинтеза / Л. Н. Анкин, В. В. Левицкий.- Киев : Остеосинтез, 1991.- С. 140.

2. Афаунов А. А. Поиск оптимального варианта полифункциональной внешней фиксации при лечении осложненных переломов длинных костей / А. А. Афаунов, А. И. Афаунов и др. // Анналы травматол. и ортопед 1994.-№2.-С. 44-47.

3. Багиров А. Б. Перспективы развития чрескостного остеосинтеза / А. Б. Багиров // Метод Илизарова достижения и перспективы : тез. докл. международ, конф.-Курган, 1993.- С. 18-19.

4. Барабаш А. П. Биомеханические аспекты в схемах чрескостной фиксации при лечении диафизарных дефектов длинных костей / А. П. Барабаш, Ю. А. Барабаш // Вопросы травматологии и ортопедии : тез. юбил. науч.-практ. конф,-Иркутск, 1996-С. 33-34.

5. Бейдик О. В. Спице-стержневой наружный чрескостный остеосинтез в лечении некоторых деформаций конечностей : дис. . канд. мед. наук / О. В. Бейдик.- Саратов, 1996.- 182 с.

6. Бейдик О. В. Моделирование наружного чрескостного остеосинтеза / О. В. Бейдик, К. Г. Бутовский, Н. В. Островский, В. Н. Лясников- Саратов : Изд-во Сарат. мед. ун-та, 2002.- 198 с.

7. Ю.Бейдик О.В. Остеосинтез стержневыми и спицестержневыми аппаратами внешней фиксации / О. В. Бейдик, Г. П. Котельников, Н. В. Островский Самара, 2002 - 234 с.

8. Бейдик О. В. Моделирование наружного чрескостного остеосинтеза / О. В. Бейдик, К. Г. Бутовский, А. В. Ткачева, И. В. Гросман // Тез. докл. VIII съезда травматологов и ортопедов России Самара, 2006.

9. Бернштейн Н. А. Общая биомеханика / Н. А. Бернштейн М., 1926.

10. М.Бутовский К. Г. Материалы приборостроения / К. Г. Бутовский, А, В, Лясникова, Н. В. Протасова, В. Н. Лясников Саратов : Сарат. гос. техн. унт, 2005.-236 с.

11. Бэц Г. В. Применение стержневых аппаратов внеочаговой фиксации при лечении переломов костей голени / Г. В. Бэц // Политравма : тез. докл. обл. науч.-практ. конф-Харьков, 1986,-С. 140-142,

12. Валиев Э. Ю. Чрескостный компрессионно-дистракционный остеосинтез в лечении свежих диафизарных переломов костей голени / Э. Ю. Валиев // Актуальные проблемы травматол. и ортопед. : сб. науч. трудов-Ташкент, 1998.-С.21-27.

13. Вескотт Дж. Оценка параметров модели / Дж. Вескотт // Моделирование в биологии-М.: Наука, 1963- 142 с.

14. Вильяме Д. Ф. Имплантаты в хирургии / Д. Ф. Вильяме, Р. Роуф М. : Медицина, 1978.-552 с.

15. Влияние функциональной нагрузки на репаративную регенерацию при закрытых переломах костей голени / JI. Ю. Горбачева, В. А. Щуров, С. И. Швед и др. // Научн.-практ. конф. «Новые технологии в медицине» : тез. докл.: В 2 ч.- Курган, 2000 Ч. 1.- С. 58.

16. Вольмир А. С. Устойчивость деформируемых систем / А. С. Вольмир М.: Наука, 1967.- 984 с.

17. Гайдуков В. М. Аппарат чрескостной фиксации / В. М. Гайдуков, В. С. Дедушкин // Вестн. хир.- 1996.- № 2.- С. 99-100.

18. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман-М., 1977 -479 с.

19. ГОСТ 1409-80. Металлы. Метод испытаний на изгиб.- М. : Изд-во стандартов, 1982.- 19 с.

20. ГОСТ 8.011-82. Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности измерений и формы представления результатов измерений-М.: Изд-во стандартов, 1982.- 18 с.

21. ГОСТ 1497-84. Металлы. Метод испытаний на растяжение М. : Изд-во стандартов, 1987.- 22 с.

22. Городниченко А. И. Лечение открытых переломов костей голени стержневыми аппаратами : тез. докл. междунар. конгресса «Человек и его здоровье» / А. И. Городниченко, В. В. Фурдюк, С. М. Лахтиков, М. И. Лызень-СПб., 1997.- С. 22-23.

23. Городниченко А. И. Лечение оскольчатых переломов костей голени стержневыми и спицестержневыми аппаратами / А. И. Городниченко, О. Н. Усков // Вестн. травматол. ортопед 2000.- № 4 - С. 8-12.

24. Гудуашури О. И. Внеочаговый компрессионный остеосинтез при закрытых диафизарных переломах и ложных суставах костей голени / О. И. Гудуашури, О. В. Оганесян.-М.: Медицина, 1968 92 с.

25. Дарков А. В. Сопротивление материалов / А. В. Дарков, Г. С. Шпиро М.: Высшая школа, 1969 - 734 с.

26. Девятов А. А. Чрескостный остеосинтез / А. А. Девятов Кишинев :1. Штиница, 1990.-314 с.

27. Долинский Ф. В. Краткий курс сопротивления материалов / Ф. В. Долинский, М. Н. Михайлов-М.: Высшая школа, 1988.-213 с.

28. Дурсунов A.M. Чрескостный остеосинтез в лечении нестабильных переломов костей голени / А. М. Дурсунов // Актуальные проблемы травматологии и ортопедии : тез. материалов науч.-практ. конф.- Карши, 2000.-С. 10-12.

29. Евсеева С. А. Экспериментально-теоретическое обоснование жесткости фиксации костного фрагмента комбинированной чрескостной опорой / С. А. Евсеева, А. П. Барабаш, JI. Н. Соломин // Травматол. ортопед. России.- 1995.- № 4.- С. 56-60.

30. Еникеев М. Р. Наш опыт лечения внутрисуставных переломов проксимального отдела голени / М. Р. Еникеев // 7 съезд травматологов-ортопедов России : тез. докл.- Новосибирск, 2002. Т. 2 С. 55.

31. Иванов О. К. Конструктивные особенности стержней для остеосинтеза в устройствах и аппаратах внешней фиксации / О. К. Иванов, Б. А. Осыпив, В. А. Бабенко // Политравма. Тез. докл. обл. науч.-практ. конф-Харьков, 1986.- С. 135-137.

32. Илизаров Г. А. Основные принципы остеосинтеза компрессионного и дистракционного / Г. А. Илизаров // Ортопед., травматол,-1971.- № 1.- С. 7-11.

33. Илизаров Г. А. Влияние расстояний между кольцами на фиксирующую способность аппарата Илизарова / Г. А. Илизаров, Н. С. Емельянова, Т. А. Липанов // Чрескостный компрессионный, дистракционный остеосинтез в травматологии и ортопедии : сб. науч. работ

34. Курган, 1972.- Т. I.- С. 55-69.

35. Иосилевич Г. Б. Прикладная механика / Г. Б. Иосилевич, П. А. Лебедев, В. С. Стреляев.-М.: Машиностроение, 1985.- 576 с.

36. Ищенко И. В. Функциональный остеосинтез стержневыми аппаратами при лечении переломов длинных костей / И. В. Ищенко, В. П. Ищенко // Ортопед., травматол.- 1995.- № 2- С. 17-21.

37. Калнберз В. К. Компрессионно-дистракционные аппараты напряженной и жесткой систем / В. К. Калнберз.- Рига, 1981.- 67 с.

38. Калнберз В. К. Основные особенности биомеханики спицевого аппарата внешней фиксации переломов костей / В. К. Калнберз, X. А. Янсон // Медицинская биомеханика : тез. докл. межд. конф. «Достижения биомеханики в медицине».- Рига, 1986.- С. 475-480.

39. Калнберз В. К. Биомеханическая оценка устойчивости фиксации диафизарных переломов / В. К. Калнберз, X. А. Янсон // Материалы II Съезда травматологов-ортопедов республик Прибалтики.- Рига, 1972,- С. 54-58.

40. Калнберз В. К. Сравнительное исследование жесткости спиц Киршнера, стержней Штеймана и винтов Шанца в идентичных экспериментальных условиях и в клинике / В. К. Калнберз, П. Студерс, М. А. Дебелис // Ортопед., травматол 1988.- № 12.- С. 16-19.

41. Карлов А. В. Аппараты внешней фиксации «Универсал» в системе лечения больных с переломами длинных костей / А. В. Карлов // Тез. докл. VI съезда травматол. и ортопед. России Н. Новгород, 1997.- С. 402.

42. Катаев И. А. К выбору средств наружной чрескостной фиксации на конечностях / И. А. Катаев, Н. Н. Смелышев // Клиника и эксперимент в травматологии и ортопедии : тез. докл. юбил. науч. конф. НИИТО Казань, 1994.-С. 113-115.

43. Кнетс И. В. Деформативность и прочность компактной костной ткани при растяжении / И. В. Кнетс, Ю. Ж. Саулгозис, X. А. Янсон // Механика полимеров.- 1974.- № 3.- С. 501-506.

44. Кованов В. В. Хирургическая анатомия конечностей человека / В. В. Кованов, А. А. Травин М.: Медицина, 1983 - 495 с.

45. Коваленко Н. А. Стержневой аппарат внешней фиксации для лечения длинных трубчатых костей / Н. А. Коваленко // Ортопедия, травматология и протезирование 1990.- № 14 - С. 4.

46. Комплексный метод лечения открытых костей голени / Н. Хайдаров, В. Акрамов, И. Акрамов, Ш. Зарипова // Науч.-практ. конф. «Новые технологии в медицине» : тез. докл.: В 2 ч Курган, 2000.- Ч. 2- С. 90.

47. Конструкционные материалы : справочник / Б. Н. Арзамасов, В. А. Брострем, Н. А. Буше и др. ; под общ. ред. Б. Н. Арзамасова- М. : Машиностроение, 1990.-688 с.

48. Корж А. А. Репаративная регенерация кости / А. А. Корж, А. М. Белоус, Е. Я. Панков.- М.: Медицина, 1972.- 232 с.

49. Корж А. А. Система внеочагового остеосинтеза стержневыми аппаратами / А. А. Корж, Б. А. Осыпив, О. К. Иванов // Ортопед., травматол-1988.-№7.- С. 1-7.

50. Краснов А. Ф. 30-летний опыт лечения травматолого-ортопедических больных методом Илизарова / А. Ф. Краснов, Г. П. Котельников, М. И.

51. Бабкова // Гений ортопед 1996.- № 2-3,- С. 27-28.

52. Крупко И. JI. Биология и механика в лечении переломов костей / И. JI. Крупко // Тезисы докл. итоговой научной сессии ин-тов травматологии РСФСР.- Л., 1968.- С. 40-41.

53. Кудрин А. П. Применение математики в экспериментальной и клинической медицине / А. П. Кудрин, Г. Т. Пономарев М. : Медицина, 1967.-221 с.

54. Кухтяк М. Е. Обеспечение геометрической неизменяемости аппаратов наружной фиксации / М. Е. Кухтяк, Н. Л. Гайдаш, Г. М. Карась // Медицинская биомеханика : тез. докл. междунар. конф. «Достижение биомеханики в медицине»,-Рига, 1986.- С. 541-545.

55. Куценко С. Н. Пути повышения стабильности остеосинтеза при винтообразных переломах костей голени / С. Н. Куценко, X. Исаев // Современные технологии в травматологии и ортопедии : науч. конф М., 1999.-С. 168-169.

56. Лазаренко В. И. Применение метода Г. И. Илизарова в лечении ортопедо-травматологических больных / В. И. Лазаренко, В. Л. Кочнев // Метод Илизарова достижение и перспективы : тез. докл. междунар. конф-Курган, 1993 .-С. 17-18.

57. Ланда В. А. О состоянии минерального компонента кости в процессе репаративной регенерации / В. А. Ланда // Ортопед., травматол.- 1970,- № 5.-С. 33-37.

58. Лечение неправильно и замедленно срастающихся переломов костей голени в условиях управляемого чрескостного компрессионно-дистракционного остеосинтеза / Г. Ш. Голубев, Н. Я. Веселов, И. В. Кролевеци др. // Гений ортопедии 1996,- № 2-3- С. 84.

59. Ли А. Д. Чрескостный остеосинтез в травматологии / А. Д. Ли.-Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1992 198 с.

60. Липанов Г. А. Жесткость фиксации костного отломка между двумя перекрещивающимися спицами / Г. А. Липанов // Компрессионно-дистракционный остеосинтез в травматологии и ортопедии Курган, 1975.-С. 51-52.

61. Лощилов В. И. К вопросу о механических свойствах костной ткани / В. И. Лощилов, В. В. Засыпкин // Материалы II Съезда травматологов-ортопедов республик Прибалтики.- Рига, 1972.- С. 94-97.

62. Лузянин В. Б. Биомеханический аспект переломов обеих костей голени на одном уровне / В. Б. Лузянин, С. Н. Колчанов, Л. С. Филлипченков // VII съезд травматологов-ортопедов России : тез. докл.- Новосибирск, 2002.- Т. 2.-С. 91.

63. Матвеев Р. П. Математическое обоснование оптимальной жесткости системы «Кость-аппарат (стержневой)» / Р. П. Матвеев, О. К. Сидоренков, А. В. Попов // Тез. докл. VI съезда травматол. и ортопед. России- Н. Новгород, 1997.- С.424.

64. Математическое моделирование жизненных процессов / Под ред. М. В. Веденова.- М.: Мысль, 1968.- 284 с.

65. Морозов В. П. Применение компрессионно-дистракционныхаппаратов при закрытых переломах костей голени / В. П. Морозов, А. В. Кузнецов // Актуальные проблемы здравоохранения Сибири : материалы Всерос. конф-Ленинск-Кузнецкий, 1998.— С. 107-108.

66. Немков В. А. Определение жесткости элементов системы аппарат-кость / В. А. Немков, Б. Г. Каравашкин // Исследования пространственных конструкций-Свердловск, 1978,- С. 105-110.

67. Никитин Г. Д. Применение консольных стержней в спицевых аппаратах наружной фиксации / Г. Д. Никитин, Э. Г. Грязнухин // Медицинская биомеханика : тез. докл. междунар. конф. «Достижение биомеханики в медицине».- Рига, 1986 С. 589-592.

68. Орлов А. Н. Сравнительная оценка методов лечения закрытых диафизарных переломов костей голени / А. Н. Орлов // Охрана здоровья населения угледобывающих районов : тез. докл.- Ленинск-Кузнецкий, 1997-С. 140-141.

69. Пичхадзе И. М. Лечение переломов длинных костей и их последствий на основе биомеханической концепции фиксации отломков / И. М. Пичхадзе, В. М. Рябочкин, А. Ю. Бардеев // VI съезд травматологов и ортопедов России : тез. докл.- Н. Новгород, 1997 С. 438.

70. ПК ЛИРА, версия 9. Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций : справочно-теоретическое пособие / Под ред. А. С. Городецкого-Киев ; М.: Факт, 2003-464 с.

71. Попов И. Ф. Лечение последствий переломов длинных костей нижних конечностей аппаратами на спицевой и стержневой основе / И. Ф. Попов, Н. И. Березка, И. И. Спесивый // Ортопед., травматол.- 1996.- № 3.- С. 44-47.

72. Применение стержневых аппаратов при лечении открытых переломов костей голени / Т. Р. Тогаев, Б. У. Шодиев, Э. Ю. Валиев, У. Б. Ханапияев // Ортопед., травматол 2001 - № 2 - С. 92-93.

73. Прогнозирование течения сращения у больных с переломами костей голени при лечении методом внешней фиксации / А. Н. Челноков, С. М. Кутепов, Н. В. Новицкая и др. // VI съезд травматологов и ортопедов России : тез. докл.- Н. Новгород, 1997 С. 465.

74. Прокопьев Н. Я. Закрытые переломы голени / Н. Я. Прокопьев-Тюмень, 1991.- 195 с.

75. Пуритис Ю. П. Микроподвижность отломков болыпеберцовой кости человека в процессе сращения / Ю. П. Пуритис, X. А. Янсон // Ортопед., травматол.- 1974.- № 8.- С. 43-48.

76. Ревелл П. А. Патология кости / П. А. Ревелл М. : Медицина. 1993368 с.

77. Ржаницын А. Р. Строительная механика : учеб. пособ. для строит.спец. вузов / А. Р. Ржаницын- М.: Высшая школа, 1991 439 с.

78. Румшиский J1.3. Математическая обработка результатов эксперимента : справочное руководство / Л. 3. Румшиский- М. : Наука, 1971.- 192 с.

79. Рынденко В. Г. Внеочаговая фиксация отломков костей стержневыми аппаратами с позиции биомеханики и клиники / В. Г. Рынденко, Е. М. Маковоз, Г. В. Бэц // Политравма : тез. докл. обл. науч,-практ. конф-Харьков, 1986.- С. 122-124.

80. Самуль В. И. Основы теории упругости и пластичности / В. И. Самуль.- М.: Высшая школа, 1970 288 с.

81. Сатаров А. Р. Применение стержневых аппаратов внешней фиксации при диафизарных переломах голени / А. Р. Сатаров // V съезд травматол-ортопед. Республики Узбекистан : тез. докл.- Ташкент, 1992-С. 64-66.

82. Сиваш К. М. реакция компактной кости на механическое воздействие металлическим имплантатом / К. М. Сиваш // Ортопед., травматол.- 1979.- № 3.- С. 54-55.

83. Слободской А. Б. Сравнительная оценка погружного и чрескостного остеосинтеза / А. Б. Слободской // Тез. докл. Всерос. науч. конф. «Экология, здоровье, человек»,- Шиханы, 1998,- С. 148.

84. Слуцкий Л. И. Биохимические и механические особенности большеберцовой кости и их прикладное значение / Л. И. Слуцкий, X. А. Янсон, И. В. Кнетс // Биохимические исследования в травматологии и ортопедии.- М.: Медицина, 1972.- С. 12-13.

85. Соломин Л. Н. Управляемый комбинированный остеосинтез длинных костей : Разработка, обоснование, клиническое использование :автореф. дис. д-ра мед. наук/JI. Н. Соломин-Иркутск, 1996.- 41 с.

86. Сопротивление материалов / Под ред. акад. Г. С. Писаренко-Киев : Вища школа, 1986 775 с.

87. Степин П. А. Сопротивление материалов / П. А. Степин- М. : Высшая школа, 1988.-368 с.

88. Стецула В. И. Внутрикостное давление и его роль в регуляции тока крови в капиллярах / В. И. Стецула // Материалы I Всеросс. съезда травматологов и ортопедов.- Д., 1966.- С. 58-70.

89. Стецула В. И. Чрескостный остеосинтез в травматологии / В. И. Стецула, А. А. Девятов Киев, 1987.- 200 с.

90. Тимошенко С. П. Механика материалов / С. П. Тимошенко, Дж. Гере.- СПб., 2002- 672 с.

91. Ткачева А. В. Выбор схемы остеосинтеза с помощью биомеханического моделирования для лечения переломов длинных трубчатых костей / А. В. Ткачева, О. В. Бейдик, К. Г. Бутовский // Тез. докл. VIII съезда травматологов и ортопедов России Самара, 2006.

92. Ткачева А. В. Разработка и выбор эффективных схем внешней фиксации при остеосинтезе сегментов конечностей с использованием метода математического моделирования / А. В. Ткачева, И. В. Гросман, Абу Исаи

93. Хасан, X. М. Ф. Саккала // Материалы 67-й весенней научно-практической конференции студентов и молодых специалистов Саратовского государственного медицинского университета «Молодые ученые -здравоохранению региона».- Саратов, 2006.- С. 266.

94. Ткачева А. В. Комплексный подход к моделированию систем внешней фиксации при лечении переломов опорно-двигательного аппарата методом остеосинтеза / А. В. Ткачева, JT. В. Сафонова, О. В. Бейдик // Технологии живых систем М., 2006,- Т. 3.- № 4.

95. Ткаченко С. С. Аппараты чрескостной внешней фиксации на основе стержней для лечения переломов костей / С. С. Ткаченко, В. М. Гайдуков // Политравма : тез. докл. обл. науч.-практ. конф-Харьков, 1986.- С. 126.

96. Трошкин Ю. В. Хирургическое лечение пациентов с диафизарными переломами костей голени стержневыми аппаратами внешней фиксации : дис. . канд. мед. наук/Ю. В. Трошкин Саратов, 2005. 158 с.

97. Тырцева Е. С. Лечение больных с закрытыми спиральным переломами большеберцовой кости методом чрескостного остеосинтеза : автореф. дис. канд. мед. наук / Е. С. Тырцева -Курган, 2003- 22 с.

98. У сков О. Н. Лечение оскольчатых переломов костей голени стержневыми и спице-стержневыми аппаратами / О. Н. Усков // Новое в решении актуальных проблем травматологии и ортопедии : сб. науч. трудов.-М., 2000.- С. 78-79.

99. Утенькин А. А. Биомеханические свойства компактного вещества кости / А. А. Утенькин, А. А. Свешникова // Архив анат., гистол., эмбриол,-1971.- Т. 61. № 10.-С. 45-50.

100. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов / В. И. Федосьев М. : Изд-во Моск. техн. ун-та, 2003 - 592 с.

101. Франке Ю. Остеопороз / Ю. Франке, Г. Рунге- М. : Медицина, 1995.-300 с.

102. Фридман Я. Б. Механические свойства металлов: В 2-х ч. / Я. Б. Фридман-М., 1974-Ч. 1. Деформация и разрушение.- 471 с.

103. Фурдюк В. В. Чрескостный остеосинтез длинных трубчатых костей стержневыми аппаратами / В. В. Фурдюк, И. П. Кожин, А. А. Титов // Современные аспекты чрескостного остеосинтеза по Илизарову : мат. науч. конф.-Казань, 1991.-С. 71-72.

104. Чернух А. С. Микроциркуляция / А. С. Чернух, П. Г.

105. Александров, О. П. Алексеев-М.: Медицина, 1975.-456 с.

106. Шевцов В. И. Аппарат Илизарова. Биомеханика / В. И. Шевцов, В. А. Немков, Л. В. Скляр.-Курган, 1993.- С. 151-152.

107. Шевцов В. И. Прогнозирование и профилактика осложнений при лечении аппаратами наружной фиксации / В. И. Шевцов, А. М. Черкашин // Метод Илизарова достижения и перспективы : тез. докл. междунар. конф-Курган, 1993.- С. 15-17.

108. Янсон И. А. Некоторые вопросы биомеханики внешней фиксации / И. А. Янсон, X. А. Янсон // Аппараты и методы внешней фиксации в травматологии и ортопедии Рига, 1985.- Т. 3,- С. 78-80.

109. Янсон X. А. Биомеханика нижней конечности человека / X. А. Янсон Рига : Зинатне, 1975.- 324 с.

110. Янсон X. А. Несущая способность и податливость фиксатора и регенерата кости / X. А. Янсон // Актуальные вопросы травматологии и ортопедии.- Рига, 1974.- С. 239-243.

111. Янсон X. А. Твердость болыиеберцовых костей человека / X. А. Янсон, Г. Р. Бите, И. В. Кнетс, Ю. Ж. Саулгозис // Механика полимеров.-1973.- № 6.- С. 1101-1107.

112. Amtmann Е. The Distribution of Breaking Strength in the Human Femur / E. Amtmann // J. Biomech.- 1968.- Vol. 1.- No. 4,- Pp. 271-277.

113. Aronson T. The biology of distraction osteogenesis / T. Aronson // The 2nd Annual Internayional Conference on the Ilizarov Techniques for Management of Difficult Skeletal Problems (New York, December 1 3, 1988). -New York, 1988.-P. 158-159.

114. Aronson J. Limb lengthening, skeletal reconstruction, and bone transport with the Ilizarov method / J. Aronson // J.Bone Joint Surg. Am.- 1997-Aug; 79 (8).-P. 1243- 1258.

115. AO/A.S.I.F. Original Instruments of the swiss association for the study of iternal fixation : Prospect. 1983.

116. Aro H. T. Mechanical characteristics of an upper extremity externalfixator / H. Т. Aro et a. // Clin. Orthop.- 1990. Apr; 253 P. 240-250.

117. Bonnevialle P. Internet de la fixation externe dans les fractures du quart proximal du tibia / P. Bonnevialle, E. Fouque, P. Cariven P. // Rev. Chir. Orthop.- 1997.- Vol. 83, № 7 p. 602-612.

118. Braceesi C. The method of finite elements in evaluation of the mechanical behaviour of the Ilizarov apparatus / C. Braceesi et al. // Arch. Putti Chir. Organi Nov.- 1989.- Vol. 37(1).- P. 97-105.

119. Brooker A. F. External fixation / A. F. Brooker, С. C. Edwards-Baltimore, 1979.-478 p.

120. Currey J. The Adaption of Bones to Stress / J. Currey // J. Theor. Biol.- 1968.- Vol. 20, No. 1.- Pp. 91-106.

121. David A. Fixateur externe beim komplizierten Unterschenkelschaftbruech / F. David, A. Pommer, G. Muhr, H. Buelhoff // Chirung 1992 - Bd 63, N 11- S. 950-957. Наружный фиксатор при сложных переломах диафиза голени.

122. Daycan A. Acik tibia kiriklarinda eksternal fiksator uygulamalarimiz /

123. A. Daycan, A. Utkan, N. Yapar et al. // Eksternal Fiksatorler- Istanbul, 1995-P. 129. Наружная фиксация при открытых переломах голени.

124. De Pablos J. Large experimental segmental bone defects treated by bone transportation with monolaterak external distractors / J. de Pablos et al // Clin. Othop.- 1994.-Vol. 298.-P. 259-265.

125. Dezza O. L'uso integrato dei fissatori esterni in ortopedia e traumatologia / O. Dezza, W. Cepparulo // Min. Ort. e Traum 1989 - Vol. 40. № 9.-P. 515-520.

126. Feraboli F. Intramedullary and external fixation in the treatment of metaphyseal and diapphyseal femoral fractures / F. Feraboli, R. Manenti // Min. Orthop.- 1993.- Vol. 44. № 9.-P. 485-495.

127. Fleming B. A biomechanical analysis of the Ilizarov external fixator /

128. B. Fleming et al // Clin. Othop.- 1989.- Apr; 241.- P. 95-105.

129. Gasser B. Personal communication / ME Muller for Biomechanic.1. Bern (Switzerland), 1989.

130. Green S.A. Ilizarov external fixation. Technical and anatomic considerations / S.A. Green // Bull. Hosp. Jt. Dis. Ortop. Inst- 1988 Vol. 48(1).-P. 28-35.

131. Jasques E. Ilizarov method in traumatology in open and closed limb fractures / E. Jasques // SICOT 99: Final program and abstract book- Sydney, 1999.- Метод Илизарова в травматологии при открытых и закрытых переломах конечностей.

132. Juan J. A. Biomechanical consequences of callus development in Hoffman, Wargner, Orthofix and Ilizarov external fixators / J. A. Juan et al // J. Biomech.- 1992.- Sep., 25(9).- P. 925-1006.

133. Kummer F.J. Biomechanics of the Ilizarov external fixator / F.J. Kummer // Bull. Hosp. Jt. Dis. Ortop. Inst.- 1989,- Vol. 49(2).- P. 140-147.

134. Lambert K. The Weight-Bearing Function of the Fibula / K. Lambert //J. Bone Joint Surg.-1971.- Vol. 53-A, No. 3.- Pp. 507-513.

135. Lambotte A. Chirurgie Operatoire des Fractures / A. Lambotte.- Paris : Masson ef Cie, 1913.

136. Laurence M. Engineering Considerations in the Internal Fixations of Fractures of the Tibial Shaft / M. Laurence, M. Freeman, S. Swanson // J. Bone Joint Surg.- 1969.- Vol. 51-B, No. 4.- Pp. 754-768.

137. Paley D. Problems obstacles and complications of limb lengthening by the Ilizarov Technique / D. Paley // Clin. Othop.- 1990.- № 250.- P. 81-104.

138. Pauwels F. Uber die Bedeutung einer Zuggurtung fur die Beanspruchung des Rohrenknochens und ihre Verwendung zur Druckosteosynthese / F. Pauwels // Verh. Dtsch. orthop. Ges. (52. Kongress, 1965).- Stuttgart, F. Enke, 1966.- S. 231-257.

139. Weise К. Verfahrenswechsel nach primaerer Fixateur externeosteosynthese beim polytraumatisierten Patienteb / K. Weise, S. Weller, U. Ochs // Akt. Traumatol 1993.- Bd. 23. № 4.- S. 149-168.

140. ТКАЧЕВОЙ Ангелины Владимировнына тему: «Биомеханические системы внешней фиксации при лечении переломов большеберцовой кости»