Биомеханика чрескостной фиксации различными экстернальными аппаратами повреждений костного биокомпозита у собак

Н.А. Слесаренко, И.И. Самошкин, И.В. Матвейчук
МГАВМиБ им. К. И. Скрябина, Центр травматологии животных СББЖ САО Объединения ветеринарии г. Москвы, НИЦ БМТ

Источник: материалы Московского международного ветеринарного конгресса

По данным Центра травматологии животных СББЖ САО Объединения ветеринарии г. Москвы удельный вес повреждений и заболеваний опорно-двигательного аппарата у собак среди общей заболеваемости достаточно высок и неуклонно растет.

Тяжесть повреждения костного биокомпозита, сопутствующие нарушения васкуляризации области перелома, а также тяжелые посттравматические осложнения вызывают необходимость детального изучения существующих методов и разработки новых при мов хирургической коррекции костно-суставной патологии. В этой связи особое внимание уделяется биомеханическим аспектам проводимых реконструктивно-восстановительных операций.

Общеизвестно, что при лечении повреждений костного биокомпозита необходимо обеспечить оптимальные биомеханические условия как для сращения отломков, так и для восстановления функции поврежденной конечности. Комплекс необходимых мероприятий, осуществляемых при этом, должен обеспечивать точную репозицию, высокую прочность фиксации отломков, сохранение адекватной васкуляризации области перелома, а также опорной и двигательной функций без какого-либо ограничения амплитуды движений в смежных с поврежденным сегментом суставах.

Важнейшими факторами, стимулирующими процесс остеорепарации, являются силы компрессии и дистракции. Их создают между концами костных фрагментов, управляя системами аппарата пут м измерения осевых усилий всего стержня. В условиях умеренной компрессии степень циркуляторных нарушений костной ткани обуславливает сроки реваскуляризации кости, завершения консолидации и перестройки костной ткани.

Есть основания утверждать, что в процессе консолидации происходит перестройка концевых отделов костных фрагментов с одновременным заполнением интермедиарного пространства остеогенной костно-волокнистой тканью, богатой новообразованной капиллярной сетью. Ремоделирование гаверсовой системы концов отломков сопровождается резорбцией старых сосудистых каналов и образованием новых. (Оноприенко Г.А., 1993). В формировании интермедиарной мозоли участвуют все остеогенные элементы: эндостальные, периостальные и гаверсовой системы концов отломков.

Новые возможности регенерации костного биокомпозита проявились в условиях использования умеренной дистракции при чрескостной фиксации экстернальными аппаратами. Установлено, что репаративная реакция, проявляющаяся в ответ на перелом, при постепенном увеличении диастаза между отломками не уменьшается, а пролонгируется (Штин В.П., 1976). Регенерат, возникающий в ходе дистракции, характеризуется строгой упорядоченностью структур - коллагеновых волокон, сосудов, новообразованных костных балок, кортикальных системы концов отломков.

На протяжении всего периода дистракции в центре регенерата сохраняется своеобразная зона роста, обеспечивающая синтез коллагеновых волокон, на основе которых со стороны отломков продолжается оппозиционный рост грубоволокнистой костной ткани. При этом постепенное натяжение волокнистой ткани является фактором, поддерживающим костеобразовательный процесс. ( Стецула В.И., Девятое А.А., 1987). Уместно отметить о выявленной зависимости скорости и полноценности формирования "дистракционного" регенерата от масштабов послеоперационных циркуляторных расстройств. В условиях сохранения медуллярного кровотока, особенно при закрытой остеоклазии костей , сроки восстановления костной структуры во многом сокращались ( Илизаров Г.А. и др., 1979).

Для чрескостной фиксации переломов длинных трубчатых костей у собак нами используются различные конструкции экстернальных аппаратов. Комплект деталей экстернального аппарата да т возможность создавать опоры различных конфигураций, соединять их с костными отломками посредством спиц, проведенных в любых направлениях и на разных уровнях длинной трубчатой кости, а также собирать узлы различного функционального назначения.

При проектировании и сборке аппарата экстернальной чрескостной фиксации необходимо учитывать такие важные биологические факторы как "коридор безопасности" для проведения спиц, анатомо-топографическую характеристику поврежденной кости на разных е уровнях, состояние мягких тканей сегмента, характер и локализацию перелома, а также наличие и величину смещения костных фрагментов.

Целью данного исследования являлось изучение степени фиксации костных фрагментов различными экстернальными аппаратами.

Материал и методы исследования

Материалом исследования служил природный костный биокомпозит. Для над жности сопоставления костных фрагментов в работе использованы:

1. унилатеральные экстернальные одноплоскостные фиксаторы;

2. унилатеральные экстернальные двухплоскостные (дельта или V- образные) фиксаторы;

3. спицевые аппараты чрескостной экстернальной фиксации;

4. спице-стержневые аппараты чрескостной экстернальной фиксации с двумя и тремя стержнями.

Известно, что при оценке степени фиксации отломков количественным параметром может служить величина жесткости. Она характеризует способность аппарата удерживать отломки от взаимных перемещений, вызываемых действием приложенной к ним нагрузки. Определение е осуществляется по результатам механических испытаний. В данной работе исследования проведены на испытательномкомплексе Инстрон-6022. Нагружение системы костный биокомпозит-аппарат выполняли по схем трехточечного изгиба. Скорость приложения нагрузки составляла 2 мм/мин, а предельная величина прогиба не превышала 3,6 мм. В процессе нагружения обеспечивалась автоматическая запись диаграммы деформирования в координатах нагрузка-прогиб.

Результаты исследования и их обсуждение

Полученные результаты, представленные в таблице, свидетельствуют о том, что наибольшая степень фиксации (жесткость) достигается при использовании унилатеральных двухплоскостных фиксаторов. Е величина может иметь различные значения в зависимости от направления приложения нагрузки и угла пересечения стержней. Так, если угол пересечения составляет 60?, то для перемещения фрагментов на величину 3,6 мм требуется усилие 427 Н, при 120? - 202 Н.

Высокую степень фиксации обеспечивают спице-стержневые аппараты с тремя и двумя стержнями, при этом величина нагрузки составляет соответственно 307 и 272 Н при одинаковой величине прогиба 3,6 мм.

При использовании спицевых аппаратов усилие фиксации костных фрагментов значительно ниже по сравнению со стержневыми и спице-стержневыми аппаратами экстернальной фиксации, что обусловлено недостаточной жесткостью самих спиц и зависимостью ее от угла пересечения спиц.

Наименьшие значения усилия фиксации костных фрагментов в зоне перелома кости установлены для унилатеральных одноплоскостных аппаратов. При этом нагрузки, вызывающие перемещение костных фрагментов на величину 3,6 мм, находились в диапазоне 125-155 Н, причем, как и в предыдущих случаях, значение е было обусловлено направлением приложения нагрузки по отношению к фиксирующим стержням.

Значение нагрузок в системе костный биокомпозит-аппарат при величине прогиба 3,6 мм.

Summary
Slesarenko N.A., Samoshkin I.I., Matveichouk I.V. Biomechanical aspects of interbone fixation of fractures of clogs' long tube bones by means of external apparatuses and the questions of pre-operational planning. The Moscow state academy of veterinary medicine and biotechnologies named K. Y. Skryabin Veterinary corporation. Moscow centre of veterinary traumatology.

There have been shown the results of the appraisal of the degree of interbone fixation of dogs' tube bones by means of different external apparatuses. There have been given quantity data and its comparative analysis. It has been shown that these were the external fixation apparatuses with two frames that provided the maximum coarseness.