Аспекты биомеханики внешнего остеосинтеза

Применяя внешний остеосинтез при лечении повреждений и заболеваний опорно-двигательного аппарата, необходимо учитывать такие клинические аспекты, как вопросы биомеханики. Биомеханика внешнего остеосинтеза рассматривает контактно-динамическое взаимодействие сложной системы “аппарат-сегмент”, которое можно разделить на 3 основных части, тесно взаимосвязанные между собой:

1. Биомеханика взаимного воздействия имплантируемых элементов аппарата (чрескостные стержни и спицы) с контактируемыми тканями сегмента (кожа, фасции, мышцы, кость).
2. Биомеханика управления пространственным положением костных отломков элементами аппарата.
3. Биомеханика стабильности фиксации костных отломков в аппарате [2,5].

Материал и методы 

Все аспекты биомеханики внешнего остеосинтеза тесно взаимосвязаны между собой, поэтому нельзя рассматривать каждый из них в отдельности. Несмотря на это, существуют определенные параметры, отвечающие на конкретно поставленные вопросы биомеханики и оказывающие существенное влияние на качество их реализации.

Основные параметры, которые обеспечивают необходимую жесткость фиксации отломков в аппарате можно разделить на следующие группы:

• материалы, из которого изготовлены внешние и чрескостные элементы аппарата, надежность костно-металлического блока, конструкция крепежных деталей;
• размеры и количество чрескостных стержней, имплантируемых в костные отломки, уровни и плоскости их проведения;
• пространственное расположение конструкции относительно сегмента и, соответственно, к кости в системе “аппарат-сегмент” [3,4].

Результаты и обсуждение

Одним из важных условий обеспечения жесткости в системе “кость-аппарат” является геометрия аппарата внешней фиксации, т.е. комплементарность его контуров к сегменту, на который он накладывается. Система считается более жесткой в том случае, если конструкция повторяет конфигурацию сегмента, при этом, чем больше поверхностей сегмента задействуется при наложении аппарата, тем стабильнее фиксация костных отломков [1].

Таким образом, аппарат, кроме того, что должен обеспечивать решение поставленных клинических задач по фиксации и репозиции отломков, также должен давать возможность проведения чрескостных элементов в местах: а) минимально блокирующих движения и максимально снижающих риск образования контрактур, учитывая анатомию костно-мышечного аппарата сегмента; б) не затрагивающих опасных зон прохождения магистральных сосудов и нервов, учитывая анатомию нервно-сосудистой системы сегмента.

Взаимное воздействие имплантируемых чрескостных элементов аппаратов с контактируемыми тканями сегментов при компоновках конструкций, представляющих наибольший практический интерес при решении клинических задач, должно обеспечивать аппаратам максимальную атравматичность, иметь хорошие адаптационные характеристики, давать возможность учитывать анатомические и физиологические особенности строения сегментов, вследствие чего минимально блокировать движения в сегментах и смежных им суставах и не затрагивать зоны, опасные для повреждения магистральных сосудов и нервов.

Реализация в клинической практике знаний по биомеханике, основанных на практических наблюдениях, изучении воздействия конструкций на сегмент в системе “кость-аппарат”, типоразмерных расчетах, величине смещения мягких тканей и дозированного давления при имплантации чрескостных стержней, позволяет улучшить взаимосвязь элементов с окружающими тканями, т.е.: а) увеличить стабильность фиксации костных отломков в костно-металлическом блоке; б) уменьшить возможность возникновения в процессе лечения расслабления аппарата вследствие резорбции костной ткани вокруг чрескостных стержней; в) уменьшить опасность развития “трансфиксационных” контрактур и воспалительных осложнений, вызываемых механическим раздражением. 

Заключение

Анализ основных составляющих биомеханики внешнего остеосинтеза и рассмотренное контактно-динамическое взаимодействие сложной био-конструкционной системы “кость-аппарат”, сформированной при помощи аппаратов внешней фиксации, показал что: а) аппараты, максимально адаптированные к сегментам за счет того, что их конструкции позволяют имплантировать чрескостные элементы в костные отломки с учетом их анатомо-физиологических особенностей строения и локализации опасных зон, максимально сохраняют функции сегментов и геометрически комплементарны к ним; б) аппараты, способные управлять пространственным положением костных отломков в трехмерном измерении, а также обеспечивать необходимую жесткость как самой конструкции, так и костно-металлических блоков, исключают возникновение при нагрузках смещающих сил в системе “кость-аппарат”.

Литература

1. Голяховский В., Френкель В. Руководство по чрескостному остеосинтезу методом Илизарова/Пер.с англ.-М.:”Издательство БИНОМ”, 1999 - 272с.
2. Илизаров Г.А. Некоторые вопросы теории и практики компрессионного и дистракционного остеосинтеза.-В кн.: Чрескостный компрессионный и дистракционный остеосинтез в травматологии и ортопедии. – Курган, 1972. – Вып. 1, с.5 – 34.
3. Калнберз В.К. Компрессионно-дистракционные аппараты напряженной и жесткой систем. - Рига, 1981. - 68с.
4. Оганесян О.В. Основы наружной чрескостной фиксации. М.: ОАО”Издательство Медицина”, 2004-432 с.
5. Соломин Л.Н. “Основы чрескостного остеосинтеза аппаратом Г.А. Илизарова”: Монография. СПб. ООО “Морсар АВ”, С.-Пет. 2005. – 544 с.

Вопросы, ответы, комментарии