Оптимизация репонирующих и фиксационных возможностей внешнего остеосинтеза

Актуальность. Известно, что основными задачами внешнего остеосинтеза при лечении повреждений длинных костей, направленными на восстановление целостности костей и функций сегментов в ранние сроки, являются: обеспечение стабильной фиксации костных отломков, при которой поврежденный сегмент способен выдерживать нагрузки, превышающие физиологические; проведение максимально точной закрытой репозиции костных отломков при всех видах смещений, минимально травмируя костную и мягкие ткани; сохранение функций сегмента в состоянии фиксации его отломков [3;4;5;6; 7;9;10;11; 27]. 

Решение данных задач напрямую зависит от возможностей аппаратов, применяемых при внешнем остеосинтезе, их фиксационно-динамических и адаптационных характеристик.

Существование большого количества аппаратов разных систем, отличных по строению и выполняемым функциям, свидетельствует о том, что до сих пор остается нерешенной проблема противоречий, имеющих место практически во всех конструкциях.

Антогонизм между репозиционными и фиксационными возможностями заключается в том, что аппараты, стабильно фиксирующие костные отломки, не обладают необходимыми динамическими характеристиками, и, наоборот, маневренные аппараты с многоступенчатым строением функциональных узлов теряют в жесткости и не обеспечивают необходимой стабильности стояния отломков. Конструктивные противоречия чреваты тем, что во многих случаях могут привести к нестабильности системы «кость-аппарат», вызывающей возникновение смещающих сил в системе, подвижность отломков в зоне повреждения и негативно отражающейся на процессе и результатах аппаратного лечения в виде всевозможных осложнений. Следовательно, вопрос создания аппаратов, обладающих оптимальными характеристиками остается актуальным.

Цель исследования - повышение качества аппаратного лечения повреждений длинных костей и их осложнений путем дальнейшего совершенствования внешних конструкций.

Материалы и методы.

В клинической практике наиболее сложными в вопросах проведения репозиции и фиксации являются полилокальные многооскольчатые переломы, особенно при политравмах с поражением от 2-х до 4-х и более сегментов.

При лечении больных с данными повреждениями возникали определенные сложности как при наложении аппаратов, так и при работе с ними в постоперационном периоде (при обеспечении стабильной фиксации фрагментов на разных уровнях, проведении коррекции стояния отломков и устранении остаточных смещений). Особенно трудным было проведение внешнего остеосинтеза однокостных сегментов (плечо, бедро), в частности, -  их проксимальных отделов.

На основании накопленного клинического опыта, анализа осложнений, возникающих при наложении аппаратов разных систем, нами разработаны и созданы новые стержневые аппараты, в конструкции которых были максимально устранены вышеуказанные противо-речия: компрессионно-дистракционный аппарат для внешнего остеосинтеза [17;22], ре-позиционный аппарат для внешнего остеосинтеза [2;21;24] и аппарат для остеосинтеза проксимальных отделов бедреннй кости [12; 23]. Кроме того, в качестве вспомогательных элементов к аппаратам были созданы два чрескостных компрессионных стержня [8; 25], которые также могут применяться самостоятельно, отдельно от конструкций.

Создание новых аппаратов было основано на проведенных экспериментальных исследо-ваниях [13;14;26], в которые вошли: стендовые силовые испытания, проведенные на системах «кость-аппарат» (новые аппараты, наложенные на трупные бедренные и большеберцовые кости в разных комбинациях), к которым была приложена вертикальная сила в 100 кг, что превышает стандартные физиологические нагрузки; расчеты на прочность, произведенные на основании данных механических характеристик материалов конструкций и костной ткани, смоделированных компьютерных трехмерных изображений систем «кость-аппарат», при компоновке аппаратов с минимальным количеством стержней, проведенных по 3 выше и ниже зоны перелома; определение динамических возможностей аппаратов – выявление количества и характера движений (поступательных и вращательных), то есть степеней свободы функциональных и ротационных узлов, обеспечивающих пространственное управление отломками в разных плоскостях; изучение биомеханики системы «кость-аппарат» – степени ограничения движений в сегменте и смежных суставах стержнями, имплантирован-ными через рекомендуемые позиции (безопасные зоны с минимальным смещением мягких тканей), и остаточными трансфиксационными (кожно-фасциально-мышечными) контрактурами, что определяется типом аппарата (его конфигурацией относительно кости в трансверзальной плоскости).

Результаты и обсуждение.

Результаты исследований показали, что: вертикальные нагрузки в 100 кг/с, действующие на систему «кость-аппарат» не вызывают в элементах и их соединениях, составляющих аппараты, функциональные и ротационные узлы, деформации и смещения (кручение, вращение, изгиб и сжатие), то есть, нвые конструкции сохраняют жесткость фиксации при нагрузках, превосходящих стандартные; новые аппараты при компоновках с шестью чрескостными стержнями, проведенными консольно в проксимальный и дистальные отломки (по 3 в каждый), сохраняют запас прочности, в несколько раз превосходящий величины физиологических нагрузок; созданные конструкции обладают высокой мобильностью за счет того, что функциональные узлы имеют регулируемые шесть степеней свободы (3 поступательных и 3 вращательных движения), тем самым дают возможность управлять пространственным положением отломков в трехмерном измерении и устранять смещения и деформации во всех плоскостях; новые аппараты относятся к билатерально-секторным, секторным и полуциркулярным, что дает возможность их наложения на все длиннокостные сегменты и их отделы, при этом минимально ограничивая движения в сегменте и смежных суставах. Это делает ношение аппаратов комфортным и удобным при проведении реабилитации на ранних сроках лечения. Остаточные контрактуры, образующиеся в местах проведения стержней, после снятия аппаратов практически не ограничивают движений, что не требует длительных разработок.

Новыми аппаратами нами было прооперировано 174 больных с переломами длинных костей разных видов и локализаций и их осложнениями, из них 38 больных - с сочетанной травмой и политравмой (2-х, 3-х и 4-х сегментной). 41 больной был оперирован ком-прессионно-дистракционным аппаратом, 62 больных – репозиционным аппаратом и 71 больной – аппаратом для остеосинтеза проксимальных отделов бедренной кости.

Наблюдаемый контингент составили 152 больных с травматологическими патологиями и 22 больных – с осложнениями переломов.

Отдаленные результаты лечения показали, что в 89,7% случаев (156 больных) были по-лучены хорошие результаты, а в 10,3% случаев (18 больных) – удовлетворительные.

Заключение.

Клинический опыт применения новых аппаратов с расширенными функ-циональными (фиксационно-динамическими) возможностями и разработанные методики [1;15;16;18;19;20] их применения позволили:

производить репозицию отломков одномоментно и поэтапно во всех плоскостях и на разных уровнях, тем самым исключая образование новых смещений; сохранять при проведении репозиции стабильность системы «кость-аппарат», исключая возникновение смещающих сил в системе; дозированно проводить компрессию и устранять угловые деформации в проксимальных отделах однокостных сегментов; сохранять биомеханику сегмента, минимально ограничивая его движения за счет своей компактности и адапти-рованности; моделировать аппараты исходя из характера перелома и предполагаемого объема проводимых маневров.

Несмотря на то, что каждый аппарат представляет самостоятельную конструкцию, при необходимости можно их трансформировать из одиного в другой в зависимости от решаемых клинических задач в процессе проведения внешнего остеосинтеза.

Имея возможность изменять расстояние между продольными осями кости и аппарата (его ближнего края к сегменту) при необходимости можно регулировать запас прочности системы «кость-аппарат» (при уменьшении расстояния запас прочности увеличивается).

Одно из главных преимуществ новых аппаратов заключается в возможности их при-менения в комбинации с аппаратами Илизарова за счет унифицированности и простоты строения комплектующих элементов. Клиническое применение гибридных конструкций, объединяющих возможности двух и более аппаратов, раскрывают практически неограни-ченные возможности аппаратного лечения.

Литература

1. Айвазян В.П., Рафаелян А.В. Методика лечения переломов проксимального отдела бедрен-ной кости – шеечных и чрезвертельных. «Вестник хирургии Армении» Ереван 2009; 4: 59–69.
2. Айвазян В.П., Рафаелян А.В. Репозиционный аппарат для внешнего остеосинтеза.  «Вестник хирургии Армении» Ереван  2009; 4: 69–74.
3. Барабаш А.П. Комбинированный напряженный остеосинтез. Благовещенск: РИО 1992; 71.
4. Бейдик О.В. Моделирование наружного чрескостного остеосинтеза. Саратов: ООО «Тесар-издат» 2002; 190.
5. Бейдик О.В. Остеосинтез стержневыми и спице-стержневыми аппаратами внешней фиксации. Самара: Перспектива, 2002; 208.
6. Бейдик О.В. Пути оптимизации лечения больных с травмами и деформациями конечностей методом наружного чрескостного остеосинтеза. Автореф.дис .д-ра мед. наук. Самара 1999; 27.
7. Голяховский В., Френкель В. Руководство по чрескостному остеосинтезу методом Илиза-рова. Пер. с англ. М.: «БИНОМ» 1999; 272.
8. Зарацян А.К., Рафаелян А.В. Фиксаторы для чрескостного остеосинтеза шейки бедренной кости. Патент РА N30. Официальный бюллетень «Промышленная собственность» Ереван 2000; 1: 163.
9. Илизаров Г.А. Основные принципы чрескостного компрессионного и дистракционного остеосинтеза.  Ортопед. травматол. 1971;7: 7 – 10.
10. Илизаров Г.А. Некоторые вопросы теории и практики компрессионного и дистракционного остеосинтеза. Чрескостный компрессионный и дистракционный остеосинтез в травматологии и ортопедии. Курган 1972;.1: 5 – 34.
11. Оганесян О.В. Основы наружной чрескостной фиксации. М.: ОАО «Издательство Медицина» 2004: 432.
12. Рафаелян А.В. Аппарат для остеосинтеза проксимальных отделов бедренной кости. Патент РА N1530.  Официальный бюллетень «Промышленная собственность» Ереван 2004; 4.
13. Рафаелян А.В. Аспекты биомеханики внешнего остеосинтеза. «Научно-медицинский журнал»  Ереван 2009; 3: 53-55.
14. Рафаелян А.В. Биомеханика стабильности фиксации отломков в новых стержневых ап-паратах. «Georgian Medical News», Тбилиси 2009; 11(176): 13-17.
15. Рафаелян А.В. Внеочаговый остеосинтез диафизарных переломов костей голени.  «Вестник хирургии Армении». Ереван 2006; 4: 47–52.
16. Рафаелян А.В. Закрытый остеосинтез большеберцовой кости аппаратом смешанного типа при высоких, низких и двойных оскольчатых переломах. «Вестник хирургии Армении» Ереван 2006; 4: 53–56.
17. Рафаелян А.В. Компрессионно-дистракционный аппарат для внешнего остеосинтеза. Патент РА N720. Официальный бюллетень «Промышленная собственность» Ереван 2000; 1: 141 – 142.
18. Рафаелян А.В. Методика лечения сложных двойных, оскольчатых и комбинированных переломов бедренной кости. «Georgian Medical News», Тбилиси 2009;  11(176): 7-12.
19. Рафаелян А.В. Методика лечения сложных диафизарных переломов плечевой кости. «Воп-росы теоретической и клинической медицины», Ереван 2009; 12(3): 31-34.
20. Рафаелян А.В. Методика лечения сложных переломов проксимального отдела плечевой кости. «Вопросы теоретической и клинической медицины», Ереван 2009; 12(3): 17-20.
21. Рафаелян А.В. Репозиционный аппарат для внешнего остеосинтеза. Патент РА N944. Офи-циальный бюллетень «Промышленная собственность», Ереван 2001; 2: 118.
22. Рафаелян А.В., Сароян С.В. Перспективы развития стержневых аппаратов и их применение в клинической практике. «Вестник хирургии Армении», Ереван 2002; 4: 75 – 78.
23. Рафаелян А.В. Строение и динамические возможности нового аппарата для остеосинтеза проксимальных отделов бедренной кости. «Гений ортопедии»,  Курган,2006; 1: 112-114.
24. Рафаелян А.В. Строение и динамические возможности нового аппарата для остеосинтеза плечевой кости. «Гений ортопедии», Курган, 2007; 4: 109-114.
25. Рафаелян А.В. Фиксатор для остеосинтеза шейки бедренной кости. Патент РА N75 U. Официальный бюллетень «Промышленная собственность»,  Ереван 2004; 3: 107.
26. Рафаелян А.В. Экспериментальное определение показателей стабильности в системе «кость-аппарат». «Здоровье человека», Ереван 2009; 269-272.
27. Соломин Л.Н. Основы чрескостного остеосинтеза аппаратом Г.А. Илизарова. Монография. СПб. ООО «Морсар АВ», С.-Пет. 2005: 544.

Вопросы, ответы, комментарии