Журнал «Боль. Суставы. Позвоночник» 3 (19) 2015
Вернуться к номеру
Механічні властивості регенерату зони перелому стегнової кістки при застосуванні імплантатів із різним модулем пружності
Авторы: Юхимчук О.А. - Київська міська клінічна лікарня № 7; Калашніков А.В. - ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», м. Київ
Рубрики: Ревматология, Травматология и ортопедия
Разделы: Справочник специалиста
Версия для печати
Проведене експериментальне дослідження на стегнових кістках кроликів породи шиншила. Стегнові кістки брали з 4 експериментальних груп спостереження: з контрольної групи, у якій оперативне втручання не проводилося, та трьох дослідніх груп. Усі кролики дослідних груп отримували в підвертлюговій ділянці перелом із подальшим металоостеосинтезом металевими стрижнями. Тваринам другої групи було виконано металоостеосинтез стрижнем із нержавіючої сталі (316L), третьої — із титаново-ванадієвого (ВТ-6) та четвертої — із цирконієво-титанового (Zr-Ti) сплаву. Тварин виводили з експерименту через 90 діб після консолідації перелому стегнової кістки. Визначали механічні характеристики кісток на розтягання та стискання.
Установлено, що біомеханічні показники кісток на розтягання поступаються подібним показникам при стисканні, кістки з наявністю металофіксаторів мають більшу міцність у зоні зрощеного перелому, ніж кістки контрольної групи. При дослідженні роботи кісткового регенерату на розтягнення та стискання найкращі результати міцності визначені в зразках кісток із наявністю металофіксатора з β-Zr-Ti-сплаву. Проведене дослідження доводить доцільність розробки та впровадження в клінічну практику травматологів-ортопедів імплантатів на основі низькомодульного β-Zr-Ti-сплаву, що дозволить поліпшити результати лікування переломів довгих кісток та зменшити відсоток післяопераційних ускладнень.
Проведено экспериментальное исследование на бедренных костях кроликов породы шиншилла. Бедренные кости брали из 4 экспериментальных групп наблюдения: контрольной группы, в которой оперативное вмешательство не проводилось, и трех исследуемых групп. Все кролики опытных групп получали в подвертельной области перелом с последующим металлоостеосинтезом металлическими стержнями. Животным второй группы был выполнен металлоостеосинтез стержнем из нержавеющей стали (316L), третьей — из титано-ванадиевого (ВТ-6) и четвертой — из циркониево-титанового сплава (Zr-Ti). Животных выводили из эксперимента через 90 суток после консолидации перелома бедренной кости. Определяли механические характеристики костей на растяжение и сжатие.
Установлено, что биомеханические показатели костей на растяжение уступают подобным показателям при сжатии, кости с наличием металлофиксаторов имеют большую прочность в зоне сросшегося перелома, чем кости контрольной группы. При исследовании работы костного регенерата на растяжение и сжатие наилучшие результаты прочности определены в образцах костей с наличием металлофиксатора из β-Zr-Ti-сплава. Проведенное исследование доказывает целесообразность разработки и внедрения в клиническую практику травматологов-ортопедов имплантатов на основе низкомодульного β-Zr-Ti-сплава, что позволит улучшить результаты лечения переломов длинных костей и уменьшить процент послеоперационных осложнений.
An experimental study on the femoral bones of Chinchilla rabbits has been carried out. Femoral bones were taken from 4 experimental study groups: control group, in which surgery was not performed, and three research groups. All rabbits from the research groups underwent subtrochanteric fracture with subsequent osteosynthesis using metal rods. Animals in the second group were made osteosynthesis with nails made of stainless steel (316L), in the third — of titanium-vanadium (VT-6) and in the fourth — of zirconium-titanium alloy (Zr-Ti). Animals were removed from the experiment in 90 days after healing of femoral fracture. The mechanical characteristics of bone for extension and compression were assessed.
It is established that the biomechanical indicators of bone extension are inferior to the similar performance in compression, bones in the presence of fixation devices have the higher strength in the area of healed fracture than the bones of the control group animals. When studying the function of bone regenerate for extension and compression, the best strength results were determined in bone samples with the presence of fixation device from β-Zr-Ti alloy. This study proves the feasibility of the development and introduction into clinical practice of orthopedic trauma surgeons of implants on the basis of low-modulus β-Zr-Ti alloy that will improve the results of treatment for long bone fractures and reduce the postoperative complications rate.
кістка, цирконієво-титановий сплав, механічні властивості, кістковий регенерат.
кость, циркониево-титановый сплав, механические свойства, костный регенерат.
bone, zirconium-titanium alloy, mechanical properties, bone regenerate.
Статтю опубліковано на с. 59-63
Вступ
Матеріали й методи
Результати та їх обговорення
Висновки
1. Александер Р. Биомеханика / Р. Александер. — М.: Мир, 1970. — 340 с.
2. Аналіз стану травматологічно-ортопедичної допомоги населенню України в 2006–2007 рр. Довідник / Гайко Г.В., Корж М.О., Калашніков А.В., Герасименко С.І., Полішко В.П. — К.: Видавнича компанія «Воля», 2008. — 134 с.
3. Аналіз структури первинної інвалідності та чинників її формування при травмах кінцівок в умовах великого міста / Гайко Г.В., Калашніков А.В., Боєр В.А. та ін. // Мат-ли науково-практичної конференції з міжнародною участю «Медико-соціальна експертиза і реабілітація хворих внаслідок травм і захворювань опорно-рухового апарату». — Дніпропетровськ: Пороги, 2008. — С. 23-24.
4. Гиршин С.Г. Клинические лекции по неотложной травматологии / С.Г. Гиршин. — М.: Издательский дом «Азбука», 2004. — 543 с.
5. Гланц С. Медико-биологическая статистика: Пер. с англ. / С. Гланц. — М.: Практика, 1998. — 459 с.
6. Дедух Н.В. Новые технологи в регенерации кости: использование факторов роста / Н.В. Дедух, С.А. Хмызов, А.А. Тихоненко // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2008. — № 4. — С. 129-133.
7. Дорожкин С.В. Современные биоматериалы / С.В. Дорожкин, С. Агатопоулус // Путь в науку. — 2005. — № 1. — С. 10-16.
8. Зациорский В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека / В.М. Зациорский, А.С. Аруин, В.И. Селуянов. — М.: Физкультура и спорт, 1981. — 143 с.
9. Калашніков А.В. Розлади репаративного остеогенезу у хворих із переломами довгих кісток (діагностика, прогнозування, лікування, профілактика): Дис… д-ра мед. наук: 14.01.21 / Калашніков Андрій Валерійович. — К., 2003. — 284 с.
10. Корж Н.А. Имплантационные материалы и остеогенез. Роль оптимизации и стимуляции в реконструкции кости / Н.А. Корж, Л.А. Кладченко, С.В. Малышкина // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2008. — № 4. — С. 5-14.
11. Лапач С.Н. Статистические методы в биологических исследованиях с использованием Excel / Лапач С.Н., Чубенко А.В., Бабич П.Н. — К.: Морион, 2000. — 320 с.
12. Науково-практичні рекомендації з утримання лабораторних тварин та робота з ними / Кожем’якін Ю.М., Хромов О.С., Філоненко М.А., Сайдетдінова Г.А. — К.: Авіцена, 2002. — 156 с.
13. Dallari D. Enhanced tibial osteotomy healing with use of bone grafts supplemented with platelet gel or platelet gel and bone marrow stromal cells / D. Dallari, L. Savarino, C. Stagni et al. // J. Bone Surg. — 2007. — Vol. 89, № 11. — P. 2413-2420.
14. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purpose: Council of Europe 18.03.1986. — Strasburg, 1986. — 52 p.
15. Influence of Alloy Elements on the Osteoconductivity of Anodized Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr Alloy / D. Yamamoto, A. Waki, K. Kuroda et al. // J.Biomaterials and Nanobiotechnology. — 2013. — Vol. 4. — P. 229-236.