Биомеханическое обоснование применения стержневых аппаратов внешней фиксации при лечении раненых с огнестрельными переломами длинных костей конечностей

Лечение раненых с огнестрельными переломами длинных костей конечностей – важнейшая задача военной травматологии и ортопедии. В условиях вооруженных конфликтов последних десятилетий происходит постоянное изменение характера ведения боевых действии и увеличение поражающего воздействия современных огнестрельных снарядов и боеприпасов, поэтому лечение данной категории пациентов требует постоянного совершенствования. Традиционно оказание медицинской помощи раненым с переломами длинных костей конечностей заключалось в своевременном выполнении первичной хирургической обработки и проведении лечебно-транспортной иммобилизации, которая предпочтительно должна выполняться путем проведения внеочагового остеосинтеза при помощи стержневых аппаратов внешней фиксации (АВФ). Однако, существующие варианты и модификации АВФ обладают разными биомеханическими и эргономическими характеристиками, которые, на наш взгляд, требуют дальнейшей доработки с целью улучшения качества оказания медицинской помощи раненым на этапах медицинской эвакуации. Цель: на основании анализа биомеханических параметров произвести оценку стабильности внешней фиксации костных отломков в построенных моделях нагружения «кость-АВФ» при использовании различных вариантов стержневых АВФ на примере диафизарного оскольчатого перелома большеберцовой кости (типа С по классификации АО). Материалы и методы: материалом для данного исследования послужила 3D печатная модель большеберцовой кости, построенная на основе КТ в программе Mimics. Модель учитывала губчатую и кортикальную костные ткани. Затем в системе автоматизированного проектирования SolidWorks были построены модели аппаратов внешней фиксации, которые затем совмещались с моделью кости. Далее формировали оскольчатый перелом диафиза кости, типа С по классификации AO. Моделирование нагружения системы кость-АВФ осуществляли в системе конечно-элементного анализа Ansys. Количественный расчет биомеханических характеристик внеочаговой фиксации осуществляли методом конечных элементов (КЭ). Результаты и выводы: на основании проведенного анализа биомеханических характеристик было выявлено, что наибольшими показателями стабильности при фиксации оскольчатого перелома обладает стержневой АВФ, соединительные узлы которого были выполнены из титанового сплава. В то же время аппараты, соединительные узлы которых были выполнены из других материалов, демонстрировали достаточную степень фиксации при длительных циклах нагружения, не испытывая при этом усталостных нарушений как в костной ткани, так и в элементах аппарата, что подтверждает возможность использования различных модификаций стержневых АВФ при лечении оскольчатых, в том числе огнестрельных, переломов диафизов длинных трубчатых костей в клинической практике.