Математическое моделирование нестабильности позвоночника и методов стабилизации

К одному из наиболее важных вопросов биомеханики позвоночника относится нестабильность сегментов кинематической цепи позвоночника. По мнению американского физика Ильи Пригожина (1991), «нестабильность» - это состояние системы, характеризующееся неоднородностью и разновремённостью каждого из протекающих процессов и всех изменений в целом. Это определение справедливо и для механической системы позвоночного столба. В свою очередь, нестабильность позвоночного столба - это мультикаузальная проблема, которая может встречаться в любом возрасте. Причинами этой патологии могут быть как травмы с повреждением опорных структур позвоночника, так и воспалительные деструктивные процессы (остеомиелит, туберкулез), онкологические поражения позвонков, аномалии развития, дегенеративные поражения межпозвоночных дисков или связочного аппарата. Изучение природы нестабильности методом математического моделирования имеет важное прикладное значение, так как предлагает биомеханическое обоснование хирургической коррекции этой патологии, оптимизирует выбор клинических решений для типичных вариантов нестабильности. Это актуально как для врачей различных специальностей (ортопедов-травматологов, нейрохирургов, неврологов, фтизиатров, онкологов), так и для инженеров-технологов, разрабатывающих позвоночные импланты и фиксаторы. При помощи модели изучены основные формы нестабильности позвоночника при травмах, а именно повреждения сгибательного типа, разгибательного типа и ротационные. Предложены биомеханически обоснованные варианты хирургической коррекции типичных вариантов нестабильности, приведены расчёты оптимальных параметров стабилизирующих конструкций. Доказано преимущество применения демпфирующих (полуригидных) конструкций по сравнению с жёсткими.