Влияние геометрических, биомеханических и хирургических факторов на величины индивидуальных моментов закручивания фиксаторов при контролируемом остеосинтезе перелома шейки бедра. Сообщение I: постановка задачи

В более ранних иследованиях авторов моделирование адаптации костной ткани при контролируемом остеосинтезе шейки бедра осуществлено в предположении одноосного напряженно-деформированного состояния. Рассматриваемая область проксимального отдела бедра была представлена набором цилиндров, расположенных вдоль оси шейки. Данная модель не позволяет учесть влияние таких факторов, как особенность индивидуальной формы проксимального отдела бедра, пространственная неоднородность распределения структурных и механических свойств костной ткани, а также вид перелома и направления резьбовых фиксаторов в кости на величины индивидуальных моментов закручивания этих фиксаторов. Установление данных закономерностей позволит травматологам обосновать выбор индивидуальной хирургической тактики лечения перелома, что определяет актуальность исследования. Целью настоящей работы является формулировка начально-краевой задачи структурной адаптации губчатой костной ткани проксимального отдела бедра, необходимой для определения предельных по прочности кости моментов закручивания фиксаторов (прочность оценивается как при установке фиксаторов, так и в течение процесса послеоперационной адаптации костной ткани). Новизна постановки рассматриваемой задачи состоит в учете: 1) индивидуального неоднородного распределения радиуса сферических пор принятой структуры, плотности и модуля упругости губчатой костной ткани проксимального отдела бедра; 2) различной ориентации фиксаторов в кости, что позволяет определять величины предельных моментов закручивания каждого фиксатора и, следовательно, повысить качество фиксации при реализации этих значений моментов закручивания в процессе контролируемого остеосинтеза. Губчатая костная ткань принимается неоднородным изотропным материалом, а кортикальная костная ткань – однородным анизотропным. Представлены необходимые уравнения, граничные и начальные условия исследуемой начально-краевой задачи.