Возможность использования контактного ультразвукового воздействия в условиях чрескостного остеосинтеза (экспериментальное исследование)
Автор: Резник Леонид Борисович, Дзюба Герман Григорьевич, Новиков Алексей Алексеевич, Рожков Константин Юрьевич, Лебедева Дарья Александровна, Котов Дмитрий Викторович
Журнал: Гений ортопедии @geniy-ortopedii
Рубрика: Оригинальные статьи
Статья в выпуске: 3, 2015 года.
Бесплатный доступ
Цель. Изучить влияние низкочастотного ультразвука на термодинамические и диффузионные процессы в длинных трубчатых костях с целью возможности использования контактного ультразвукового воздействия на кость и возможности его сочетания с чрескостным остеосинтезом. Материалы и методы. Исследование проведено в виде стендового эксперимента на трупных сегментах длинной трубчатой кости животных. Использовали в качестве волноводов стержни, изготовленные на основе стержня-шурупа для аппарата внешней фиксации, погруженные в кость (стандартный стержень-шуруп, монолитный стержень-волновод, полый стержень-шуруп с вводимым волноводом). Определяли особенности термодинамического взаимодействия волноводов и кости, а также диффузионные процессы в кости, индуцируемые ультразвуком. Весь материал разделили на 6 равных групп и контрольную группу в зависимости от типа волновода и способа фиксации. Результаты. В группах со стандартным стержнем-шурупом (1 и 2) температура на границе «кость-волновод» - 45-55 градусов и диффузионные процессы - 9,92 мм (монокортикальная фиксация), 23 градуса, 1,1 мм соответственно (бикортикальная фиксация), в группе с монолитным стержнем-волноводом (3 и 4) 79 - 99 градусов, 39,8 мм (монокортикальная фиксация), 65 - 99 градусов, 35,7 мм (бикортикальная фиксация), в группах с полым стержнем - шурупом (5 и 6) 35-45 градусов, 28 мм (монокортикальная фиксация), 23-34 градуса, 10 мм (бикортикальная фиксация). Заключение. Использование в качестве волноводов для контактного ультразвукового воздействия стержня-шурупа и его модификаций индуцирует в кости термодинамические и диффузионные процессы.
Низкочастотный ультразвук, физические параметры, диффузия, кость
Короткий адрес: https://sciup.org/142121844
IDR: 142121844 | УДК: [615.837.3:616.71-001.5-089.227.8]-092.9 | DOI: 10.18019/1028-4427-2015-3-55-59
The possibility of using contact ultrasound impact under transosseous osteosynthesis (an experimental study)
Purpose. To study the effect of low-frequency ultrasound on the thermodynamic and diffusion processes in long tubular bones in order to have the possibility of using contact ultrasound impact on bone and its combining with transosseous osteosynthesis. Materials and methods. The study was conducted as a poster experiment using cadaver segments of animals’ long tubular bone. We used pins made on the basis of an external fixator half-pin, inserted in the bone as waveguides (a standard half-pin, an entire pin-waveguide, a hollow half-pin with inserted waveguide). The features of waveguide-bone thermodynamic interaction were determined, as well as diffusion processes in bone induced by ultrasound. All the material was divided into six (6) equal groups and a control group depending on waveguide type and fixation technique. Results. The temperature at bone-waveguide interface was 45-55°, diffusion processes: 9.92 mm (monocortical fixation), 23°, 1.1 mm (bicortical fixation), respectively, - in the groups with a standard half-pin (1 and 2); 79-99°, 39.8 mm (monocortical fixation), 65-99°, 35.7 mm (bicortical fixation) - in the group with an entire pin-waveguide (3 and 4); 35-45°, 28 mm (monocortical fixation), 23-34°, 10 mm (bicortical fixation) - in the group with a hollow half-pin (5 and 6). Conclusion. The use of a half-pin and its modifications as waveguides for contact ultrasound impact induces thermodynamic and diffusion processes in the bone.
Список литературы Возможность использования контактного ультразвукового воздействия в условиях чрескостного остеосинтеза (экспериментальное исследование)
- Акопян В. Б. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Ультразвук в медицине, ветеринарии и экспериментальной биологии/В.Б. Акопян, Ю.А. Ершов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 225 с.
- Применение низкочастотного ультразвука в лечении больных с длительно незаживающими заболеваниями мягких тканей/И.Л. Микитин, Ю.С. Винник, Г.Э. Карапетян, М.Н. Кузнецов, Н.М. Маркелова, А.А. Захарченко, Л.В. Кочетова, Е.С. Василеня, Ю.А. Назарьянц, Р.А. Пахомова, А.Б. Куликова//Кубан. науч. мед. вестн. 2013. № 4 (139). С. 82-84.
- Дрожалова В.И., Артамонов Б.А. Ультразвуковая пропитка деталей. М.: Машиностроение, 1980. 41 с.
- Стержень-шуруп для аппарата внешней фиксации: полезная модель 143507 Российская Федерация. № 2014109497/14; заявл 13. 03. 2014; опубл. 27. 07. 2014.
- Резник Л. Б., Дзюба Г. Г., Новиков А. А. Эффективность применения ультразвука для удаления костного цемента при ревизионном эндопротезировании//Травматология и ортопедия России. 2012. № 1 (63). С. 30-35.
- Резник Л.Б., Горячев А.Н. Использование ультразвуковых диффузионных процессов в цементном эндопротезировании//Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2003. № 4. С. 149-154.
- Алгоритм хирургического лечения посттравматических нарушений костного сращения на основе локальной стимуляции остеогенеза/Е.Д. Склянчук, В.И. Зоря, В.В. Гурьев, А.П. Васильев//Центр.-Азиат. мед. журн. 2009. Т. 15, Приложение 3. С. 281-282.
- Влияние импульсного ультразвука низкой интенсивности на течение репаративного остеогенеза/В.И. Шевцов, А.В. Попков, А.М. Аранович, Д.А. Попков, В.А. Щуров, И.И. Мартель, Л.А. Гребенюк, Ю.М. Сысенко//Гений ортопедии. 2004. № 1. С. 81-88.
- An ultrasound wearable system for the monitoring and acceleration of fracture healing in long bones/V.C. Protopappas, D.A. Baga, D.I. Fotiadis, A.C. Likas, A.A. Papachristos, K.N. Malizos//IEEE Trans. Biomed. Eng. 2005. Vol. 52, No 9. P. 1597-1608.
- Interobserver and intraobserver variation in the assessment of the healing of tibial fractures after intramedullary fixation/D.B. Whelan, M. Bhandari, M.D. McKee, G.H. Guyatt, H.J. Kreder, D. Stephen, E.H. Schemitsch//J. Bone Joint Surg. Br. 2002. Vol. 84, No 1. P. 15-18.
- Exposure to low-intensity ultrasound increases aggrecan gene expression in a rat femur fracture model/K.H. Yang, J. Parvizi, S.J. Wang, D.G. Lewallen, R.R. Kinnick, J.F. Greenleaf, M.E. Bolander//J. Orthop. Res. 1996. Vol. 14, No 5. P. 802-809.
