Бур’янов О. А., Кваша В. П., Чекушин Д. А., Задніченко М. О., Карпінський М. Ю., Яресько О. В.

АНАЛІЗ РОЗПОДІЛУ НАПРУЖЕНЬ В НАДПЛЕЧОВО-КЛЮЧИЧНОМУ СУГЛОБІ ПРИ УШКОДЖЕННІ КОНІЧНОЇ ЗВ’ЯЗКИ І РІЗНИХ СПОСОБАХ ФІКСАЦІЇ

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Бур’янов О. А., Кваша В. П., Чекушин Д. А., Задніченко М. О., Карпінський М. Ю., Яресько О. В.

Рубрика:

МЕТОДИ ТА МЕТОДИКИ

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Вступ. Вивихи акроміального кінця ключиці трапляються досить часто, складаючи 3-26% від загальної кількості вивихів та 10% від травм плечового поясу. Найбільш поширеними методами фіксації є гачкоподібна пластина та метод Вебера з використанням серкляжного дроту. Через відсутність чітких знань про те, який метод фіксації є найкращим, необхідні додаткові дослідження. Мета: провести порівняльний напружено-деформованого стану надплечово-ключичного суглоба при ушкодженні трапецієподібної зв’язки (lig. conoideum) і фіксації акроміального кінця ключиці за Вебером, hook platе та запропонованою конструкцією. Об’єкт і методи дослідження. В даному дослідженні моделювали ушкодження зв’язок надплечово-дзьобоподібного комплексу, а саме lig. conoideum. Моделювали фіксацію акроміального кінця ключиці трьома способами: за Вебером, hook plate та запропонованою конструкцією. Моделі досліджували під впливом навантажень, які діють на надплечово-ключичний суглоб при відведенні верхньої кінцівки на кут 90°. Результати. Відведенні верхньої кінцівки при наявності розриву lig. conoideum призводить до підвищення рівня напружень на грудинному кінці ключиці до 4,3 МПа та на акроміальному – до 63,0 МПа. На лопатці спостерігається зростання рівня напружень з максимумом 43,7 МПа на її акроміальному відростку. Напруження на зв’язках збільшуються до 110,8 МПа на lig. acromioclavicularе inferior та 94,0 МПа на lig. trapezoideum. Фіксація за Вебером викликає значне зростання до 203,5 МПа рівня напружень на акроміальному кінці ключиці та до 180,1 МПа на акроміальному виростку лопатки. Напруження на неушкоджених зв’язках також знижуються до максимуму 73,8 МПа на lig. acromioclaviculare superior. Напруження на шпицях досягають 266,0 МПа на передній шпиці і 231,5 МПа на задній. Значно гірша ситуація з дротом, де напруження сягають 630,3 МПа, що перевищує межу міцності хірургічної сталі 505,0 МПа. Використання hook plate дозволяє знизити напруження на lig. acromioclaviculare superior до 67,3МПа, а на lig. acromioclaviculare inferior – 92,7 МПа. Напруження на lig. trapezoideum незначно підвищуються від 94,0 МПа до 98,6 МПа. Спостерігається зниження напружень в ключиці та на дзьобоподібному виростку лопатки. Фіксатор шарнірного типу дозволяє знизити рівень напружень на всіх неушкоджених зв’язках, а напруження на lig. acromioclaviculare superior знижуються нижче рівня норми до 35,3 МПа. Також спостерігається зниження величин напружень, практично до рівня норми, в ключиці та на її акроміальному та дзьобоподібному видростках. За результати проведеного дослідження показали, що за критерієм мінімізації величини відносних деформацій в зв’язках фіксація за методом Вебера та запропонованим фіксатором шарнірного типу показали приблизно рівні результати, що унеможливлює однозначне надання переваги будь-якому з цих методів. Висновки. Фіксація акроміального кінця ключиці за Вебером забезпечує найнижчий рівень напружень і відносних деформацій в неушкоджених зв’язках, але рівень напружень в серкляжному дроті при відведенні кінцівки в умовах ушкодження lig. conoideum перевищує межу міцності хірургічної сталі, що може стати причиною розриву дроту і втрати стабільності надплечово-ключичного суглоба. Фіксатор hook plate займає проміжну позицію за рівнем напружень, але за величиною відносних деформацій в зв’язках поступається всім іншим методам фіксації. Фіксатор запропонованої конструкції забезпечує найкращий розподіл напружень в кісткових елементах моделі, а також досить низький їх рівень і величину відносних деформацій в неушкоджених зв’язках.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Buryanov О, Kvasha V, Сhekushyn D, Naumenko V. Analiz viddalenykh rezulʹtativ operatyvnoho likuvannya vyvykhiv akromialʹnoho kintsya klyuchytsi. Travma. 2022;22(6):4-9. DOI: 10.22141/1608-1706. [in Ukrainian].
2. Sobolevskiy Y, Burjanov O, Kvasha V, Chekushyn D, Omelchenko T, Kovalchuk D. Anatomical and biomechanical role of static stabilizers of the acromiaoclavicular joint. Wiadomosci Lekarskie Medical Advances. 2023;LXXVI(12):2607-2613. DOI: 10.36740/WLek202312109.
3. Fosser M, Camporese A. Operative treatment of acute acromioclavicular joint dislocations graded Rockwood III-V: a retrospective and comparative study between three different surgical techniques. Acta bio-medica: Atenei Parmensis. 2021;92(5):e2021325. DOI: 10.23750/abm.v92i5.10678.
4. Oh HS, Kim S, Hyun JH, Kim MS. Effect of subacromial erosion shape on rotator cuff and clinical outcomes after hook plate fixation in type 5 acromioclavicular joint dislocations: a retrospective cohort study. BMC musculoskeletal disorders. 2022;23(1):42. DOI: 10.1186/s12891-021-04987-y.
5. Ozan F, Gök S, Okur KT, Altun İ, Kahraman M, Günay AE, et al. Midterm Results of Tension Band Wiring Technique for Acute Rockwood Type III Acromioclavicular Joint Dislocation. Cureus. 2020;12(12):e12203. DOI: 10.7759/cureus.12203.
6. Burʺyanov OA, Kvasha VP, Chekushyn DA, Zadnichenko MO, Karpinsʹkyy MYU, Yaresʹko OV. Napruzheno-deformovanyy stan nadplechovo-klyuchychnoho suhloba pry ushkodzhenni nyzhnʹoyi nadplechovo-klyuchychnoyi zvʺyazky i riznykh sposobakh fiksatsiyi. Visnyk problem biolohiyi i medytsyny. 2024;1(172):330-344. DOI: 10.29254/2077-4214-2024-1-172-330-344. [in Ukrainian].
7. Burʺyanov OA, Kvasha VP, Martsʹokha AV, Chekushyn DA, vynakhidnyky; Natsionalʹnyy medychnyy universytet imeni O.O.Bohomolʹtsya, patentovlasnyk. Pozasuhlobovyy dynamichnyy fiksator pry vyvykhakh akromialʹnoho kintsya klyuchytsi. Patent Ukrayiny №12472. 2018 Kvit 25. [in Ukrainian].
8. Cowin SC. Bone Mechanics Handbook. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press; 2001. 980 s.
9. Boccaccio A, Pappalettere C. Theoretical Biomechanics. Prague: IntechOpen; 2011. Chapter, Mechanobiology of Fracture Healing: Basic Principles and Applications in Orthodontics and Orthopaedics; p. 21-48. DOI: 10.5772/19420.
10. Niinomi M. Mechanical biocompatibilities of titanium alloys for biomedical applications. J Mech Behav Biomed Mater. 2008;1(1):30-42. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2007.07.001.
11. Woo SL, Abramowitch SD, Kilger R, Liang R. Biomechanics of knee ligaments: injury, healing, and repair. Journal of Biomechanics. 2006;39:1-20. DOI: 10.1016/j.jbiomech.2004.10.025.
12. Karpinsky M, Yaresko O, Pavlenko K, Topor V, Uvarova O, Popov O. Matematychne modelyuvannya variantiv osteosyntezu klyuchytsi za yiyi perelomiv u seredniy tretyni. Orthopaedics Traumatology and Prosthetics. 2014;(4):5-13. DOI: 10.15674/0030-5987201445-13. [in Ukrainian].
13. Chang YW, Hughes RE, Su FC, Itoi E, An KN. Prediction of muscle force involved in shoulder internal rotation. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 2000;9(3):188-195.
14. Rao SS. The Finite Element Method in Engineering. Waltham: Butterworth-Heinemann; 2017. 782 p.
15. Kurowski PM. Engineering Analysis with COSMOSWorks 2007. Mission: SDC Publications; 2007. 263 p.

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 3, 174, 243-256 сторінки, код УДК 616.71-007.44:612.015.1

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-3-174-243-256