Preview

Вестник травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова

Расширенный поиск

Математическое моделирование напряжений в здоровом коленном суставе и после артропластики эндопротезами различных типов

https://doi.org/10.32414/0869-8678-2017-2-11-16

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования: методом численного математического моделирования исследовать напряженно-деформированное состояние здорового коленного сустава и после артропластики его эндопротезами с сохранением или замещением задней крестообразной связки.

Материалы и методы. На трех математических моделях - здоровый коленный сустав, сустав после артропластики эндопротезом с сохранением и замещением задней крестообразной связки определяли особенности распределения напряжений в костях при заданной нагрузке (80 кг) в случае выпрямленной нижней конечности, при сгибании в коленном суставе под углом 45° и 90°.

Результаты. В здоровом коленном суставе при выпрямленной нижней конечности напряжение в большеберцовой кости в 2,3 раза выше, чем в бедренной кости, при сгибании в коленном суставе напряжение в костной ткани нарастает, причем больше в бедренной кости. Напряжение в бедренной и большеберцовой костях выше после артропластики эндопротезом с замещением задней крестообразной связки по сравнению с таковым после артропластики эндопротезом с ее сохранением при всех углах сгибания.

Заключение. Полученные данные могут послужить математическим обоснованием преимущества эндопротеза с сохранением задней крестообразной связки и в совокупности с данными зарубежных и отечественных регистров позволят оптимизировать лечебную тактику у пациентов, которым показана артропластика коленного сустава.

Об авторах

С. М. Сметанин
ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России
Россия


Г. М. Кавалерский
ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России
Россия


Список литературы

1. Борисов Д.Б., Киров М.Ю. Эндопротезирование тазобедренного и коленного суставов: эпидемиологические аспекты и влияние на качество жизни. Экология человека. 2013; 8: 52-7.

2. Шапиро К.И. Частота поражений крупных суставов у взрослых. В кн.: Сборник научных трудов «Диагностика и лечение повреждений крупных суставов». Л.; 1991: 3-8.

3. Felson D.T., Lawrence R.C., Dieppe P.A. et al. Osteoarthritis: new insights. Part 1: the disease and its risk factors. Ann. Intern. Med. 2000; 133 (8): 635-46.

4. Сазонова Н.В. Организация специализированной ортопедической помощи больным остеоартрозами тазобедренного и коленного суставов: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. Курган; 2009.

5. Miranda H., Viikari-Juntura E., Martikainen R., Riihimдki H. A prospective study on knee pain and its risk factors. Osteoarthritis Cartilage. 2002; 10 (8): 623-30.

6. Hawker G., Wright J., Coyte P. et al. Health-related quality of life after knee replacement. J. Bone Joint Surg. Am. 1998; 80 (2): 163-73.

7. Losina E., Walensky R.P., Kessler C.L. et al. Cost- effectiveness of total knee arthroplasty in the United States: patient risk and hospital volume. Arch. Intern. Med. 2009; 169 (12): 1113-21. doi: 10.1001/ archinternmed.2009.136.

8. Behr J.T., Chmell S.J., Schwartz C.M. Кnее arthrodesis for failed total knee arthroplasty. Arch. Surg. 1985; 120 (3): 350-4.

9. Booth R.E. Jr. Joint arthroplasty: one step forward, two step back. Orthopedics. 1995; 18 (9): 783-6.

10. Rader Ch.P., Barthel Т., Haase M. et al. Heterotopic ossification after total knee arthroplasty. Acta. Orthop. Scand. 1997; 68 (1): 46-50.

11. Кавалерский Г.М., Середа А.П., Лычагин А.В., Сметанин С.М. Эндопротезирование суставной поверхности надколенника при тотальной артропластике коленного сустава: аналитический обзор литературы. Травматология и ортопедия России. 2014; 3: 128-41. doi:10.21823/2311-2905-2014-0-3-128-141.

12. Бояринцев В.В., Самойлов А.С., Давыдов Д.В. и др. Перспективы применения клеточных технологий в травматологии и ортопедии: влияние стволовых клеток на течение репаративных процессов в костной ткани. Военно-медицинский журнал. 2009; 330 (4): 68-9.

13. Бояринцев В.В., Самойлов А.С., Давыдов Д.В. и др. Ревизионные операции в травматологии и ортопедии: усиление остеоинтеграции после глубоких инфекционных осложнений. Инфекции в хирургии. 2010; 8 (2): 50-6.

14. Середа А.П., Грицюк А.А., Зеленяк К.Б., Серебряков А.Б. Факторы риска инфекционных осложнений после эндопротезирования коленного сустава. Инфекции в хирургии. 2010; 8 (4): 67-76.

15. Lau E.M., Symmons D.P., Croft P. The epidemiology of hip osteoarthritis and rheumatoid arthritis in the Orient. Clin. Orthop. Relat. Res. 1996; (323): 81-90.

16. National Joint Registry for England and Wales. 12th Annual Report. 2015. Available: http://www.njrcen- tre.org.uk/njrcentre/Portals/0/Documents/England/ Reports/12th%20annual%20report/NJR%20Online%20 Annual%20Report%202015.pdf.

17. National Joint Registry for England and Wales. 9th Annual Report. 2012. Available: http://www.njrcentre. org.uk/njrcentre/default.aspx.

18. Delaunay C. Registries in ortopaedics. Orthop. Travmatol. Surg. Res. 2015; 101 (1 Suppl): S69-75. doi: 10.1016/j. otsr.2014.06.029.

19. Кавалерский Г.М., Сметанин С.М. Эндопротезирование коленного сустава при системных заболеваниях соединительной ткани. Врач-аспирант. 2016; 77 (4): 9-14.

20. Кавалерский Г.М., Ченский А.Д., Сметанин С.М., Грицюк А.А. Биомеханика коленного сустава в норме и при остеоартрозе. Врач-аспирант. 2016; 79 (6.1): 172-8.

21. Тихилов Р.М. 3 составляющие концепции НИИТО им. Р.Р. Вредена. CeraNews. 2013; (2): 2-5.

22. Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Коваленко А.Н. и др. Данные регистра эндопротезирования тазобедренного сустава РНИИТО им. Р.Р. Вредена за 2007-2012 годы. Травматология и ортопедия России. 2013; (3): 167-90. doi:10.21823/2311-2905-2013--3-167-190.

23. Иванов К.М., Шевченко B.C., Юргенсон Э.Е. Метод конечных элементов в технологических задачах ОМД: Учебное пособие. Санкт-Петербург: Институт машиностроения. 2000: 217.

24. Crottet D., Kowal J., Sarfert S.A. et al. Ligament balancing in TKA: evaluation of a force-sensing device and the influence of the patellar evertion and ligament release. J. Biomech. 2007; 40: 1709-15. doi: 10.1016/j.jbiomech.2006.08.004.

25. Gramada M., Baroudi M., Forthomme J.P. Investigating intraoperative joint capsule using a pressure sensor tensor in posterior stabilized TKA. E-Health and Bioengineering Conference (EHB). 2011: 1-4.

26. Kapandji I. The knee. In: Kapandji I., ed. The physiology of the joints. vol. 2. Edinburgh: Churchill Livingstone; 1970: 72-135.

27. Muller W. The knee: form, function and ligament reconstruction. New York: Springer-Verlag; 1983: 8, 9, 145-50.

28. O’Connor J., Shercliff T., Fitzpatrick D. et al. Geometry of the knee. In: Akeson W.H., O’Connor J.J., Daniel D.M., eds. Knee ligaments: structure, function, injury and repair. New York: Raven Pr; 1990: 163-200.

29. Денисов А.С., Няшин Ю.И., Тверье В.М. и др. Математическое моделирование нагруженности коленного сустава при гонартрозе. Российский журнал биомеханики. 1999; 2: 28-9.


Для цитирования:


Сметанин С.М., Кавалерский Г.М. Математическое моделирование напряжений в здоровом коленном суставе и после артропластики эндопротезами различных типов. Вестник травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова. 2017;(2):11-16. https://doi.org/10.32414/0869-8678-2017-2-11-16

For citation:


Smetanin S.M., Kavalerskiy G.M. Mathematic Modelling of Stress in Healthy Knee Joint and After Arthroplastywith Different Typesof Endoprostheses. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2017;(2):11-16. (In Russ.) https://doi.org/10.32414/0869-8678-2017-2-11-16



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-8678 (Print)
ISSN 2658-6738 (Online)