Preview

Вестник травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова

Расширенный поиск

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ВРЕМЕННОГО ГЕМИЭПИФИЗЕОДЕЗА У ПАЦИЕНТОВ С СИСТЕМНЫМИ ДИСПЛАЗИЯМИ СКЕЛЕТА

https://doi.org/10.32414/0869-8678-2018-1-30-35

Полный текст:

Аннотация

Введение. Методики управляемого роста (временный гемиэпифизеодез) для коррекции осевых деформаций на уровне коленного сустава у детей применяются в основном у пациентов с идиопатическими деформациями и не учитывают особенностей пациентов с системными дисплазиями скелета.

Цель исследования: на основании рентгенограмм оценить риск неполного прилегания пластины при выполнении временного гемиэпизиодеза у пациентов с системными дисплазиями скелета; с помощью численного моделирования напряжений, возникающих в конструкции, оценить напряженно-деформирующее состояние использованных металлических имплантатов для прогнозирования их возможной несостоятельности.

Пациенты и методы. Проанализированы послеоперационные рентгенограммы 58 детей с системными дисплазиям скелета, которым выполнялся временный гемиэпифизеодез (107 конечностей,  188 пластин), а также в контрольной группе из 50 детей, которым операция выполнялась в связи с деформациями иной этиологии. На рентгенограммах оценивали прилегание пластины к метафизу кости, которое считали неполным в том случае, если оно превышало 2 мм. Для определения напряжений и перемещений, возникающих в процесс роста кости, было проведено численное моделирование в программном пакете COMSOL Multiphusics.

Результаты. Из 188 установленных детям с системными дисплазиями скелета пластин неполное прилегание наблюдалось в 41 (22%) конструкции. При этом средняя величина дефицита контакта составила 4,1±1,3 мм. В контрольной группе неполное прилегание пластины (более 2 мм) имело место только в 3 (4,5%) случаях (p<0,05). Данные численного моделирования напряжений, возникающих в конструкции при нагрузках в результате роста кости при установке пластин с неполным погружением винтов, свидетельствовали о том, что в таких ситуациях наиболее нагружаемая часть винта остается вне кости и возникает опасность разрушения винта в зоне контакта с кортикальной костью.

Заключение. Анатомические особенности эпиметафизарного перехода у пациентов с системными дисплазиями скелета предрасполагают к тому, что при проведении временного гемиэпифизеодеза велика вероятность (до 22%) неполного примыкания метафизарной части пластины к кости. Согласно данным численного моделирования напряжений под действием силы, возникающей при росте кости, напряжения в винте превышают предел его прочности, что может привести к разрушению имплантата с течением времени. Для повышения эффективности метода управляемого роста у детей с системными дисплазиями скелета необходима разработка конструкций, которые будут учитывать особенности конфигурации эпиметафизов костей и формирования сустава у данной группы пациентов.

Об авторах

В. М. Кенис
ФГБУ «Научно­исследовательский детский ортопедический институт имени Г.И. Турнера» Минздрава России
Россия

Кенис Владимир Маркович — доктор медицинских наук, зам. директора по развитию и внешним связям, руководитель отделения патологии стопы, нейроортопедии и системных заболеваний НИДОИ им. Г.И. Турнера.

Санкт­Петербург



Е. С. Моренко
ФГБУ «Научно­исследовательский детский ортопедический институт имени Г.И. Турнера» Минздрава России
Россия

Аспирант отделения патологии стопы, нейроортопедии и системных заболеваний НИДОИ им. Г.И. Турнера.

Санкт­Петербург



А. В. Коршунов
ФГАОУ ВО Санкт­Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Кандидат технических наук, доцент кафедры «теплофизика энергетических установок» Института энергетики и транспортных систем СПбПУ



Р. В. Клейманов
ФГАОУ ВО Санкт­Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия

Аспирант кафедры «физико­химия и технология микросистемной техники» Института металлургии СПбПУ



Список литературы

1. Stevens P. Guided growth for angular correction: a preliminary series using a tension band plate. J. Pediatr. Orthop. 2007; 27 (3): 253­-6. doi.org/10.1097/bpo.0b013e31803433a1.

2. Ballal M., Bruce C., Navagam S. Correcting genu varum and genu valgum in children by guided growth: temporary hemiepiphysiodesis using tension band plates. J. Bone Joint Surg. Br. 2010; 92 (2): 27-3­6. doi.org/10.1302/0301-620x.92b2.22937.

3. Goldman V., Green D. Advances in growth plate modulation for lower extremity malalignment (knock knees and bow legs). Cur. Opin. Pediatr. 2010; 22: 47-­53. doi.org/10.1097/mop.0b013e328334a600.

4. Patwardhan S., Shah K., Shyam A. et al. Growth modulation in children for angular deformity correction around knee – use of eight plate. Int. J. Paediatr. Orthop. 2015; 1 (1): 33­7.

5. Stevens P. Guided growth: 1933 to the present. Strat. Traum. Limb. Recon. 2006; 1 (1): 29-­35. doi.org/10.1007/s11751-006­-0003­-3.

6. Моренко Е.С., Кенис В.М. Коррекция осевых деформаций коленного сустава у детей методом управляемого роста (обзор литературы). Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2016; 4 (1): 57­62. doi: 10.17816/PTORS4157­-62.

7. Кенис В.М., Клычкова И.Ю., Мельченко Е.В. и др. Коррекция деформаций нижних конечностей у детей с помощью метода управляемого роста. Вестник травматологии и ортопедии им Н.Н. Приорова. 2013; 4: 50­-5.

8. Stevens P.M., Klatt J.B. Guided growth for pathological physes: radiographic improvement during realignment. J. Pediatr. Orthop. 2008; 28 (6): 632-­9. doi: 10.1097/BPO.0b013e3181841fda.

9. Boero S., Michelis M.B., Riganti S. Use of the eight­Plate for angular correction of knee deformities due to idiopathic and pathologic physis: initiating treatment according to etiology. J. Child. Orthop. 2011; 5 (3): 209-­16. doi.org/10.1007/s11832-011-0344­-4.

10. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир; 1984

11. Трусов П.В., ред. Введение в математическое моделирование: Учебное пособие. М.: Логос; 2004.

12. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана; 1999.

13. Заварухин В.И., Моренко Е.С., Свиридов М.К., Говоров А.В. Эмбриональное развитие и строение зоны роста. Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2015; 3 (2): 61­-5. doi: 10.17816/PTORS3261-­65.

14. Schroerlucke S., Bertrand S., Clapp J. et al. 2009. Failure of Orthofix eight­Plate for the treatment of Blount disease. J. Pediatr. Orthop. 2009; 29 (1): 57-­60. doi: 10.1097/BPO.0b013e3181919b54.

15. Burghardt R.D., Specht S.C., Herzenberg J.E. Mechanical failures of eight­plateguided growth system for temporary hemiepiphysiodesis. J. Pediatr. Orthop. 2010; 30 (6): 594­-7. doi: 10.1097/BPO.0b013e3181e4f591.

16. Stitgen A., Garrels K., Kobayashi H. et al. Biomechanical comparison between 2 guided­growth constructs. J. Pediatr. Orthop. 2012; 32 (2): 206-­9. doi:10.1097/BPO.0b013e31823f09a3.

17. Khmyzov S.O., Prozorovsky D.V., Subbo- ta I.A., Yershov D.V. Stress strain state of the proximal tibia in a child with tibia vara using unilateral hemiepiphysiodesis with different types of devices. Travma. 2016; 17 (1): 77­-84 (in Ukrain).


Для цитирования:


Кенис В.М., Моренко Е.С., Коршунов А.В., Клейманов Р.В. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ВРЕМЕННОГО ГЕМИЭПИФИЗЕОДЕЗА У ПАЦИЕНТОВ С СИСТЕМНЫМИ ДИСПЛАЗИЯМИ СКЕЛЕТА. Вестник травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова. 2018;(1):30-35. https://doi.org/10.32414/0869-8678-2018-1-30-35

For citation:


Kenis V.M., Morenko E.S., Korshunov A.V., Kleimanov R.V. NUMERICAL SIMULATION OF STRAIN WITHIN THE CONSTRUCTIONS FOR TEMPORARY HEMIEPIPHYSEODESIS IN PATIENTS WITH SYSTEMIC SKELETAL DYSPLASIAS. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2018;(1):30-35. (In Russ.) https://doi.org/10.32414/0869-8678-2018-1-30-35



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


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