Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2019

Розмір шрифту: 
СПОСІБ ОЦІНКИ ВПЛИВУ РЕГЕНЕРАЦІЇ КІСТКОВОЇ ТКАНИНИ НА ЖОРСТКІСТЬ ФІКСОВАНИХ ПЕРЕЛОМІВ
А. А. Єрмак, О. С. Мусієнко, М. С. Шидловський, О. П. Заховайко

Остання редакція: 2019-05-14

Анотація


У доповіді розглянуто питання функціональної надійності сучасних засобів фіксації переломів кісток кінцівок людини з точки зору виникнення та розвитку деформацій (взаємних зміщень точок перелому) під дією зовнішніх навантажень.

У багатьох експериментальних дослідженнях взаємні зміщення точок переломів визначали на натурних зразках кістки з модельованими переломами з діастазами (проміжками між відламками перелому), що не були заповнені кістковим регенератом. Цей стан перелому відповідає лише початковим стадіям зрощування перелому, коли регенерат відсутній або його механічні властивості не впливають на деформації (зміщення) точок перелому під дією фізіологічних навантажень.

При цьому значення допустимих навантажень, розраховані з використанням цих експериментів, також відповідають лише початковому стану кісткового регенерату.
Для визначення допустимих навантажень для пізніших стадій зрощування переломів необхідно знати кінетику зміни деформаційних властивостей кісткової тканини в області перелому
у процесі її регенерації.

З метою оцінки впливу утворення регенерату кісткової тканини на жорсткість системи остеосинтезу застосований спосіб моделювання регенерату еластичним полімерним матеріалом. Робота складалась с таких етапів.

1. Дослідження властивостей кісткового регенерату на мікро зразках, що були взяті з регенерату у місцях переломів різної степені зрощування. Модулі пружності знаходилися в діапазоні від 10 до 50 МПа і залежали від термів зрощування кісток.

2. Вибір матеріалу для моделювання регенерату. Запропоновано використовувати гуми різної жорсткості, пористі полімери (наприклад, пінополістирол) або поролон, просякнутий клеєм.

3. Закріплення модельованого матеріалу у діастазі під час вимірювання змішень переломів.

4. Вимірювання переміщень точок перелому та кутів повороту шляхом навантаження кістки стиском, згином та крученням Застосований метод цифрового фотографування для вимірювання деформацій у системах остеосинтезу, розроблений у Лабораторії біомеханіки кафедри ДММ та ОМ КПІ ім. Ігоря Сікорського.

5. Зіставлення отриманих даних з результатами випробувань тих самих зразків з модельованими переломами без наявності модельованого регенерату.

Висновки.

Результати тестових випробувань показали придатність методу, що дає можливість оцінювати рівень переміщень в переломах кісток під дією зовнішніх сил на стадії утворення кісткового регенерату. При цьому можливо оцінювати вклад кожної компоненти навантажень в загальний рівень деформації системи остеосинтезу і визначати небезпечні напрями навантажень та їх допустимі рівні.

Подальші експериментальні дослідження мають включати:

–        вивчення термінів зрощування кісток з утворенням регенерату та вплив властивостей регенерату на деформаційні характеристики переломів;

–        проведення досліджень при просторовому навантаженні з одночасною дією стиску, згину та кручення.


Ключові слова


Регенерат, фіксація переломів, жорсткість системи