Биомеханическое исследование остеосинтеза переломов шейки бедренной кости

Геометрия кости, плотность и толщина кортикального слоя шейки бедренной кости (ШБК) способствуют механической прочности при остеосинтезе переломов шейки бедренной кости (ПШБК) у молодых людей. Доступные методы фиксации ПШБК рассмотрены с точки зрения биомеханической стабильности.

Проведено биомеханическое исследование стабильности остеосинтеза ПШБК тремя канюллированными спонгиозными винтами с применением синтетических моделей проксимального отдела БК. Экспериментальные модели были распределены на 4 группы. Каждая группа соответствовала определенной конфигурации взаимного расположения винтов в ШБК. Эксперимент проводился в двух сериях. В І серии модели подвергались вертикальной нагрузке, во ІІ серии – горизонтальной нагрузке. Действие силы фиксировали при смещении отломков на 2 мм. Наилучшие показатели прочности фиксации получены в І группе в обеих сериях – 1898 Н при вертикальной нагрузке и 1046 Н при горизонтальной нагрузке. Далее в убывающем порядке получены результаты стабильности во ІІ, ІІІ и IV группах.

В процессе эксперимента установлено, что триангулярное расположение винтов c учетом архитектоники ШБК, каждый из которых имеет три точки соприкосновения с компактной костной тканью, обеспечивает максимальную стабильность конструкции при остеосинтезе переломов ШБК, что сопоставимо с нагрузкой в обычных условиях ходьбы.

Мы полагаем, что при остеосинтезе ПШБК три винта могут создать лучшую стабильность, если они расположены в плотных тканях проксимального отдела бедренной кости с учетом особенностей архитектоники кости. Для обеспечения максимальной стабильности каждый винт должен иметь три точки контакта с компактной костью – латеральная кортикальная стенка подвертельной области БК, внутренняя стенка ШБК и компактная часть головки БК. Новая треугольная конфигурация установки винтов могла бы лучше нейтрализовать срезывающие силы при ПШБК.

1. Loskutov A. E., Oleinik A. E., Bredikhin A. V. Total hip arthroplasty for medial fractures of the femoral neck. Zbіrnik naukovikh prats’ spіvrobіtnikіv NMAPO іmenі P. L. Shupika. Tom 9, kniga 1 [Collection of scientific works of NMAPE named after P. L. Shupik. Vol. 9, book 1]. Kiev, 2000, pp. 51–54 (in Russian).

2. Klimovitskii V. G., Kanzyuba M. A., Kanzyuba A. I. Analysis of changes in the stress-strain state of the femoral neck during its osteosynthesis with screws. Ukraїns’kii medichnii al’manakh [Ukrainian medical almanac], 2005, suppl. 2, pp. 77–80 (in Russian).

3. Parker M. J., Blundell C. Choice of implant for internal fixation of femoral neck fractures. Meta-analysis of 25 randomised trials including 4,925 patients. Acta Orthopaedica Scandinavica, 1998, vol. 69, no. 2, pp. 138–143. https://doi.org/10.3109/17453679809117614

4. Spangler L., Cummings P., Tencer A. F., Mueller B. A., Mock C. Biomechanical factors and failure of transcervical hip fracture repair. Injury, 2001, vol. 32, no. 3, pp. 223–228 https://doi.org/10.1016/s0020-1383(00)00186-8

5. Lindequist S., Wredmark T., Eriksson S. A., Samnegård E. Screw positions in femoral neck fractures. Comparison of two different screw positions in cadavers. Acta Orthopaedica Scandinavica, 1993, vol. 64, no. 1, pp. 67–70. https://doi.org/10.3109/17453679308994532

6. Parker M. J., Dynan Y. Is Pauwels classification still valid? Injury, 1998, vol. 29, no. 7, pp. 521–523. https://doi.org/10.1016/s0020-1383(98)00118-1

7. Augat P., Bliven E., Hackl S. Biomechanics of femoral neck fractures and implications for fixation. Journal of Orthopaedic Trauma, 2019, vol. 33, suppl. 1, pp. S27–S32. https://doi.org/10.1097/BOT.0000000000001365

8. Bonnaire F. A., Weber A. T. Analysis of fracture gap changes, dynamic and static stability of different osteosynthetic procedures in the femoral neck. Injury, 2002, vol. 33, suppl. 3, pp. 24–32. https://doi.org/10.1016/s0020-1383(02)00328-5

9. Mayhew P. M., Thomas C. D., Clement J. G., Loveridge N., Beck T. J., Bonfield W., Burgoyne Ch. J., Reeve J. Relation between age, femoral neck cortical stability, and hip fracture risk. Lancet, 2005, vol. 366, no. 9480, pp. 129–135. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(05)66870-5

10. Samsami S., Augat P., Rouhi G. Stability of femoral neck fracture fixation: a finite element analysis. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, 2019, vol. 233, no. 9, pp. 892–900. https://doi.org/10.1177/0954411919856138

11. Popov V. A., Vadzyuk N. S., Ivanchenko O. O. X-ray anthropometric examination of the femoral neck in minimally invasive osteosynesis planning. Ukraїns’kii zhurnal telemeditsini ta medichnoї telematiki [Ukrainian journal of telemedicine and medical telematics], 2009, vol. 7, no. 2, pp. 219–223 (in Ukrainian).

12. Popov V. A., Vadzyuk N. S. Structural features of the femoral neck according to computed tomography. Lіtopis travmatologії ta ortopedії [Chronicle of traumatologу and orthopedics], 2010, no. 1–2, pp. 65–69 (in Ukrainian).

13. Popov V. A., Vadzyuk N. S., Krishchuk N. G., Eshchenko V. O. Analysis of stressedly-deformed condition in modelling of nailing оf femoral neck fracture fragments. Vіsnik ortopedії, travmatologії ta protezuvannya [Journal of orthopedics, traumatology and prosthetics], 2011, no. 1, pp. 59–64 (in Ukrainian).

14. Glants S. Medical-biological statistics. Moscow, Praktika Publ., 1998. 459 p.