Background. Mathematical modeling of the correction of scoliotic deformities of the spine makes it possible to analyze the effectiveness of various methods of treatment without surgical intervention. In the study of traction, mainly experimental methods were used. The purpose was to investigate the stress-strain state of the spine models with varying degrees of scoliotic deformity during posterior spinal fusion. Materials and methods. Deformities of the spine of 40, 70 and 100° were modeled, with posterior spondylodesis of the Th1-Th12 vertebrae. A load of 300 N was used. Results. With a deformity of 40°, the most stressed are the areas of frontal plane curve. For the upper vertebrae Th1-Th4, a more even distribution of stress over the vertebral body is observed. For Th5-Th10 vertebrae, the concave side of the vertebral bodies is more stressed. In the thoracic spine, the more stressed vertebrae are Th2 and Th5. The main load is borne by the fixing structure, in which the level of stress is significantly higher than in the bone structures of the vertebrae. In the posterior supporting complex of the vertebrae, the stress concentration areas are located at the points where fixing screws enter the bone. An increase in the magnitude of the scoliotic deformity of the spine up to 70° causes an increase in the level of stresses in all elements of the model, with the exception of Th9-Th10 vertebrae. With a deformity of 100° in the posterior supporting complex of the vertebrae, the stress concentration areas are located at the points where fixing screws enter the bone. The stress level of 116.0 MPa exceeds the ultimate strength of the cortical layer of the bone tissue of the spine, which can lead to microdamage of the bone tissue and loosening of the screws. Conclusions. For all values of scoliotic deformity of the spine, the most stressed are Th4 and Th5 vertebrae. A decrease in the degree of deformity has a significant effect on the stress-strain state of the spinal column. In the Th4 vertebral body, the level of stresses with a deformity of 100° is more than twice as high as with a deformity of 70°, and more than 4 times higher than with a deformity of 40°. In the body of the Th5 vertebra, the stress level with a deformity of 70° is 1.5 times less than with a deformity of 100°, and with a deformity of 40°, it is 3 times less. The level of stress in the Th1-Th5 vertebral bodies is higher than that of Th6-Th12. In the posterior supporting complex, at the points where screws enter the bone, the maximum stress value at a deformity of 40° is 34.0 MPa, which is not critical for the bone tissue. With a deformity of 70°, the stresses are 85.0 MPa, which can exceed the ultimate strength for the cortical bone and lead to microdestruction of the bone tissue in the screw-bone contact area. With a deformity of 100°, the stresses are equal to 116.0 MPa, which exceeds the ultimate strength for the cortical bone and can lead to microfracture in the screw-bone contact area.

Актуальність. Деформації хребта є однією з поширених ортопедичних патологій дитячого віку. Сьогодні, за даними медичної статистики, у 75 % дітей віком 7–12 років виявляється сколіоз. Сколіоз ІІІ–ІV ступеня з вираженими косметичними та функціональними порушеннями становить 1,5–2 % від усіх випадків. Лікування виражених сколіотичних деформацій у дітей залишається великим викликом для хірурга-вертебролога. Передопераційна гало-гравітаційна тракція (ГГТ) може бути одним із варіантів забезпечення кращої корекції складних сколіотичних деформацій і мінімізації неврологічних ускладнень, пов’язаних із силовим інтраопераційним навантаженням. Матеріали та методи. Досліджено 76 пацієнтів віком від 7 до 17 років зі складними сколіотичними деформаціями хребта. Досліджено дві групи: І (дослідна група) — 38 дітей, яких лікували з використанням гало-гравітаційної тракції з застосуванням розробленої тактики етапного хірургічного лікування; ІІ (контрольна група) — 38 дітей, яким виконували одномоментну хірургічну корекцію. Результати. Визначено, що після гало-гравітаційної тракції у дітей статистично значуще (р < 0,001) зменшився кут деформації — в середньому на 36,5 ± 14,9°, зміна деформації у хлопчиків та дівчаток відбувалася однаково (р = 0,279). З віком у дітей збільшується кут сколіотичної деформації. Після ГГТ у дітей до 13 років спостерігали зменшення кута деформації в середньому до 67,6 ± 14,7°, у дітей старше 14 років — до 85,9 ± 18,2°, у дітей молодше 14 років зменшення кута деформації було значуще більшим — в середньому на 38,9 ± 13,2°, тоді як у дітей старше 14 років у середньому не сягало 30° — 27,5 ± 18,6°. У дітей молодше 14 років застосування ГГТ більш ефективне, ніж у дітей старшого віку. Пацієнти І групи перед хірургічною корекцією сколіотичної деформації мали статистично значуще (р < 0,001) менший кут деформації, ніж у пацієнтів ІІ групи (106,0 ± 4,5°). Після оперативної корекції кут деформації в дітей І групи (44,4 ± 15,3°) був значуще (p < 0,001) меншим, ніж у дітей ІІ групи (56,9 ± 14,2°), зменшення деформації хребта було статистично значущим (p < 0,001) в обох групах. Визначено, що в дітей старше 14 років корекція деформації була статистично значуще меншою (α = 0,05), ніж у молодших дітей, причому це спостерігалось в обох групах. В І групі відсоток корекції деформації в дітей від 7 до 13 років був статистично близьким (р = 0,181), але в ІІ групі відсоток корекції в дітей від 11 до 13 років був значуще меншим, ніж у дітей молодше 10 років. Висновки. Після гало-гравітаційної тракції в дітей статистично значуще (р < 0,001) зменшився кут деформації — в середньому на 36,5 ± 14,9°, що становить 34,0 ± 14,1 % корекції деформації. Динаміка корекції не залежить від статі дітей (р = 0,824). Величина кута деформації в пацієнтів І групи (гало-гравітаційна тракція) перед хірургічною корекцією була статистично значуще меншою, ніж у дітей ІІ групи. Це обумовило статистично значуще (р < 0001) кращі результати хірургічної корекції в І групі (59,4 ± 13,1 %), ніж у пацієнтів ІІ групи (46,6 ± 12,3 %). Незалежно від протоколу лікування кращі результати корекції сколіотичної деформації були в дітей молодше 14 років.