Математичне Моделювання Варіантів Остеосинтезу Переломів Дистального Метаепіфіза Великогомілкової Кістки Типу С1

Vasyuk, V. L.; Коваль, О. А.; Karpinsky, Mykhaylo; Yaresko, Oleksandr

doi:10.22141/1608-1706.1.20.2019.158666

Cited by 16 publications

(3 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Обираючи механічні властивості біологічних тканин, враховано, що за вродженого псевдоартрозу кісткова тканина має низьку механічну міцність, на що звернуто увагу під час вивчення літературних джерел [2,3,7,8,18]. Для кісткового блоку з аутотрансплантатів обрано властивості здорової кістки [17]. Характеристики штучних матеріалів обрано за даними технічної літератури [16].…”

Section: матеріали та методи дослідженняunclassified

Study of stress distribution under the influence of bending load in models of different options for osteosynthesis of tibia bones with fractures in the middle third of their congenital pseudarthrosis in children with incomplete growth

Korzh,

Khmyzov,

Katsalap

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

Congenital pseudoarthrosis of the bones of the lower leg is a rare disease characterized by the presence of non-union (pseudoarthrosis) of the bones of the lower leg, which does not grow independently. The majority of surgical techniques involve the removal of pathological soft tissues in the zone of pseudarthrosis followed by bone autoplasty and fixation of tibial bone fragments in external fixation devices or with the help of intramedullary fixators. Purpose - to investigate the stress-deformed state of models of the leg in the presence of pseudarthrosis in the middle third under the influence of bending load and their osteosynthesis using intramedullary rods of various designs in children with incomplete growth. Materials and methods. Mathematical modeling of 3 variants of osteosynthesis of lower leg bones with congenital pseudarthrosis in the middle third was performed: 1 - rod without rotational stability; 2 - rod with rotational stability; 3 - rod with rotational stability and blocked movement during compression. The stress-strain state of the models under the influence of a bending load of 300 N was studied. Results. When using a rotationally unstable «growing» rod, maximum stress levels of 18.5 MPa and 23.1 MPa are determined at the proximal and distal ends of the tibia, respectively. In the fracture zone, the stress level is minimal and does not exceed 0.2 MPa. In the diaphyseal part, stresses are determined at the level of 0.3 MPa and 0.4 MPa above and below the fracture zone, respectively. In the zone of the fracture of the fibula, the stress level is also not significant - 0.7 MPa and 0.8 MPa in the proximal and distal fragments. The use of a rod with rotational stability does not lead to any significant changes in the stress-strain state of the model compared to tibial osteosynthesis with a rotationally unstable rod. The use of an intramedullary rod with blocked movement during compression allows to reduce the values of stresses at the proximal and distal ends of the tibia - up to 16.9 MPa and 21.2 MPa, respectively. In all control points of the diaphyseal part of the tibia, the stresses are minimal and equal to 0.2 MPa. It should be noted that in this case the stresses in the area of the fracture of the fibula, where they do not exceed the mark of 0.1 MPa, are almost negligible. Conclusions. Under bending loads, all types of intramedullary rods provide a minimum level of stress in the tibial fracture zone. Additional rotational and longitudinal stability of the rods allow to slightly reduce the level of stress in the proximal and distal ends of the tibia. The research was carried out in accordance with the principles of the Helsinki Declaration. The study protocol was approved by the Local Ethics Committee of the participating institution. The informed consent of the patient was obtained for conducting the studies. No conflict of interests was declared by the authors.

show abstract

Section: матеріали та методи дослідженняunclassified

Study of stress distribution under the influence of bending load in models of different options for osteosynthesis of tibia bones with fractures in the middle third of their congenital pseudarthrosis in children with incomplete growth

Korzh,

Khmyzov,

Katsalap

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…При обранні механічних властивостей біологічних тканин враховували той факт, що при вродженому псевдоартрозі кісткова тканина має низьку механічну міцність, на що звертали увагу при вивченні літературних джерел [9][10][11]. Для кісткового блока з автотрансплантатів обирали властивості здорової кістки [12]. З урахуванням того, що титанова сітка проростає кістковою тканиною, її наявність моделювали як шар товщиною 1 мм навколо блока трансплантатів із змішаними механічними властивостями титану та кортикальної кістки [13].…”

Section: матеріали та методиunclassified

Mathematical modeling of the osteosynthesis of the lower leg bones using a titanium mesh for their congenital pseudoarthrosis in the lower third

Khmyzov

Katsalap

Karpinsky

et al. 2022

TRAUMA

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Background. Congenital pseudarthrosis of the lower leg bones belongs to the group of orphan diseases and manifests itself in non-union (pseudarthrosis) of the lower leg bones, which leads to the formation of deformity and shortening of the limb, and, as a result, is accompanied by a persistent violation of the limb’s supportability. To date, the question of choosing a surgical technique and optimal fixation in the surgical treatment of congenital pseudarthrosis of the lower leg bones remains unresolved. The purpose was to investigate the stress-strain state of the shin model with pseudarthrosis of its bones in the lower third during their osteosynthesis using a titanium mesh. Materials and methods. Osteosynthesis was simulated with an intramedullary nail, wires, and a block of bone grafts on both shin bones with the imposition of a titanium mesh over the grafts under the influence of two types of compression and torsion loads. Results. Studies have shown that additional fixation of the bone graft block with a titanium mesh allows reducing the stress level at almost all control points of the model of osteosynthesis of the lower leg bones in their congenital pseudarthrosis, both under compression and torsion. As the most positive changes, we can note a decrease in the stress values on the tibia around the nonunion line. This can be explained by the fact that the bone graft block reinforced with a titanium mesh takes on a great load. The same fact contributes to the increase in the level of stress at the lower border of the graft block and tibia. The negative factors include an increase in the level of stress along the line of non-union of the fibula. This is also explained by an increase in the modulus of elasticity of the bone graft block, which further loads the fibula. Conclusions. The use of a titanium mesh for additional fixation of the shin bones in the treatment of their congenital pseudarthrosis has a positive effect on the stress-strain state of the model, which is confirmed by a decrease in the stress level at almost all control points of the model, both under compression and torsion loads. The most positive changes are observed along the line of non-union of the tibia.

show abstract

“…Механічні властивості пластини змінювали, моделюючи три типи матеріалів: титан, PLA, композитний матеріал у складі PLA -70 %, трикальційфосфату -20 % та гідроксилапатиту -10 %. Механічні характеристики біологічних [6][7][8] та штучних матеріалів [9] зведені в табл. 1.…”

Section: матеріали та методиunclassified

Исследование Напряженно-Деформированного Состояния Моделей Фиксации Костных Отломков Биоразлагаемыми Накостными Пластинами На Основе Полилактида

Khvisyuk¹,

Павлов²,

Karpinsky³

et al. 2021

TRAUMA

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Актуальность. В ортопедии и травматологии в качестве винтов и фиксационных штифтов, пластин и анкеров, кейджей достаточно часто используют полимерные материалы, которые резорбируются и растворяются в биологических жидкостях. Среди таких материалов чаще используют имплантаты из L-полимолочной кислоты (L-полилактид), особенностями которых являются биодеградация, остеоинтеграция, способность индуцировать процессы образования костной ткани и высокая биосовместимость с организмом. Повысить качество биоматериалов на основе полилактида возможно путем введения в их состав керамических материалов, в частности гидроксилапатита. Однако прочностные свойства таких имплантатов пока не изучены. Цель: методом математического моделирования изучить напряженно-деформированное состояние моделей голени с переломом большеберцовой кости, фиксированным с помощью накостных пластин, изготовленных из биодеградирующих материалов на основе полилактида. Материалы и методы. Была разработана математическая модель голени, которая состояла из элементов большеберцовой и малоберцовой костей, пяточной и надпяточной костей, а также ладьевидной и клиновидных костей. Механические свойства пластины изменяли, моделируя три типа материалов: титан, полилактид, композитный материал в таком составе: полилактид — 70 %, трикальцийфосфат — 20 % и гидроксилапатит — 10 %. Результаты. Получены картина напряженно-деформированного состояния моделей и значения величин внутренних напряжений на разных их участках. Это дало возможность сравнить механические свойства фиксации костных отломков пластинами из биоразлагающихся материалов на основе полилактида с титановыми накостными пластинами. Выводы. Результаты проведенного исследования показали, что при всех видах нагрузки наибольшие величины напряжений возникают в модели с накостными пластинами из титана. Зоны повышенных напряжений отмечаются на пластине, а также на фиксирующих винтах и в костной ткани вокруг линии перелома. В моделях голени с переломом большеберцовой кости в нижней трети при остеосинтезе пластинами на основе полилактида напряжения в моделях распределяются более равномерно как в элементах фиксирующей конструкции, так и в костной ткани.

show abstract

Математичне Моделювання Варіантів Остеосинтезу Переломів Дистального Метаепіфіза Великогомілкової Кістки Типу С1

Cited by 16 publications

References 1 publication

Study of stress distribution under the influence of bending load in models of different options for osteosynthesis of tibia bones with fractures in the middle third of their congenital pseudarthrosis in children with incomplete growth

Study of stress distribution under the influence of bending load in models of different options for osteosynthesis of tibia bones with fractures in the middle third of their congenital pseudarthrosis in children with incomplete growth

Mathematical modeling of the osteosynthesis of the lower leg bones using a titanium mesh for their congenital pseudoarthrosis in the lower third

Исследование Напряженно-Деформированного Состояния Моделей Фиксации Костных Отломков Биоразлагаемыми Накостными Пластинами На Основе Полилактида

Contact Info

Product

Resources

About