Переломи дистального відділу променевої кістки (ПК) є найчастішим видом перелому, що виникають у людей, і становлять основну частину роботи ортопедичного та хірургічного відділення в усьому світі. Запропоновано сотні методик, здійснюються постійний пошук нових і вдосконалення старих способів лікування цієї тяжкої патології, однак остаточного вирішення питання, яке б задовольняло всіх лікарів та їх пацієнтів, досі не знайдено [1]. Проблема вибору тактики лікування переломів променевої кістки у дистальному відділі не втратила своєї гостроти дотепер. Труднощі лікування внутрішньосуглобових, нестабільних переломів дистального метаепіфіза (ДМЕ) променевої кістки викликані зазвичай високоенергетичним характером ураження, високою частотою ушкодження зв’язкових структур. Основна вимога при лікуванні таких переломів — анатомічна репозиція, відновлення суглобової поверхні, довжини променевої кістки, стабільна фіксація уламків. На сьогодні доступною є велика кількість видів лікування, включаючи закриту репозицію і накладання гіпсової шини, закритий остеосинтез перелому за допомогою спиць Кіршнера, зовнішня фіксація модульним, стрижневим апаратом, відкрита репозиція та внутрішня фіксація за допомогою волярної блокуючої пластини [7].
Матеріали та методи
Біомеханічне дослідження проведено на базі лабораторії біомеханіки Інституту патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка НАМНУ з використанням стенда для біомеханічних досліджень. Метою експерименту було визначення надійності фіксації переломів дистального метаепіфіза ПК за допомогою стандартних фіксаторів у вигляді спиць 2,0 мм, пластин без кутової стабільності та імплантатів з різним видом блокуючої системи фіксації. Дослідження проводилося на 24 синтетичних моделях компанії Synbone Swiss Made (7001 right Radius), які за анатомо-механічними властивостями наближені до кісткової тканини людини. На муляжах Synbone Swiss Made шляхом розрізання було імітовано перелом ДМЕ ПК за типом С3 (рис. 1). Хоча нестабільні переломи за типом С можуть мати чимало різноманітних варіантів утворення фрагментів, ми систематизували та виділили основні з них, які утворюються під час ушкодження (рис. 2).
/45.jpg)
Кожна модель перелому фіксувалася чотирма способами фіксації: спицею 2,0 мм, пластиною без кутової стабільності DSP, пластиною з кутовою стабільністю та фіксованим кутом (LSP Synthes) і пластиною з поліаксіальною (багаторівневою, суглобовою підтримкою) кутовою стабільністю (LSР Stryker) (рис. 2). Моделі піддавалися дії циклічних довготривалих компресійних навантажень різними способами. Для визначення механічних властивостей зразка проводили його компресійне навантаження за допомогою машини для біомеханічного дослідження. Зразки встановлювали на рухомому столі дослідної машини. Навантаження прикладали шляхом вертикального переміщення рухомого стола машини. Експеримент повторювали з кожним варіантом фіксації на 6 синтетичних моделях променевої кістки. Швидкість деформування зразка змінювали від 2 до 8 мм/хв. Попереднє навантаження становило 50 Н. Зусилля стискання вимірювали динамометром, сигнал з якого надходив у мікропроцесор тензодинамометра CAS CI-2001A з тензометричним датчиком SBA-100L. Після дослідження отримана інформація фіксувалася у вигляді діаграми деформування у координатах «навантаження Р — абсолютна деформація (переміщення) ∆р».
Під час роботи з програмою індикатор випробувальної машини вказував на поточне число циклів навантаження; поточну величину навантаження P, що діє на зразок; переміщення рухомої траверси. Зазначені дані під час випробувань при циклічних навантаженнях записували за допомогою ноутбука ASUS із вбудованою веб-камерою ASUS (1.3 mp). Дані, отримані в результаті експерименту, були оброблені статистично. Розрахунки проводилися за допомогою пакета для обробки та аналізу дослідницьких даних SPSS 11.0. Попередня підготовка даних для обробки проводилася при використанні пакета MS Excel+ 2017. Для визначення статистичних характеристик моделей фіксації були застосовані стандартні методи описової статистики: визначення середнього, стандартного відхилення вибірки, дисперсія. Ступінь відмінності між видами фіксації виявляли за допомогою дисперсійного аналізу з поправкою Бонферроні (для усунення ефекту множинних порівнянь) [2, 3].
Результати та обговорення
Дослідження стабілізаційних властивостей спиць при фіксації переломів дистального відділу променевої кістки
Діаграми залежності зміщення (переміщення) відламків від величини прикладеного зусилля для різних схем навантаження наведено на рис. 3. Для побудови графіків використовувалися показники після вимірів на 6 моделях.
Як бачимо, при синтезі уламків за допомогою спиць модель демонструє непогані фіксуючі можливості при осьовому навантаженні (максимальне переміщення — близько 3,5 мм при навантаженні до 10 кг, після чого втрачається фіксація і настає ефект зміщення). При інших видах навантаження на модельований перелом ефект зміщення настає при величині переміщення близько 8,0 мм. Найгірші результати даний вид фіксації показав при навантаженні із зовнішньої сторони, тому що втрата фіксації настала вже при навантаженні 5,0–6,0 кг.
Дослідження стабілізаційних властивостей пластини без кутової стабільності при фіксації переломів дистального відділу променевої кістки
Діаграми залежності зміщення уламків від величини прикладеного навантаження для різних схем навантаження наведено на рис. 4. Для побудови діаграми використовувалися показники після вимірів на 6 моделях.
Згідно з рис. 4, при поєднанні відламків за допомогою пластини без кутової стабільності модель демонструє найкращі фіксуючі можливості при осьовому навантаженні, максимальне переміщення становить близько 2,0–2,5 мм при навантаженні до 10 кг, після чого не втрачається фіксація. При навантаженні з тильної та долонної сторін теж не втрачається фіксація, а зміщення при навантаженні 10 кг дорівнює близько 10 мм — з долонної сторони і близько 12,0 мм — з тильної сторони. Найгірші результати цей вид фіксації показав при навантаженні з променевої сторони, тому що втрата фіксації настала при навантаженні до 8,0–10,0 кг залежно від якості контакту між уламками.
Дослідження стабілізаційних властивостей пластини LSP із фіксованим кутом блокування при фіксації переломів дистального відділу променевої кістки
Діаграми залежності зміщення відламків від величини прикладеного навантаження для різних схем навантаження наведено на рис. 5. Для побудови діаграми використовувалися показники після вимірів на 6 моделях.
Як подано на рис. 5, при синтезі уламків за допомогою пластини з кутовою фіксацією модель не втрачає фіксації при всіх видах навантаження. Найкращі фіксуючі можливості ми отримали при навантаженні з променевої поверхні, максимальне переміщення — близько 0,8–1,0 мм при навантаженні 10 кг. Фіксуючі можливості при осьовому навантаженні були дещо гірші — 1,2–1,8 мм при навантаженні 10 кг. При двох інших видах навантаження зміщення становило 6,0–8,0 мм при навантаженні з тильної сторони та близько 8,0 мм — із долонної.
Дослідження стабілізаційних властивостей пластини LSP із поліаксіальним кутом блокування при фіксації переломів дистального відділу променевої кістки
Діаграми залежності зміщення уламків від величини прикладеного навантаження для різних схем навантаження наведено на рис. 6. Для побудови діаграм використовувалися показники після вимірів на 6 моделях.
Як бачимо, при з’єднанні уламків за допомогою пластини LSP із поліаксіальним кутом блокування модель не втрачає фіксації при всіх видах навантаження. Найкращі фіксуючі можливості ми теж отримали при навантаженні з променевої поверхні, при цьому максимальне зміщення становило близько 0,1 мм при навантаженні до 10 кг. Фіксуючі можливості при осьовому навантаженні були кращі порівняно з іншими методами фіксації — 1,1–1,4 мм при навантаженні до 10 кг. При двох інших видах навантаження переміщення становило близько 6,0 мм при навантаженні з долонної поверхні та близько 8,0 мм — при навантаженні з тильної сторони.
Після цього ми визначили середні показники серед 6 моделей для кожного методу фіксації та порівняли середні показники для кожного з видів навантаження (рис. 7).
/48.jpg)
Після проведеного порівняльного аналізу ми отримали показники стандартного відхилення та дисперсії, які свідчали про те, що змінність даних, отриманих в результаті дослідження, суттєво різняться в досліджуваних групах. Отже, ми отримали такі результати: найгірші, як і прогнозувалось, показники ми виявили при дослідженні способу фіксації за допомогою 2-мм спиць (мав місце ефект повзучості, як ми його назвали, при величині навантаження від 3,0 кг); два інших види фіксації пластин — DSP та LSP, що за своїми показниками протистояли навантаженням, були близькі один до одного, хоча слід зазначити, що навантаження з променевої поверхні та осьове навантаження продемонструвало ваду пластини без кутової стабільності (мав місце ефект повзучості при величині навантаження починаючи з 8,0 кг). Найкращі показники опору навантаженням продемонстровано в групі моделей із фіксованими поліаксіальними блокованими пластинами (LSP-P); ефект повзучості ми отримали при різних векторах навантаження починаючи лише з 10,0 кг.
З огляду на отримані дані дослідження і зважаючи на те, що при використанні різних способів фіксації мав місце ефект повзучості, ми прийняли за задовільний результат величину зміщення уламків до 2 мм та об’єктивно провели аналіз стабільності фіксації різними системами. Величини середніх показників навантажень, що призвели до зміщення уламків понад 2 мм, подані в табл. 1.
/49.jpg)
Як показали результати проведених досліджень, застосування 2-мм спиць для фіксації уламкових переломів АО23 за типом С променевої кістки найменш доцільне. Пластини без кутової стабільності та пластини із кутовою стабільністю дуже близькі за своїми показниками та відрізняються лише місцем розташування щодо лінії «водорозділу», завдяки чому маємо збільшення навантаження, необхідного для зміщення понад 2 мм при тильному згинанні та імітації променевої девіації, але за рахунок більшої жорсткості конструкції, що дозволяє значно підвищити опір осьового навантаження. Поліаксіальна блокована пластина внаслідок багаторівневого розташування гвинтів, розподілу сили навантаження по всій площі суглобової поверхні, долонного та тильного кортексу набагато краще протистоїть різнонаправленим видам навантаження, що призводить до значного збільшення навантаження, необхідного для досягнення зміщення уламків понад 2 мм.
/49_2.jpg)
Після проведення експерименту з дослідження стабілізаційних властивостей різних засобів фіксації перелому променевої кістки АО23-С3 постало справедливе питання визначення місця кожного з цих імплантатів у лікуванні. Процедура дисперсійного аналізу, проведеного нами, полягала у визначенні співвідношення систематичної (групової) дисперсії до випадкової (внутрішньогрупової) дисперсії у вимірюваних даних. Для визначення ступеня відмінності між видами фіксації ми застосували дисперсійний аналіз з визначенням критерію Фішера.
Результати порівняльного аналізу стабілізаційних властивостей різних засобів фіксації при внутрішньосуглобових, нестабільних переломах променевої кістки за типом С3 із визначенням критерію Фішера наведені в табл. 2 і 3.
Відношення внутрішньогрупової та міжгрупової дисперсії свідчить про те, що середні значення у групах відрізняються завдяки використанню різних конструкцій фіксації уламків. Найбільш близькими були показники при навантаженні з долонної поверхні; при цьому виді навантаження всі конструкції є найбільш близькими за своїми характеристиками. А при навантаженні з променевої поверхні (імітація девіації) фіксуючі характеристики конструкцій найбільш відрізнялись.
Висновки
Ґрунтуючись на графіках залежності величини зміщення уламків від величини прикладеного навантаження для середніх показників, можна зробити такі висновки:
1. Найгіршим методом фіксації уламків перелому променевої кістки АО23-С слід вважати використання 2-мм спиць через те, що навіть при незначних навантаженнях втрачається жорсткість з’єднання уламків.
2. Пластина без кутової стабільності за своїми фіксуючими можливостями, згідно з даними нашого дослідження, може витримувати в 2 рази більше осьове та ротаційне навантаження порівняно з 2-мм спицями.
3. Блоковані пластини з фіксованим кутом мають непогані фіксуючи властивості, але поступаються поліаксіальним блокованим системам через відсутність можливості протистояти багаторівневим видам навантаження на суглобову поверхню, тим самим призводячи до колапсу суглобової фасетки в зоні фіксації уламків.
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.
/46.jpg)
/47.jpg)
/50.jpg)