Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ
день перший
день другий

АКУШЕРИ ГІНЕКОЛОГИ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ
день перший
день другий

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"Тrauma" Том 23, №4, 2022

Back to issue

Experimental substantiation of optimal structural properties of pin and rod ring fixators

Authors: Рушай А.К. (1), Байда М.В. (1), Мартинчук О.О. (1), Мусієнко О.С. (2), Фам Д.К. (2)
(1) — Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, м. Київ, Україна
(2) — Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Використання кільцевих фіксаторів спице-стрижневого типу є одним із провідних методів лікування незрощень кісток. Удосконалення конструктивних властивостей системи фіксації є перспективним напрямком поліпшення результатів лікування. Мета дослідження — експериментальне обґрунтування конструкційних удосконалень кільцевих спице-стрижневих фіксаторів. Матеріали та методи. Завданням експерименту було визначити вплив просторової фіксації стрижня в кільцевому спице-стрижневому фіксаторі. Об’єктом дослідження була синтетична кістка Sawbones® із моделлю перелому, який був фіксований кільцевим фіксатором 2 типів. Усі параметри (кількість кілець, спиць, кутів їх перехрестя) були аналогічними. Відмінність двох моделей полягала лише в наявності чи відсутності ребра жорсткості фіксації стрижня. За допомогою універсальної випробувальної машини TIRATEST-2151 визначаються характеристики міцності й деформації матеріалів із максимальним зусиллям до 5 кН. Зразки випробували у трьох режимах: стиск вздовж осі кістки, кручення, згин. У процесі навантаження були записані таблиці, у яких розміщені дані, що реєструвала випробувальна установка (переміщення і сили, що прикладалася). У процесі випробування дослідний зразок, включаючи контрастні точки, фотографували при різних навантаженнях. Зображення обробляли на комп’ютері, використовуючи стандартну систему управління цифровим зображенням. Результати. За отриманими даними, ребро жорсткості при фіксації стрижня кільцевого фіксатора впливало на показники жорсткості системи при усіх видах навантаження. Найбільш чутливим був згин. Так, жорсткість при згині зменшилась на 23 %, при стиску — на 8,5 %. Використання удосконалень фіксації стрижня при лікуванні незрощень кісток гомілки після перелому показало клінічну ефективність. Висновки. Використання ребра жорсткості фіксації стрижня кільцевого спице-стрижневого фіксатора в експерименті довело підвищення показників жорсткості. Найбільш значимим було збільшення параметрів жорсткості при згині. За попередніми даними, застосування удосконалень кільцевих фіксаторів при лікуванні незрощень кісток гомілки після перелому засвідчило клінічну ефективність.

Background. The use of pin and rod ring fixators is one of the leading methods for the treatment of non-union of bones. Improving the structural properties of the fixation system is a promising direction for better treatment results. The purpose of the study was an experimental substantiation of structural improvements of pin and rod ring fixators. Materials and methods. The task of the experiment was to determine the influence of the spatial fixation of the rod in the pin and rod ring fixator. The object of the study was a synthetic Sawbones® bone with a fracture model, which was fixed with a ring fixator of 2 types. All parameters (number of rings, rods, angles of their intersection) were similar. The difference between the two models was only in the presence or absence of a stiffener for fixing the rod. The TIRATEST-2151 universal testing machine determines the strength and deformation characteristics of materials with a maximum force of up to 5 kN. The samples were tested in three modes: compression along the axis of the bone, torsion, bending. During the loading, tables were recorded filled with the data registered by the testing machine (movements and applied forces). During the test, a sample, including contrast points, was photographed under different loads. Images were processed on a computer using a standard digital image management system. ­Results. According to the obtained data, the stiffener influenced the stiffness indicators of the system under all types of load when fixing the rod of the ring fixator. The most sensitive was the bend. Thus, the stiffness in bending decreased by 23 %, in compression — by 8.5 %. The use of improved rod fixation in the treatment of tibial non-unions after fracture has demonstrated clinical efficacy. C­onclusions. The use of a stiffener for fixing the rod of the pin and rod ring fixator in the experiment proved an increase in stiffness indicators. The most significant was an increase in stiffness parameters when bending. According to preliminary data, the use of improved ring fixators in the treatment of non-unions of the tibial bones after a fracture has shown clinical efficacy.


Keywords

незрощення кісток; кільцеві фіксатори

non-union of bones; ring fixators


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Borzunov D.Y., Kolchin S.N., Malkova T.A. Role of the Ilizarov non-free bone plasty in the management of long bone defects and nonunion: problems solved and unsolved. World Journal of Orthopaedics. 2020. 11. 6. 304-318. https://doi.org/10.5312/wjo.v11.i6.304  
2. Birch J.G. A brief history of limb lengthening. Journal of Pediatric Orthopaedics. 2017. 37. 2. S1-S8. https://doi.org/10.1097/BPO.0000000000001021
3. Van Niekerk A.H., Birkholtz F.F., de Lange P., Tetsworth K., Hohmann E. Circular external fixation and cemented PMMA spacers for the treatment of complex tibial fractures and infected nonunions with segmental bone loss. Journal of Orthopaedic Surgery. 2017. 25. 2. 230949901771624. https://doi.org/10.1177/2309499017716242  
4. Guerado E., Caso E. Challenges of bone tissue engineering in orthopaedic patients. World Journal of Orthopedics. 2017.  8. 2. 87-98. https://doi.org/10.5312/wjo.v8.i2.87 
5. Abulaiti A., Liu Y., Cai F. et al. Bone Defects in Tibia Managed by the Bifocal Versus Trifocal Bone Transport Technique. Research Square. 2021. DOI: 10.21203/rs.3.rs-985713/v1. 
6. Jiang Q., Huang K., Liu Y., Chi G. Using the Ilizarov technique to treat limb shortening after replantation of a severed lower limb: a case report. Ann. Transl. Med. 2020 Aug. 8(16). 1025. doi: 10.21037/atm-20-5316. 
7. Veselý R., Procházka V. Kalusdistrakce v léčení poúrazových defektů femuru a tibie. Acta Chir. Orthop. Traumatol. Cech. 2016. 83(6). 388-392. Czech. PMID: 28026734. 
8. Liu Y., Yushan M., Liu Z., Liu J., Ma C., Yusufu A. Complications of bone transport technique using the Ilizarov method in the lower extremity: a retrospective analysis of 282 consecutive cases over 10 years. BMC Musculoskelet Disord. 2020 Jun 6. 21(1). 354. doi: 10.1186/s12891-020-03335-w. 
9. Catagni M.A., Azzam W., Guerreschi F., Lovisetti L., Poli P., Khan M.S., Di Giacomo L.M. Trifocal versus bifocal bone transport in treatment of long segmental tibial bone defects. Bone & Joint Surgery. 2019. 101-B. 2. 162-169. https://doi.org/10.1302/0301-620X.101B2.BJJ-2018-0340.R2 
10. Wu Y., Yin Q., Rui Y., Sun Z., Gu S. Ilizarov technique: Bone transport versus bone shortening-lengthening for tibial bone and soft-tissue defects. Journal of Orthopaedic Science. 2018. 23. 2. 341-345. https://doi.org/10.1016/j.jos.2017.12.002 
11. Kornah B.A., Safwat H.M., Sultan A.A.M., Abdel-Aal M.A. Journal of Trauma & Treatment. J. Trauma. 2016. 5(4). doi: 10.4172/2167-1222.100033. 
12. Ayed A. Al Shahrani, Jaya Shanker Tedla, Irshad Ahmad. Effectiveness of Ilizarov frame fixation on functional outcome in aseptic tibial non-union cases at Abha, Kingdom of Saudi Arabia: an experimental study. J. Taibah Univ. Med. Sci. 2015. 10 (2). 216-221.
13. Aktuglu K., Erol K., Vahabi A.  Ilizarov bone transport and treatment of critical-sized tibial bone defects: a narrative review. Journal of Orthopaedics and Traumatology. 2019. 20(1). 1-14. https://doi.org/10.1186/s10195-019-0527-1

Back to issue