Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
актуальность работы

Институт патологии позвоночника и суставов

имени профессора М.И. Ситенко АМН УКРАИНЫ

Рами М.А. Абу Хамди Самара

УДК 616.71 001.5 089.843: 546.26]: 612.76

Экспериментально - биомеханическое обоснование использования углеродных имплантатов для лечения переломов длинных костей у пациентов пожилого возраста

14.01.21 - травматология и ортопедия

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Харьков - 2004

Актуальность темы исследования.

Работа выполнена в Институте патологии позвоночника и суставов им проф. Ситенко АМН Украины.

Научный руководитель: доктор медицинских наук

Тяжелов Алексей Алимович

Институт патологии позвоночника и суставов им проф. Ситенко

АМН Украины, заведующий лабораторией биомеханики

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

ШЕВЧЕНКО Станислав Дмитриевич,

Институт патологии позвоночника и суставов

iм.проф. Ситенко АМН Украины

заведующий отделом патологии позвоночника и суставов

детского возраста

доктор медицинских наук, профессор

БУР Янов Александр Анатольевич

Национальный медицинский университет им.А.А.Богомольца

МЗ Украины, заведующий кафедры травматологии и ортопедии

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Донецкого государственного медицинского университета им. М. Горького, МОЗ Украины, м. Донецьк.

Защита состоится 17 июня 2004 о 1130 на заседании специализированного ученого совета Д 64.607.01 Института патологии позвоночника и суставов им. проф. Ситенко АМН Украини (61024, г.. Харьков, ул. Пушкинская, 80).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института патологии позвоночника и суставов им. проф. Ситенко АМН Украини (61024, г.. Харьков, ул. Пушкинская, 80).

Автореферат разослан "12" мая 2004

Ученый секретарь

специализированной вчено совета

доктор медицинских наук В.А. Радченко

Актуальность работы. Особую проблему в настоящее время составляет лечения переломов у пожилых пациентов, чему способствует "старения" населения и д связанные с преклонным возрастом явления пониженной двигательной активности, уменьшение о объема костной ткани, снижение общей реактивности организма. Переломы костей скелета оставляют пациентов, особенно пожилых, возможности вести обычный образ жизни, а нередко приводят к инвалидности, осложнений и летального исхода. В этой связи с этим на повестке дня ортопедии и травматологии остро стоит вопрос об эффективном лечении костей конечностей у больных пожилого возраста (Куценко С.Н., 2001; Герцен Г.И. с соавт., 2001; Тяжелов А.А. с соавт., 2001).

Попытки "улучшить" остеосинтез привели к возникновению новых материалов, используемых для с единения костных отломков. В ортопедии и травматологии наибольшее распространение получило использование металлов, полимеров, керамики, проведено большое количество исследований по медицинскому применению имплантатов, содержащих углерод.

Механические характеристики имплантатов из углеродного композиционного материала значительно меньше отличаются от аналогичных показателей коркового слоя кости, чем характеристики металлических или полимерных фиксаторов (Лавров Е.И., 1984); углеродный композиционный материал с перекрещенным расположением армирующих волокон демонстрирует повышенный по сравнению с металлом и стеклопластиком сопротивление усталостных разрушению (Хиань Хиньюань с соавт., 1985). Упругость фиксатора, близкая к естественной упругости живой кости, позволяет оптимизировать процесс срастания костных отломков.

В возрасте возникает целый ряд изменений системного характера нарушение эндокринного баланса, изменение иммунологического статуса, угнетение гемопоэза, снижение двигательной активности и др., в конце приводит к разложения остеопороза (Бутенко Г.М., 2002; Дедух Н.В., Зупанец И.А., 2002).

Поэтому отдельным вопросом при лечениипереломов у лиц пожилого и старческого возраста может быть выделено использование устройств для остеосинтеза длинных костей при переломах на фоне снижения прочности костной ткани (системная и местный остеопороз, различные остеопенического состояния). При анализе проблемы лечения таких переломов четко прослеживается проблемная ситуация, которая характеризуется использованием принципов стандартного стабильного погружного остеосинтеза (прототипом является АО-остеосинтез) при очевидном противоречии снижении плотности костной ткани.

Св Связь работы с научными программами, планами, темами. Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института патологии позвоночника и суставов им.проф. Ситенко АМН Украины (шифр темы ЦФ.2000.1, госрегистрация N 0100U002569 "Разработать алгоритмизированной систему лечения больных с переломами костей, протекающие на фоне остеопении и остеопороза". Автор выполнил качественный анализ различных методик остеосинтеза; исследовал жесткость различных моделей остеосинтеза математическим путем (с использованием метода конечных элементов) и экспериментальным путем, используя метод физического моделирования; исследовал электрохимические свойства имплантатов из углерод-углеродного композиционного материала (в ВКМ) разработал методику остеосинтеза и имплантаты для ее осуществления, провел клиническую апробацию данной методики).

Цель исследования: разработать теоретически и экспериментально обосновать методику остеосинтеза диафизарных переломов длинных костей конечностей у больных пожилого возраста с использованием имплантатов из углерод-углеродного композиционного материала.

Задачи исследования:

1. Разработать информационную модель остеосинтеза длинных костей при диафизарных переломах у пациентов пожилого и старческого возраста.

2. Изучить возможности использования углеродных композиционных материалов для остеосинтеза костей.

3. Провести электрохимические исследования взаимодействия имплантатов из углеродного композиционного материала (УУКМ) с металлами.

4. Разработать способ упруго-стабильного остеосинтеза и фиксирующие устройства с углерод-углеродного композиционного материала, обеспечивать на весь период сращения фиксацию костных отломков и минимальную потерю качества фиксации.

5. Провести сравнительный анализ качества с единения костных отломков на конечно-элементной модели остеосинтеза.

6. Провести биомеханические исследования качества остеосинтеза предложенной конструкции.

7. Провести клиническую апробацию разработанной методики лечения переломов длинных костей.

Об Объект исследования: остеосинтез (способы с единения фрагментов кости) в экспериментальных и клинических условиях; имплантаты из углерод-углеродного композиционного материала.

Предмет исследования:

- качество с единения отломков постоянство отдельных элементов в системе фиксатор-кость;

- надежность остеосинтеза способность конструкции обеспечивать высокое качество с единения отломков в течение периода сращения;

- механические и электрохимические свойства имплантатов из углеродного композиционного материала и конструкций для остеосинтеза.

Материал и методы исследования. В работе использованы методы:

- концептуального моделирования остеосинтеза при переломах длинных костей у больных пожилого возраста;

- математического моделирования методом конечных элементов способов с единения костных отломков с использованием различных устройств и методик;

- биомеханического исследования жесткости с единения костных отломков на разных моделях остеосинтеза;

- электрохимический метод изучения взаимодействия углеродного композиционного материала, из которого изготавливали имплантаты, и некоторых стандартных металлических фиксаторов путем определения электрохимического потенциала каждого имплантата и их взаимодействия в растворе электролита;

- клинического исследования, включая клиническое, лабораторное и рентгенологическое предоперационное обследование больных с переломами бедреннойкости и послеоперационное динамическое наблюдение на этапах лечения.

Для изготовления имплантатов использовано углерод-углеродный композиционный материал. Клиническую апробацию проведения у 3 больных с переломами бедренной кости.

Научная новизна. Разработана информационная модель остеосинтеза при диафизарных переломах длинных костей у пожилых больных. Оригинальная технология с единения костных отломков (абстрактная модель остеосинтеза), разработанная в рамках информационной модели, теоретически позволяет обеспечить индивидуальный, прогнозируемый остеосинтез с заданными параметрами жесткости с единения костных отломков.

Экспериментально доказано "биологическую инертность" и возможность использования комбинаций углеродистых и титановых имплантатов в клинических условиях. Это обусловлено тем, что углеродный композиционный материал в статическом контакте с титаном способствует более быстрому образованию окислительной пленки на поверхности металла, то есть способствует быстрой изоляции титана.

Впервые математическим путем рассчитаны необходимые прочностные параметры фиксатора с учетом показателей неповрежденной кости.

Разработан новый способ остеосинтеза, что позволяет на фоне снижения прочности костной ткани обеспечить надежную первичную стабилизацию костных отломков имплантатами с УУКМ и сохранить ее на период, необходимый для сращения перелома (положительное решение по заявке № 2003054692).

Практическая значимость. Разработаны новые имплантаты и методика остеосинтеза позволяют получить надежное с единения костных отломков, что при возможности клинического применения имплантатов с УУКМ обеспечит сокращение общих сроков лечения и социальной реабилитации больных за счет безиммобилизацийного ведения больных, ранних движений в смежных суставах. Предполагается, что при использовании данных конструкций у пожилых больных фиксаторы не надо будет удалять.

Впервые для остеосинтеза диафизарных переломов длинных костей предложен оригинальный комбинированный фиксатор с углеродного композиционного материала, состоящего из накостной пластины и внутрикостного стержня, и обоснована целесообразность его клинического применения.

Конструкция, предлагаемая надежно защищает костные отломки от дополнительных переломов при повторных падениях пациента за счет адсорбции энергии травмы.

Экспериментально доказано, что разработанная модель комбинированного накостный-внутрикостного остеосинтеза обеспечивает достаточную жесткость фиксации костных отломков (около 60% жесткости неповрежденной кости) в сочетании с упругой деформацией в зоне перелома, позволяет получать сращения за счет периостальной костной мозоли.

Изготовлено макетные образцы фиксаторов, отработанные методики остеосинтеза при диафизарных и метадиафизарных переломах длинных костей, проведено клиническую апробацию предложенных устройств и методик, представлены соответствующие документы для патентования предложенного способа остеосинтеза.

Изготовители подана заявка в департамент по новой технике для получения разрешения на использование имплантатов с УУКМ в клинической практике.

Результаты исследования внедрены в клиническую работу отделение неотложной травматологии и восстановительной хирургии Института патологии позвоночника и суставов АМНУ.

Личный вклад соискателя. Автором проведен информационно-аналитическое исследование, разработана информационная модель остеосинтеза длинных костей у пожилых и старческого возраста.

Автор принимал участие в разработке имплантатов и методики комбинированного остеосинтеза и оформлении патентной документации.

В совместных публикациях автору принадлежит участие в постановке задач исследования, техническая участие, анализ полученных результатов.

Автор принимал участие в обсуждении цели и постановке задач исследования и анализе полученных данных в разделе, посвященном изучению электрохимических свойств углеродного композиционного материала.

Автор принимал участие в постановке задач исследования, осуществлял техническую участие и анализрезультатов в разделе работы, посвященном математическому моделированию особенностей остеосинтеза.

Автор принимал участие в постановке задач и в анализе полученных данных в разделе, посвященном экспериментальному изучению прочностных свойств фиксаторов, выполнен на базе лаборатории биомеханики ИПХС им. проф. Ситенко АМН Украины.

Обследование больных, оперативное лечение пациентов, составивших группу клинической апробации, и динамическое наблюдение в послеоперационном периоде осуществлялись при непосредственном участии автора.

Апробация результатов диссертации. Основные положения работы обсуждались на научных форумах различного ранга: на юбилейной конференции Уральского НИИТЭ (Екатеринбург, 2000 г.) ХИИИ с езде ортопедов-травматологов Украины (Донецк, 2001 г.) конференции Крымского медицинского университета "Малоинвазивные технологии в ортопедии и травматологии" (Ялта, 2000 г.) научно-практической конференции "Морфогенез и патология костной системы в условиях промышленного региона Донбасса" (Луганск, 2003г.); научно-практической конференции, посвященной 25-летию кафедры травматологии и вертебрологии Харьковской медицинской академии последипломного образования (Харьков, 2003); ХИИ Congress of the Polish Osteoarthrology Society and Polish Foundation of Osteoporosis (Krakow, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, из них

4 статьи в ведущих научных изданиях, 3 работы в материалах с съездов, конференций.

Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 160 страниц печатного текста, 40 рисунков, 16 таблиц, состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературных ссылок и приложений. Список литературных ссылок содержит 132 источника, из которых 89 иностранных авторов.

Основное содержание работы

Для изучения состояния проблемы лечения больных с переломами длинных костей на фоне остеопороза и определения границ научного поиска выполнено информационно-аналитическое исследование, присвячене вопросам развития остеосинтеза и поиска новых способов с единения костей при переломах у больных пожилого и старческого возраста. Проведенное информационное исследование позволило выделить ряд положений, требующих уточнения

- использование материалов с новыми свойствами для остеосинтеза длинных костей при их переломах у лиц старшей возрастной группы на фоне снижения общей прочности костной ткани не повлекло переосвидетельствования принципов с единения костных отломков, несмотря на то, что остеосинтез осуществляли в новых условиях и новыми фиксаторами;

- применение новых материалов для остеосинтеза не всегда достаточно теоретическое обоснование.

Таким образом, в ортопедической практике наблюдается парадоксальное решение вопроса оперативного лечения пожилых больных, характеризуется единым методическим подходом к остеосинтеза переломов различных видов, при различном состоянии костной ткани и различных типах фиксаторов. При этом трудно достичь надежного с единения костных фрагментов и удержать их на длительный срок без потери качества фиксации. Например, стабильный накостный остеосинтез предусматривает использование для фиксации отломков жестких пластин (различные варианты АО-остеосинтеза). Однако использование жестких металлических пластин у пожилых больных неоправданное вследствие разницы механических характеристик фиксатора и кости. Снижение прочности костной ткани, наблюдается у пожилых больных, часто становится причиной недостаточной стабильности остеосинтеза. Наличие проблемной ситуации, которая не может быть развязку связана существующими средствами, требует новых подходов к остеосинтеза у пожилых больных.

Такой подход позволил подать существующий уровень решения проблемы лечения диафизарных переломов длинных костей конечностей в виде информационной модели, которая была исходным этапом и основой дальнейших теоретических исследований.

Идеальным остеосинтезом при переломах длинных костей в условиях снижения прочности костной ткани возникает такое механичне с единения костей, которое бы обеспечивало надежное длительное механическое скрепление костных отломков на срок, необходимый для сращения, без заметной потери качества фиксации. Этот остеосинтез должен восстановить в послеоперационном периоде уровень м мышечной функции и физиологической активности, который больной должен до травмы, и не нуждался бы удаления фиксатора; остеосинтез должно способствовать наиболее быстрому срастанию перелома и не снижать уровня жизни пациента в послеоперационном периоде.

Таким требованиям отвечает остеосинтез имплантатами из углеродного композиционного материала. Изучив по данным литературы свойства имплантатов и возможности их применения, мы пришли к выводу, что

использование конструкций из УУКМ для остеосинтеза костей принципиально возможно, но невозможен прямой перенос конструкционных решений из металлических фиксаторов на углеродные.

Поэтому на основе теоретических представлений информационной модели остеосинтеза впервые для остеосинтеза диафизарных переломов длинных костей разработана модель комбинированного накостный-внутрикостного остеосинтеза и предложен оригинальный комбинированный фиксатор из углеродного композиционного материала, состоящего из накостной пластины и внутрикостного стержня, и теоретически обоснована целесообразность его применения.

Внутрикостный стержень обеспечивает прочное закладки фиксирующего винта, являясь в качестве своеобразного дюбеля, а также обеспечивает упруго-эластичные свойства с единению костных отломков. Накостный пластина уменьшает нагрузки, возникающие в стержне, за счет повышения пространственной жесткости конструкции и дополнительно укрепляет закладки фиксирующего винта.

Разработаны требования к остеосинтеза диафизарных переломов длинных костей у пожилых и старческого возраста:

- оперативное лечение в показанных случаях представляет собой погружной упруго стабильный остеосинтез, который должен обеспечивать длительное с единения костных отломков с минимальнойпотерей качества заделки фиксатора в кости;

- остеосинтез должен обеспечивать быстрое достижение уровня физической двигательной активности, его имел пациент к травме, и не нуждаться никаких видов дополнительной иммобилизации;

- надежность остеосинтеза должна быть такой, чтобы пациент мог хотя бы частично использовать травмированную конечность с первого дня послеоперационного периода (при ходьбе с костылями активно осуществлять перенос конечности, давать нагрузку весом конечности, удерживать поднятую конечность).

Остеосинтез, что предлагается, представляет собой способ с единения костных отломков с использованием фиксатора с углерод-углеродного композиционного материала в виде накостной пластины и внутрикостно расположенного фиксатора, с соединенных между собой. При этом и накостный пластина, и внутрикостный стержень выполнены из материала, обладает достаточной прочностью, модуль упругости которого соответствует таковому для коркового слоя костной ткани. И пластина, и внутрикостный стержень с соединены резьбовыми фиксирующими элементами (титановыми винтами), которые проходят также через оба корковых слои кости. Фиксаторы, с объединяют накостный пластину и внутрикостный стержень, введенные в разных плоскостях, что повышает прочность с соединения элементов конструкции и костных отломков.

Преимущества предложенной модели упруго-стабильного остеосинтеза

- за счет того, что внутрикостный стержень соответствует минимальному диаметру костномозгового канала, минимально травмируется эндост, что сохраняет потенциальную возможность эндостального костеобразования;

- благодаря тому, что резьба в кости и имплантатах

Загрузка...

Страницы: 1 2 3






Ещё Рефераты по вашей теме

ПЕРИОДИКА УКРАИНЫ КАК ОБЪЕКТ источниковедческую ИССЛЕДОВАНИЯ УКРАИНСКОЙ КУЛЬТУРЫ (1917-1920 гг.) - Автореферат
Клинико-патогенетическая взаимосвязь и лечение хронического бронхита, совмещенного с ишемической болезнью сердца - Автореферат
Морально-этические воззрения УКРАИНСКОГО НАРОДА ЗА Фольклорные источники: аксиологический аспект - Автореферат
СИСТЕМА деривационного СРЕДСТВ СОВРЕМЕННОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ терминологии (когнитивно-номинативный аспект) - Автореферат
СМЕШАННЫЕ заразных болезней расплода медоносных пчел (эпизоотология, дифференциальная диагностика, комплексная система мер борьбы и профилактики) - Автореферат
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ рекламной деятельностью в УКРАИНЕ (теоретико-методологические аспекты) - Автореферат
Фотоэлектронные свойства пленок и кристаллов на основе комплексов с внутримолекулярным переносом заряда - Автореферат