Математическое моделирование пластины для фиксации перипротезных переломов проксимального отдела бедренной кости
DOI:
https://doi.org/10.52889/1684-9280-2024-3-74-4-9Ключевые слова:
пластина, перипротезный перелом, тотальное эндопротезирование тазобедренного суставаАннотация
Перипротезные переломы проксимального отдела бедренной кости являются значимой
медико-социальной проблемой, так как их лечение затруднено наличием протезной ножки в костномозговом канале, что усложняет фиксацию
отломков и определяет стабильность протеза. По данным экспертной группы Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире проводится до 1 миллиона 500 тысяч тотальных эндопротезирований тазобедренного сустава. По разным данным, распространенность перипротезных переломов бедра колеблется в пределах - от 0,1 до 46,0%, что является значимой
медико-социальной проблемой. Основной проблемой лечения перипротезных переломов является наличие протезной ножки в костномозговом канале, что затрудняет фиксацию отломков и определяет стабильность ножки протеза.
Цель исследования: провести математическе моделирование пластины отечественной разработки для применения при фиксации перипротезных переломов проксимального отдела бедренной кости.
Материалы и методы. Исследование пластины для фиксации перипротезных переломов проксимального отдела бедренной кости проводили методом конечных элементов. Для компьютерной реализации метода конечных элементов использовались программы COMPASS-3D, Autodesk Inventor PRO и SolidWorks. Для расчетов использовались физико-механические
параметры компонентов системы, взятые из справочных данных.
Результаты. Проведенные расчеты напряженно-деформированного состояния показали, что величина напряжений, возникающих под действием нагрузки, не превышает предела прочности материала пластины 900-1100 МПа. Наибольшие напряжения в околопротезной пластинке возникают в районе отверстий, стопорных винтов и боковых парных отверстий и
также не превышает допустимых значений прочности и составляет 56,48 МПа.
Выводы. По результатам проведенных исследований можно сделать вывод о наличии достаточного запаса прочности перипротезной пластинки для фиксации перипротезных переломов проксимального отдела бедренной кости и системы «бедренная кость – эндопротез – перипротезная пластинка» в целом.
Библиографические ссылки
Soleimani M., Barkhordari S., Mardani F., Shaarbafchizadeh N., Naghavi-Al-Hosseini F. Rationing access to total hip
and total knee replacement in the Islamic Republic of Iran to reduce unnecessary costs: policy brief. East Mediterr Health J. 2020; 26(11):1396–1402.
Szymski D., Walter N., Krull P., Melsheimer O., Schindler M., et al. Comparison of mortality rate and septic and aseptic
revisions in total hip arthroplasties for osteoarthritis and femoral neck fracture: an analysis of the German Arthroplasty Registry. Journal of Orthopaedics and Traumatology, 2023; 24(1): 29.
Kumar P., Ksheersagar V., Aggarwal S., Jindal K., et al. Complications and mid to long term outcomes for hip resurfacing
versus total hip replacement: a systematic review and meta-analysis. European Journal of Orthopaedic Surgery & Traumatology, 2023; 33(5): 1495-1504.
Bekarissov O., Batpen A., Belokobylov A., Baidalin T., et al. Safety and Efficacy of Latitud™ Hip Replacement in Total Hip
Arthroplasty: An Observational Study in Kazakhstan, 2024. A preprint.
Serikova-Esengeldina D. S., Goremykina M. V., Glushkova N. E. Epidemiological aspects of osteoarthritis and total
arthroplasty. Nauka i zdravoohranenie, 2019; (5): 5-10.
Viderman D., Aubakirova M., Salamat A., Kaldybayev D., et al. The Impact of Gabapentinoids on Pain-Related Outcomes
after Knee and Hip Surgery: A Systematic Review with Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Journal of Clinical
Medicine, 2024; 13(14): 4205.
Bissias C., Kaspiris A., Kalogeropoulos A., Papoutsis K., et al. Factors affecting the incidence of postoperative
periprosthetic fractures following primary and revision hip arthroplasty: a systematic review and meta-analysis. Journal of
Orthopaedic Surgery and Research, 2021; 16: 1-14.
Samdanis V., Manoharan G., Jordan R.W., Watts A.C., et al. Indications and outcome in total elbow arthroplasty: a
systematic review. Shoulder & Elbow, 2020; 12(5): 353-361.
Ferguson R.J., Palmer A. J., Taylor A., Porter M.L., et al. Hip replacement. The Lancet, 2018; 392(10158): 1662-1671.
Raupov R.K., Vissarionov S.V., Babaeva G.A., Noyanova Y.G., et al. Enthesitis-related arthritis in children: A literature
review of the clinical features and differential diagnosis. Pediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive Surgery, 2023; 11(1): 105-120.
Лоскутов А.Е., Олейник А.Е., Ковбаса Е.А. Клинико-статистический анализ выживаемости эндопротезов
тазобедренного сустава // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2014. - №2(595). - С. 11-15.
Loskutov A.E., Oleinik A.E., Kovbasa E.A. Kliniko-statisticheskii analiz vyzhivaemosti endoprotezov tazobedrennogo
sustava (Clinical and statistical analysis of the survival rate of hip joint endoprostheses) [in Russian]. Ortopediia, travmatologiia i protezirovanie. 2014; 2(595): 11-15.
Челноков А.Н., Пивень И.М. Перипротезные переломы бедра с нестабильностью бесцементной ножки -
возможность остеосинтеза без ревизии? (Случай из практики) // Гений Ортопедии. - 2015. - №4. - С. 85-89.
Chelnokov A.N., Piven I.M. Periproteznye perelomy bedra s nestabil'nost'iu bestsementnoi nozhki - vozmozhnost'
osteosinteza bez revizii? (Sluchai iz praktiki) (Periprosthetic femoral fractures with instability of a cementless stem - the
possibility of osteosynthesis without revision?) [in Russian]. Genii Ortopedii. 2015; 4: 85-89.
Schwartz J.T., Mayer J.G., Engh C.A. Femoral fracture during non-cemented total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 1989; 71(8): 1135-42.
Patsiogiannis N., Kanakaris N.K., Giannoudis P. V. Periprosthetic hip fractures: an update into their management and
clinical outcomes. EFORT Open Reviews, 2021; 6(1): 75-92.
Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов / Монография. - 2012. - С. 445.
Bate K., Vilson E. Chislennye metody analiza i metod konechnykh elementov (Numerical methods of analysis and finite
element method) [in Russian]. Monografiia. 2012; 445.
Старовойтов Э.И. Сопротивление материалов / Учебное пособие. - Москва: Физматлит. - 2010. - С. 384.
Starovoitov E.I. Soprotivlenie materialov (Strength of materials) [in Russian]. Uchebnoe posobie. - Moskva: Fizmatlit. 2010; 384.
Tickoo S. Autodesk Inventor Professional 2018 for Designers. CADCIM Technologies. 2017.
Большаков В.П., Бочков А.Л., Лячек Ю.Т. Твердотельное моделирование деталей в САD-системах: AutoCAD,
КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, Creo. Изд.: Питер. - 2014. - С. 304.
Bol'shakov V.P., Bochkov A.L., Liachek Iu.T. Tverdotel'noe modelirovanie detalei v SAD-sistemakh: AutoCAD, KOMPAS
D, SolidWorks, Inventor, Creo (Solid modeling of parts in CAD systems: AutoCAD, KOMPAS-3D, SolidWorks, Inventor, Creo) [in Russian]. Izd.: Piter. 2014; 304.
Батпенов Н.Д., Баймагамбетов Ш.А., Батпен А.Н. Эндопротезирование тазобедренного сустава КазНИИТО
и его клиника - биомеханическое обоснование / Монография. - 2015. - С. 24.
Batpenov N.D., Baimagambetov Sh.A., Batpen A.N. Endoprotezirovanie tazobedrennogo sustava KazNIITO i ego klinika - biomekhanicheskoe obosnovanie (Hip replacement KazNIITO and its clinic – biomechanical justification) [in Russian].
Monografiia. 2015; 24.
Taylor S.J., Walker P.S., Perry J.S., Cannon S.R. et al. The forces in the distal femur and the knee during walking and
other activities measured by telemetry. J Arthroplasty. 1998; 13(4): 428-37.
Rau D., Rußow G., Heyland M., Wulsten D. et al. A New System for Periprosthetic Fracture Stabilization-A Biomechanical
Comparison. J Clin Med. 2022; 11(3): 892.
Wähnert D., Müller M., Tiedemann H., Märdian S. et al. Periprosthetic fracture fixation in Vancouver B1 femoral shaft
fractures: A biomechanical study comparing two plate systems. J Orthop Translat. 2020; 24: 150-154.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
