Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Основная цель работы – повышение надежности и эффективности лечения диафизарных переломов костей голени с использованием пластин для накостного остеосинтеза.
Бурное развитие научно-технического прогресса требует новых и высоких физико-механических свойств материалов, применяемых при остеосинтезе. В настоящее время большое внимание материаловедов, конструкторов, технологов и травматологов привлекают к себе коррозионностойкие аустенитные хромазотистые безникелевые стали (типа Х21А120), которые обладают в 2-3 раза большей прочностью по сравнению с широко применяемыми в медицине аустенитными хромоникелевыми сталями (12Х18Н10Т).
Но, к сожалению, как аустенитные хромоникелевые стали (12Х18Н10Т), которые допущены для широкого применения при оперативном лечении переломов (ОСТ64-1-152-80 «Элементы соединения костей»), так и предлагаемые для широкого применения аустенитные хромазотистые стали, не обладают высокой биоинертностью (Рашев Ц., 1995, Червяков А.В., 2001).
В эндопротезировании применялись и применяются металлы, которые имеют хорошую биоинертность. Это тантал, ниобий, цирконий, титан и их соединения, сплавы на основе кобальта (комохромы) и др. Недостатками этих материалов является их высокая стоимость,
Поэтому весьма перспективным способом повышения биоинертности имплантатов из аустенитных сталей является формирование на их поверхности многофункциональных защитных покрытий из перечисленных выше металлов и сплавов (в частности ниобия, циркония, гафния и их соединений) (Карпмаи М.Г., Фетисов Г.П., 1999, Шехтер А.Б., 2001).
Известно, что соединения ниобия обладают высокими прочностными показателями и износостойкостью. Все изложенное позволяет сделать предположение о возможности использования нитридов и оксидов ниобия, а также и самого металла в качестве покрытий для имплантатов. Применение этих материалов в качестве покрытия, формируемого на менее дефицитных сталях и сплавах, должно существенно повысить качество изделий и одновременно снизить их стоимость (Карпман М.Г., 1994, 2006).
Необходимость в надежных фиксаторах для накостного металлоостеосинтеза с учетом недостатков в имеющихся имплантатах, необходимость в раннем функциональном лечении после операции подтверждают важность продолжения научного поиска в совершенствовании конструкций имплантатов и методов их применения.
Подтверждением необходимости совершенствования оперативного лечения диафизарных переломов костей голени является информация об оперативной активности, которая в различных учреждениях колеблется от 4,1 до 82,2% (Охотский В.П., Потапов В.И., 1981, Щукин В.М., 2006., Miller NC, Asker AE, 2007).
Одной из главных причин осложнений при остеосинтезе является высокая вероятность развития инфекционного процесса. Антибиотикотерапия является одним из применяемых методов лечения и профилактики инфекционных осложнений. Усилению антибактериального эффекта в воспалительном очаге при снижении общей дозовой нагрузки на организм пациента отвечает введение антибактериальных имуннокоррегирующих фармпрепаратов, представленное в работах (Ярема И.В., Мержвинский В.И., и др., 1999, Выренков Ю.Е., 2007, Ristiniemi J. et al., 2007).
На основании экспериментальных и клинических исследований усовершенствовать систему лечения диафизарных переломов костей голени, позволяющую за счет использования пластины, изготовленной из новой высокопрочной аустенитной высокоазотистой стали с формируемым на ней биоинертным ионно-плазменным покрытием нитридом ниобия, снабженной галтелями, исключить разрушение имплантатов при ранней активизации больных.
1. Изучить в эксперименте усталостную прочность пластин из высокоазотистой стали и дать рекомендации по ее применению.
2. Доработать и теоретически обосновать применение галтели в пластине для снижения пиковых нагрузок в системе шуруп-пластина, что позволит избежать разрушения шурупов при ранней активизации больных.
3. Провести сравнительные биомедицинские исследования на лабораторных животных образцов-имплантатов из высокоазотистой стали с ионноплазменными покрытиями нитридом ниобия и без покрытий и дать анализ полученных результатов.
4. Показать эффективность лимфотропной терапии и иммунно- стимулятора полиоксидония для борьбы с гнойными осложнениями в послеоперационном периоде.
5. Внедрить полученные результаты в клиническую практику, оценить их эффективность при остеосинтезе закрытых диафизарных переломов костей голени.
Впервые в России применяются для остеосинтеза диафизарных переломов пластины из высокоазотистой стали, обеспечивающей улучшение эксплутационных свойств конструкции.
Предлагается новый композиционный материал для имплантатов, состоящий из основы – высокоазотистой стали с биоинертным ионно-плазменным покрытием на основе нитрида ниобия. На сталь и покрытие имеется разрешение ГУН ВНИИИМТ МЗ РФ № 602-04 от 09.12.2004 и № 334-04 от 02.06.2004 на их использование для имплантатов.
Усовершенствуется пластина для накостного остеосинтеза в соответствии с требованиями стабильной фиксации диафизарных переломов, в том числе и при ранней активизации больных (патент РФ № 2306898, 2007 г.).
Предлагается комплекс лечебных мероприятий в пред- и после-операционном периоде при остеосинтезе диафизарных переломов костей голени.
Проводится анализ эффективности лечения переломов костей голени предлагаемым способом, который позволяет сократить сроки восстановления трудоспособности, снизить частоту послеоперационных осложнений, уменьшить курсовую дозу антибактериальных препаратов.
Разработана пластина для накостного остеосинтеза из новой высокоазотистой безникелевой стали, обладающей в два – три раза большей прочностью по сравнению с углеродистой хромоникелевой сталью 12Х18Н10Т, что позволяет исключить разрушение пластин в процессе реабилитации пациентов. Произведено сравнительное изучение в эксперименте прочностных свойств указанных сталей при малоцикловой усталости.
Расчетом с помощью метода конечных элементов определены оптимальные радиусы галтелей (скругления кромок отверстий в пластине по полученному патенту), позволяющие существенно снизить пики срезающих напряжений в шурупах. На конструкцию пластины получена серебряная медаль на IX Международном салоне промышленной собственности «Архимед – 2006».
Дано обоснование необходимости применения многофункциональных покрытий на основе нитрида ниобия для повышения эксплуатационных свойств имплантатов. Применение этого материала в качестве покрытия позволяет исключить межкристаллитную коррозию в имплантатах длительного пользования и металлоз окружающих тканей. Исследована биоинертность новой стали и материала покрытия на лабораторных животных.
Обоснована необходимость этиопатогенетической профилактической лимфотропной терапии при оперативном лечении закрытых переломах костей голени. Проведен анализ динамики восстановления иммунологической резистентности организма.
Применение комплекса предлагаемых мероприятий дает возможность уменьшить суммарную дозу антибактериальных препаратов, уменьшить сроки стационарного лечения, снизить экономические затраты.
