Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 11
1.1. История методов лечения переломов 11
1.1.1. Основные вехи развития методов лечения переломов в гуманитарной медицине 11
1.1.2. Основные вехи развития методов лечения переломов в ветеринарной медицине 17
1.2. Особенности различных способов лечения переломов 20
1.3. Современные подходы к лечению переломов 23
1.4. Никелид титана оптимальный материал для создания конструкций для стабильно-функционального остеосинтеза 28
2. Материал и методы исследования 32
2.1. Материал исследования 32
2.1.1. Клинический материал 32
2.1.1.1. Основная группа 32
2.1.1.2. Контрольная группа 35
2.1.2. Экспериментальный материал 37
2.2. Методы исследования 37
2.2.1. Методы клинического исследования 38
2.2.2. Методы экспериментального исследования 38
3. Собственное исследование 42
3.1. Экспериментальное биомеханическое моделирование остеосинтеза у собак (общая характеристика) 42
3.2. Экспериментальное моделирование различных видов остеосинтеза у собак 43
3.3. Результаты экспериментального моделирования и оценки прочности фиксации переломов бедренной кости у собак 49
3.3.1. Исследование прочности остеосинтеза при дистракции 49
3.3.1.1. Накостный остеосинтез 49
3.3.1.2. Комбинированный остеосинтез пластиной и конструкциями с ЭПФ 54
3.3.1.3. Чрескостный остеосинтез 59
3.3.2. Исследование прочности остеосинтеза при компрессии 62
3.3.3. Причины нарушения устойчивости системы кость-фиксатор 65
3.4. Сравнительная характеристика некоторых свойств живых тканей и имплантатов 66
3.5. Результаты клинических исследований 78
3.5.1. Диагностика повреждений и предоперационная подготовка животных 78
3.6. Техника оперативных вмешательств с использованием конструкций из никелида титана 78
3.7. Сравнительный анализ результатов лечения в основной и контрольной группах 92
4. Обсуждение полученных результатов 97
5. Выводы и практические предложения 102
6. Список литературы 105
- Основные вехи развития методов лечения переломов в гуманитарной медицине
- Никелид титана оптимальный материал для создания конструкций для стабильно-функционального остеосинтеза
- Экспериментальное моделирование различных видов остеосинтеза у собак
- Техника оперативных вмешательств с использованием конструкций из никелида титана
Введение к работе
Актуальность темы. Нашей стране принадлежит отчетливый приоритет в разработке и внедрении конструкций из никелида титана во многие области медицины. Что касается ветеринарной практики, то здесь возможности подобных сплавов реализуются далеко не в полной мере. Хотя с момента открытия эффекта памяти формы (ЭПФ) прошло около 40 лет, теоретические и практические аспекты применения этих материалов в ветеринарии еще не получили надлежащей разработки. Нет четких приоритетов в использовании остеосинтеза конструкциями с ЭПФ при переломах и их последствиях, оптимальных научно обоснованных схем их применения, отсутствует детальный анализ осложнений. Нуждаются в совершенствовании как сами устройства, так и основанные на них способы лечения.
Необходимо подчеркнуть, что появление сплавов из никелида титана открывает новое направление, заключающееся в создании функциональных металлических имплантатов (Гюнтер В.Э. с соавт., 1993, Гюнтер В.Э., 2004). Основными требованиями, предъявляемыми к ним, являются биологическая и биомеханическая совместимость с окружающими тканями (Гюнтер В.Э. с соавт., 1992, 1993, 2004; Анкин Л.Н. с соавт., 2000), иначе организм может среагировать на введение конструкции изменением собственной структуры вплоть до разрушения (Кобзев Э.В., 1987; Гюнтер Э.В. с соавт., 1998). Биологическая совместимость подразумевает отсутствие иммунных реакций, воспалительного процесса и как следствие этого - отторжения имплантата. Биомеханическая совместимость означает отсутствие перегрузок и макросдвигов на поверхности раздела «имплантат-ткань организма» (Гюнтер В.Э. с соавт., 1998). Последнее требование предполагает наличие в устройстве высокой пластичности, поскольку кость обладает значительной гибкостью, вязкостью и в изотермических условиях при температуре 34-42С проявляет пластические свойства, т.е. характеризуется обратимой
деформацией, которой лишены обычные металлические конструкции (Гюнтер В.Э. с соавт., 1990).
«Погоня» за прочными металлами и стабильной фиксацией отломков оттеснила биологические требования живого организма на второй план, что в какой-то мере завело в тупик решение проблемы погружного остеосинтеза. Одним из выходов из создавшейся ситуации стало использование сплавов на основе титана и никеля (TiNi). Это принципиально новые по своим свойствам сплавы, обладающие сверхэластичным поведением и эффектом памяти формы, присущим живым тканям (Битюгов И.А. с соавт., 1986; Гюнтер В.Э., 1993; Гюнтер В.Э. с соавт., 1993, 1995; Ильин А.А. с соавт., 2002). Они наделены такими важными характеристиками, как эффект однократной и многократной памяти формы, сверхэластичность, деформационная циклостойкость, пластичность и прочность в мартенситном и высокотемпературном состоянии, пористость, смачиваемость, сопротивляемость износу, релаксационная стойкость (Гюнтер В.Э., 1989, 1993; Bensmann G. et al., 1979; Wayman СМ., 1981; Rondelli G. et al., 1990). В дополнение к названным положительным качествам сплавы на основе никелида титана при имплантации в живой организм демонстрируют почти полную инертность (Гюнтер В.Э., 1989,1993; Новоселов К.А. с соавт., 1997; Плоткин Г.Л. с соавт., 2000; Heesen J., Haasters J., 1980; Dai К., Hou Y., 1996; Musialek J. et al., 1998; Filip P. et al., 2001).
Из материалов такого рода изготавливают устройства, способные под влиянием температуры изменять форму до 15% от первоначальной. Охлажденная до 5-7С конструкция становится эластичной, и ее можно деформировать без значительных усилий. При нагревании в организме она стремится восстановить исходную форму, создавая надежную фиксацию и равномерную компрессию костных отломков (Плоткин Г.Л. с соавт., 1993, 1995; КотенкоВ.В., 2001).
Медицинская практика показывает, что фиксаторы с ЭПФ применимы для осуществления стабильно-функциональной межфрагментарной компрессии при переломах практически всех локализаций (Кулик В. И. с соавт., 2001; Россошанский А.Н., Плоткин Г.Л. 2005). Разнообразие их форм обеспечивает хирургу высокую маневренность (Дятлов М. М., Тулупов А. В., 2001).
Экономическая эффективность стабильно-функционального
межфрагментарного остеосинтеза конструкциями из никелида титана определяется их относительной дешевизной (при серийном производстве), отсутствием необходимости в специальном инструментарии, сокращением сроков лечения, низкой частотой осложнений, уменьшением длительности периода адаптации (Копысова В.А., 1993; Герасимов О.Н., Герасимов CO., 2001; Ростовцев А.В. с соавт., 2001).
Использование для изготовления фиксаторов материала, максимально приближающегося по биомеханическим и биофизическим свойствам к живой костной ткани, возможность их оптимального подбора в зависимости от вида повреждения и его локализации, малая травматичность операции, поддержание постоянной и равномерной межфрагментарной компрессии позволяют говорить об осуществлении стабильно-функционального остеосинтеза. Недаром В.А. Копысова (1993) использует в применении к этим конструкциям термин «биомеханизмы». Надежное скрепление отломков в сочетании с ранней функцией способствует быстрому восстановлению трофики тканей, нормализации репаративных процессов (Копысова В.А., 1990). Таким образом, развитие данного направления открывает путь к решению чрезвычайно актуальной проблемы биологического остеосинтеза.
Описанные характеристики конструкций с эффектом памяти формы убедительно свидетельствуют в пользу их широкого применения в ветеринарии, тем более что урбанизация видоизменила травматизм не только
у человека, но и у животных, в частности собак. Среди всех повреждений у них частота переломов костей достигает 19,8% (Башкатова Н.А. с соавт., 2000).
Цель исследования: Улучшить исходы лечения собак с переломами костей посредством разработки научно обоснованных подходов к стабильно-функциональному остеосинтезу конструкциями из никелида титана.
Задачи исследования:
Оценить устойчивость различных методов фиксации отломков в динамических и статических экспериментах на анатомических препаратах.
Проанализировать опыт использования конструкций из никелида титана при травмах у собак, определить оптимальные варианты остеосинтеза с их применением в зависимости от локализации и вида перелома.
Предложить приспособление, повышающее точность установки скобы из материала с термомеханической памятью формы.
Провести сравнительный анализ результатов оперативного лечения переломов стандартными методами и с использованием конструкций сЭПФ.
Научная новизна исследования: Для экспериментальных исследований применен оригинальный испытательный стенд с электронным датчиком силы фирмы Scaime, аналогово-цифровым преобразователем, соединенным с персональным компьютером. Для сбора, обработки и хранения полученных данных создано соответствующее программное обеспечение.
С помощью экспериментального биомеханического моделирования остеосинтеза на нативных костях собак, погибших от травм, изучена стабильность различных видов остеосинтеза и доказана целесообразность использования вариантов фиксации, позволяющих раннюю нагрузку на оперированную конечность.
Впервые проведены сравнительные исследования прочности фиксации переломов трубчатых костей у собак устройствами с памятью формы. Определены оптимальные варианты остеосинтеза с их применением в зависимости от локализации и вида перелома.
Впервые в ветеринарной практике использован специальный инструмент фирмы МАТИ, волнообразные фиксаторы с эффектом памяти формы адаптированы к трубчатым костям собак.
Предложено приспособление для установки компрессирующей скобы (патент на полезную модель № 59395 по заявке № 2006128080/22(030505) от 03.08.2006).
Теоретическая и практическая значимость.
На основе сформулированных инженерно-конструкторских принципов создания сверхэластичных имплантатов с эффектом памяти формы показана возможность качественно нового подхода к проблеме лечения переломов у собак.
Экспериментально и клинически доказана целесообразность использования конструкций из никелида титана для этих целей.
Предложенное приспособление для установки скоб с ЭПФ позволяет повысить точность разметки отверстий для введения ножек фиксатора.
Сравнительный анализ результатов оперативного лечения переломов у собак стандартными методами и с применением конструкций с ЭПФ свидетельствует в пользу последнего варианта остеосинтеза.
Внедрение результатов исследования.
Данные, полученные в ходе диссертационного исследования, используются в учебном процессе на кафедре общей и частной хирургии им. К.И. Шакалова С-П6ТАВМ.
Предложенные методики применяются в лечебной практике Клиники ветеринарной медицины, травматологии и интенсивной терапии и ветеринарной клиники «Чемпион» (Санкт-Петербург).
Основные положения, выносимые на защиту
Испытательный стенд ИСС-SCAIME ZF-500 позволяет исследовать в эксперименте на моделях стабильность фиксации отломков различными устройствами, в том числе конструкциями с эффектом памяти формы.
Примененные в ходе экспериментального исследования методы оценки прочности остеосинтеза могут служить основой для определения надежности фиксации отломков как существующими, так и новыми конструкциями.
Остеосинтез конструкциями из никелида титана можно отнести к биологическим видам внутренней фиксации, обеспечивающим сохранение жизнеспособности тканей в зоне перелома и не вступающим в противоречие с эластическими свойствами живой кости. Он является не просто средством обездвиживания отломков, а механизмом, способствующим заживлению костной раны.
Использование конструкций из никелида титана позволяет обеспечить раннюю функцию в ближайшем послеоперационном периоде и улучшить исходы лечения переломов у собак.
Апробация работы.
Работа выполнена по плану научных исследований кафедры общей и частной хирургии ОП6ТАВМ, тема «Остеосинтез у собак фиксаторами с термомеханической памятью формы» утверждена межкафедральной комиссией на заседании кафедр общей и частной хирургии, оперативной хирургии, акушерства и гинекологии С-П6ТАВМ. Диссертация обсуждена на проблемной комиссии и Ученом совете С-П6ТАВМ.
Основные положения и материалы диссертационного исследования доложены и обсуждены на:
1. 57-й научной конференции молодых ученых и студентов С-6ГАВМ, Санкт-Петербург, 2003.
Всероссийской научно-практической конференции «Лечение сочетанных травм и заболеваний конечностей», Новокузнецк, 2003.
8-м Российском национальном конгрессе «Человек и его здоровье», Санкт-Петербург, 2003.
59-й научной конференции молодых ученых и студентов С-П6ТАВМ, Санкт-Петербург, 2005.
10-м Российском национальном конгрессе «Человек и его здоровье», Санкт-Петербург, 2005.
1-м съезде травматологов-ортопедов Уральского Федерального Округа, Екатеринбург, 2005.
7. Российский национальный конгресс «Человек и его здоровье» Санкт-Петербург, 2006.
Публикации.
По материалам диссертационного исследования опубликовано 14 научных статей, в том числе в центральных журналах - 7.
Объем и структура диссертации.
Работа изложена на 125 страницах текста, набранного на компьютере, иллюстрирована 16 таблицами и 42 рисунками. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка использованной литературы (113 отечественных и 69 зарубежных авторов).
Основные вехи развития методов лечения переломов в гуманитарной медицине
О лечении переломов еще в глубокой древности стало известно благодаря археологическим находкам. Найденные скелеты доисторических людей с повреждениями костей дают основание считать, что уже в те времена применялось соединение отломков бескровным или кровавым путем, что говорит об «ортопедическом подходе» (Юмашев Г.С., 1966). История развития ортопедии и травматологии связана с появлением в Греции отца медицины гениального Гиппократа (460-370 г.г. до н.э.). В его трудах, посвященных различным областям медицины, имеются сочинения и на хирургические темы - «О переломах костей», «О суставах». В трактате «О переломах» Гиппократ подробно описал клинические признаки и методы их лечения.
Большой вклад в учение о повреждениях опорно-двигательного аппарата внесли представители греко-римской и арабской школ. Во втором веке до н.э. выделялся Соран Эфесский (138-98), представлявпшй школу Александрии. Особый труд он посвятил переломам костей и мастерски разработал учение о повязках. Греческие врачи оказали большое влияние на древнеримскую медицину. Одним из наиболее известных представителей последней является Цельс Авл Корнелий (1 в. до н.э.). Его труд под названием «De medicine libri octro» представляет собой часть большой энциклопедии, в книге изложены вопросы лечения переломов костей и вывихов. Он первым указал на значение симптома крепитации при переломе, выдвинул требование неотложной репозиции, а также описал методы лечения открытых переломов.
Выдающийся врач Авиценна (Ибн-Синна, 980-1037) в своем трактате «Канон врачебного искусства» подробно охарактеризовал симптоматику и методы лечения вывихов и переломов. Уже тогда первостепенное значение придавалось точной репозиции и надежной иммобилизации отломков (Шапошников Ю.Г., 1984).
В арабской медицине того времени упоминаются массаж, вытяжение и редрессация при контрактурах, а также способ лечения переломов костей путем заливания поврежденной конечности гипсовой кашицей.
В Московском университете кафедрой анатомии и физиологии руководил хирург Е.О. Мухин (1766-1850), который произвел операцию при свежем открытом переломе плеча. Он считается первым русским ученым-травматологом. Среди его многочисленных научных работ по хирургии выделяется труд «Первые начала костоправной науки» (1806), который принято рассматривать как первый шаг на пути отделения травматологии и ортопедии от хирургии, он также является первым учебником по травматологии и ортопедии на русском языке. Годом позже ученик Е.О. Мухина А.И. Крылов прооперировал пациента с переломом костей голени. Однако последователей у них было немного из-за боязни послеоперационной инфекции (Е.О. Мухин, 1806).
Выдающаяся роль в развитии иммобилизации костных отломков принадлежит основателю русской хирургии Н.И. Пирогову (1810-1881), разработавшему способ наложения гипсовой повязки при лечении переломов, который в гуманитарной и ветеринарной медицине в ряде случаев оказывается очень эффективным средством и в наши дни. Однако, согласно статистике, вторичное смещение отломков при использовании гипсовой повязки наблюдается у 30% больных (Гудушаури О.Н., 1964).
В 30-х годах XIX в. хирурги стали переходить к новому методу лечения переломов - постоянному вытяжению. Первоначально вытяжение применялось только при одномоментной репозиции переломов или его производили периодически. Правда, в XI в. у Авиценны встречается упоминание об использовании для вытяжения постоянных грузов.
В середине и второй половине ХГХ в. были сделаны величайшие открытия, с которыми связано начало новой эры в хирургии, ортопедии и травматологии. Первое - наркоз, открытый в 1846 г. химиком СТ. Jacson и зубным врачом Т. Morton, которые показали, что вдыхание паров эфира выключает сознание и вызывает анальгезию. Второе величайшее открытие в хирургии - создание метода асептики и антисептики - связано с именем D. Lister. Это положило начало развитию оперативных методов лечения переломов костей, однако их пшрокое применение начинается лишь ближе к середине XX в. (В.Прозоровский, 2003).
В 1935 г. на съезде советских хирургов заметное место в повестке дня занял доклад Г.Ф. Петрашевской. Изучив результаты 87 операций, она пришла к выводу, что значительная часть закрытых переломов костей требует оперативного вмешательства (А.Д. Ли, 2002). При всем том в последующие два десятилетия к металлическому остеосинтезу в России прибегали относительно редко. Хирурги опасались тяжелых осложнений и боялись отрицательного воздействия металла на кость. Металл образует с электролитами тканевой жидкости гальванический элемент, благодаря чему наступает электролиз металла с импрегнацией тканей металлическими частицами. Было установлено, что явления электролиза отсутствуют, если металл оказывается изоэлектрическим для кости. Наиболее инертной из материалов, имевшихся на тот период, была признана нержавеющая сталь (Дубров Я. Г., 1972).
Теперь остановимся подробнее на самых основных моментах развитии различных видов остеосинтеза. Первую операцию внутрикостного металлического остеосинтеза произвел американский хирург R. Djilard в 1865 г. При переломе бедренной кости он открытым путем соединил отломки двумя гвоздями призматической формы (Однако в зарубежной литературе сообщения об интрамедуллярном металлоостеосинтезом при переломах стали появляться, примерно, с 1912 г.
В 1885 г. Н.В. Склифосовский применил металлический стержень при лечении ложного сустава костей голени в нижней трети и патологического перелома болыпеберцовой кости (Ткаченко С.С., 1987). В 1892 г. его ученик В.И. Кузьмин прибег к остеосинтезу стальными никелированными гвоздями при лечении ложных суставов бедренной и плечевой костей. В 1895 г. он прооперировал пациента с несросшимся переломом надколенника, использовав две серебряные проволоки, проведенные вокруг верхнего и нижнего полюсов, с последующим их закручиванием и выведением концов наружу для удобства последующего удаления. Послеоперационный период протекал без лихорадки (А.Д. Ли, 2002).
В 1908 г. П.И. Севриков на 8-м съезде русских хирургов сообщил об использовании металлических стержней для внутрикостной фиксации. П.А. Герцен в 1915 г. при переломе бедра ввел в костномозговой канал металлический стержень, который пробыл там 35 лет, не вызвав никаких изменений (Дубров Я. Г., 1972).
Подлинное развитие интрамедуллярного остеосинтеза и его прочное внедрение в клиническую практику связаны с именем G. Kbntcsher. В 1940 г. на 64-м конгрессе немецких хирургов он сообщил о лечении переломов трубчатых костей методом внутрикостной фиксации длинными стержнями у человека на основе успешных опытов на собаках. Он указал на преимущества этого способа, заключающихся в идеальном сопоставлении отломков и их прочной фиксации. Заслуга G. Kbntscher состоит в том, что он явился пропагандистом интрамедуллярного остеосинтеза, обосновал эффективность метода, разработал технику и инструментарий для этой операции. Я.Г. Дубров в 1948 г. предложил круглый монолитный штифт, и в этом же году Ф.Р. Богданов применил эллипсовидный стержень.
Стремление достичь абсолютной иммобилизации костных фрагментов привело к использованию штифта, имевшего форму винта (Somogyvari К. et al., 1981). Его создатели считали, что важнейшим условием быстрого и надежного заживления кости является обеспечение покоя зоны перелома, что с успехом было достигнуто предлагаемым штифтом-винтом.
В ряде случаев для достижения оптимальной стабильности остеосинтеза при оскольчатых, косых и винтообразных переломах дополнительно скрепляли отломки проволокой, металлической лентой или шурупами (Хомяк Т.Н., 1968; Охотский В.П., Сувалян А.Г., 1977; Ревенко ТА и др., 1987).
Никелид титана оптимальный материал для создания конструкций для стабильно-функционального остеосинтеза
Исходя из свойств живой ткани, оптимальный имплантат, чтобы бы быть подобным ей, должен проявлять высокие эластичные свойства, иметь заданный гистерезис на деформационной диаграмме «нагрузка-разгрузка», обладать сходной с живыми тканями степенью и величиной восстановления формы (Гюнтер В.Э., 2001,2004).
Интерес к никелиду титана возник после обнаружения эффектов памяти формы при мартенситных превращениях (Гюнтер В.Э. с соавт., 1998). Назовем некоторые, наиболее важные его свойства, описанные В.Э. Гюнтером с соавторами (1998). Однократным эффектом памяти формы в сплавах на основе ТйЧі называется явление однократного восстановления первоначальной формы сдеформированного сплава, обусловленное изменением его фазового состояния вследствие увеличения температуры. Многократный эффект памяти формы - это явление многократного изменения формы сплава, обусловленное изменением его фазового состояния вследствие сдвига температуры как при охлаждении, так и при нагреве. Накопление деформации при охлаждении связано с ростом пластин мартенсита определенной ориентации за счет исходной фазы, а возврат формы при нагреве - с исчезновением ориентированных пластин мартенсита и появлением высокотемпературной фазы. Эффектом сверхэластичности называется способность к восстановлению первоначальной формы сдеформированного сплава, обусловленная изменением его фазового состояния вследствие снятия нагрузки, вызвавшей деформацию. Эффект поглощения колебаний придает имплантатам из никелида титана высокие демпферирующие свойства, позволяющие им не создавать регистрируемых «шумов» в организме. Эффект сверхэластичности определяется шириной петли гистерезиса на зависимости напряжение-деформация, в соответствии с этим сверхэластичные свойства могут проявляться только в определенном интервале температур, когда напряжения мартенситного сдвига превышают величину гистерезиса. Говоря о связи эффекта памяти формы и предела текучести, а также сверхэластичности и пластической деформации, следует подчеркнуть, что деформация сплавов на основе TiNi представляет комплексную величину, состоящую из упругой деформации; деформации, связанной с мартенситным превращением; и пластического компонента деформации. Эффект релаксационной стойкости связан с сохранением напряженно-деформированного состояния в течение длительного времени.
Одним из основных достоинств сплавов на основе соединения TiNi является возможность создавать с их помощью устройства, позволяющие решить сложную задачу фиксации костных отломков с постоянной и равномерной межфрагментарной компрессией (Гюнтер В.Э. с соавт., 1998; Котенко В.В., 2000,2001). В этой связи целесообразно привести определение из Терминологического словаря группы AO/ASIF: «межфрагментарная компрессия - статическая сила сжатия, приложенная в зоне перелома, стабилизирует отломки и таким образом уменьшает их раздражение; рассасывание поверхности концов отломков в этих случаях отсутствует» (Котенко В.В., 2000).
Исследованиями А.Н. Данилова с соавторами (1993) показано, что надежность скрепления костных отломков устройствами с термомеханической памятью определяется, в основном, тремя моментами: силой создаваемой компрессии, прочностью соединения с костью каждого элемента фиксации, количеством этих элементов. Н.В. Корнилов с соавторами (1998) добавляют к этому такие технические характеристики, как общие размеры имплантата, параметры полуфабриката, из которого он изготовлен (диаметр прутка или проволоки, высота и ширина ленты или полосы), вид рабочих элементов (дуга, петля, окружность, полуокружность, волна).
Все названные выше свойства никелида титана позволяют говорить о нем как о многообещающем материале (Плоткин Г.Л. с соавт., 1993; Rivard С.Н. et al., 1996). Первая конструкция такого рода в виде скобы, предназначенной для остеосинтеза, была создана в 1979 г. В.К. Поленичкиным (Битюгов И.А., Котенко В.В., 1990). На 1995 г. серийное промышленное производство Всероссийского научно-практического центра имплантатов с памятью формы (Томск) изделий только для травматологии и ортопедии составляло более 200 тысяч конструкций в год (Гюнтер В.Э. с соавт., 1995). Следует подчеркнуть, что имплантаты, предназначенные для людей, могут с успехом применяться и у животных (Кононов В.П., 2004).
Экспериментальное моделирование различных видов остеосинтеза у собак
Для оценки стабильности фиксации моделировали следующие виды остеосинтеза при диафизарных переломах бедренной кости (табл. 10): sj 1. накостный остеосинтез поперечных переломов с торцевым упором (стабильных) у собак крупных пород; 2. чрескостный остеосинтез поперечных переломов с торцевым упором (стабильных) у собак крупных пород; 3. накостный остеосинтез оскольчатых переломов (нестабильных) у собак крупных пород; 4. чрескостный остеосинтез оскольчатых переломов (нестабильных) у собак крупных пород; 5. комбинированный остеосинтез поперечных переломов с торцевым упором (стабильных) у собак мелких пород с применением конструкций с ЭПФ; 6. комбинированный остеосинтез оскольчатых переломов (нестабильных) с использованием конструкций с ЭПФ у собак мелких и средних пород. Накостный остеосинтез осуществляли пластинами с 7-8 отверстиями с обязательным введением как минимум трех винтов в каждый отломок (рис 4). Применяли как обычные пластины, так и пластины с угловой стабильностью. Чрескостный остеосинтез выполнялся с монолатеральным расположением внешнего фиксатора (рис 5). В зависимости от толщины кости использовали стержни диаметром от 2,7 до 6,0 мм. У мелких собак диаметр стержня обычно составлял 2,7-4,0 мм, а у крупных - 5,0-6,0 мм.
Из арсенала конструкций с эффектом памяти формы были избраны волнообразные фиксаторы (рис. 6) производства инженерно-медицинского центра «МАТИ-Медтех», характеристики которых представлены в таблице 11. При их установке применяли специальный инструментарий «МАТИ» (рис 6, 7). Конструкцию охлаждали до температуры +6...+10С. Затем, поместив ее в специальный зажим-деформатор, сдавливали основание, чтобы развести бранши. Для создания отверстий в кости использовали шаблон-направитель, соответствующий типу конструкции (рис. 8). Этот шаблон помещали двумя острыми шиповидными выступами на кость и под заданным углом сверлом из никелида титана нужного диаметра формировали каналы. После этого, охладив скобу и достигнув разведения браншей конструкции, ее устанавливали с помощью зажима-деформатора (рис. 9,10). Модель «кость-пластина» после дистракции и неразрушающего воздействия: клиновидный диастаз отломков, незначительная деформация пластины и миграция одного из винтов Как уже упоминалось выше, остеосинтез моделировался с использованием обычной пластины, имеющей не менее 7-8 винтов, и конструкции с угловой стабильностью. В условиях дистракции по оси система кость-обычная пластина (рис. 13) сохраняла стабильность до -96944,3 грамм сила (950 Ньютон). Затем происходила ее потеря за счет прорезывания винтов и их деформации, о чем свидетельствует ступенчатая утрата стабильности на графике до -80158,57 грамм сила (786 Ньютон), а затем до -60301,42 грамм сила (591 Ньютон). Окончательной потери стабильности в указанном диапазоне силового воздействия не происходило. Система кость-пластина продолжала сохранять стабильность при дальнейшей дистракции по оси в пределах 784-800 Ньютон. При асимметричной дистракции потеря стабильности наступала значительно быстрее за счет клиновидного диастаза между отломками (рис. 14).
Техника оперативных вмешательств с использованием конструкций из никелида титана
Данный раздел работы посвящен анализу клинического использования конструкций из никелида титана при лечении 27 собак с переломами различной локализации и этиологии. Применение сверхэластичных фиксаторов с памятью формы не освобождает врача от необходимости обязательного соблюдения общих правил хирургического лечения переломов. Остеосинтез выполняется по строгим показаниям в соответствии с имеющимся повреждением, с индивидуальным подбором фиксаторов. Во время оперативного вмешательства проводится тщательный гемостаз при бережном отношении к мягким тканям.
Травматологу, начинающему работу с конструкциями из сплавов с памятью формы, рекомендуется заранее потренироваться: научиться, охладив фиксатор, деформировать его, затем согреть. Тренинг позволит получить точное представление о степени пластичности устройства, ощутить пределы возможной деформации, которая не безгранична. Грубое чрезмерное изменение формы как охлажденного, так и в особенности неохлажденного фиксатора приводит к его поломке либо (чаще всего) к частичной или полной потере эффекта памяти формы. Этот эффект, как правило, может быть восстановлен путем нагрева конструкции до +70... + 80С. Перед началом операции следует позаботиться о наличии в операционной хладагента и горячего физиологического раствора. Конструкции с ЭПФ без других средств остеосинтеза были использованы при переломах костей таза (7 животных) и фаланг пальцев (3); в остальных 17 наблюдениях (63,0%) они сочетались с погружными фиксаторами, выбор которых определялся видом и локализацией перелома (табл. 14, 15). При поперечных и косопоперечных переломах предпочтение отдавали скобам, а при косых, спиральных и оскольчатых - кольцам. Штифту или пластине отводилась роль внутренней стабилизации, а фиксаторы из никелида титана обеспечивали межфрагментарную компрессию. Необходимо подчеркнуть, что на современном уровне разработки этих конструкций они еще не в состоянии одновременно гарантировать поддержание компрессии отломков и обеспечение надежного шинирования сломанной кости. Это особенно справедливо для переломов длинных костей.
Поэтому основной способ создания постоянной межфрагментарной компрессии при внутреннем стабильно-функциональном остеосинтезе за счет эффекта термомеханической памяти материала состоял в сочетании этих устройств с интрамедуллярными или накостными фиксаторами. Согласно результатам стендовых испытаний, проведенных В.А. Копысовой (1994), использование никелид-титановых скоб и кольцевидных фиксаторов в дополнение к интрамедуллярному штифту повышает устойчивость остеосинтеза к нагрузкам на скручивание в 7-12 раз. Это исключает возможность вторичных смещений отломков, что особенно важно в ветеринарной хирургии, где невозможно обеспечить внешнюю иммобилизацию конечности. Операции выполняли под внутривенной анестезией пропофолом и золетилом. Во время вмешательства проводили кардиомониторинг и контроль насыщения крови кислородом. При комбинированном остеосинтезе, осуществив открытую репозицию отломков, их сначала фиксировали интрамедуллярным штифтом/спицей или пластиной, а затем скобой или кольцом с ЭПФ. Волнообразные скобы применяли при диафизарных и эпифизарных переломах. Планируя использование проволочной скобы, необходимо правильно выбрать ее форму и размеры. Данные конструкции изготавливаются в четырех основных вариантах, два из них предназначены преимущественно для диафизарных переломов трубчатых костей, а два других - для околосуставных повреждений. Скобы с двумя короткими ножками равной длины применяют только при комбинированном остеосинтезе в дополнение к шинированию поврежденной кости интрамедуллярным штифтом для создания межфрагментарной компрессии. Конструкции, имеющие две одинаковые удлиненные ножки, можно использовать в качестве самостоятельных фиксаторов (обычно в паре), и длина их ножек должна быть достаточной для прохождения через оба кортикальных слоя кости. Скобы, снабженные с одной стороны длинной (так называемой «интрамедуллярной») ножкой, пригодны, главным образом, для лечения переломов локтевого отростка, некоторых других около- и внутрисуставных повреждений. При работе с волнообразной скобой для получения компрессии ее охлаждают в жидком азоте до температуры ниже мартенситного перехода, выпрямляют ножки и полностью или частично - изгибы спинки, за счет чего общая длина конструкции увеличивается. Ножки растянутой скобы устанавливают в отверстия, предварительно просверленные в костных отломках под углом 15-20 навстречу друг другу. В процессе нагревания металла при контакте с теплыми окружающими тканями проявляется эффект термомеханической памяти. При этом конструкция стремится принять первоначально заданную форму, обеспечивая за счет напряжения ее спинки и ножек взаимосдавление костных отломков - постоянную межфрагментарную компрессию.
