Травматичні переломи грудного відділу хребта становлять від 4 до 10 % серед усіх переломів. Основним методом хірургічного лікування цих переломів є транспедикулярна фіксація. Але досі не визначено, який обсяг інструментації є необхідним і достатнім при різних ступенях руйнування хребцево-рухових сегментів. Мета: на математичній моделі хребта з грудною кліткою вивчити зміни її напружено-деформованого стану залежно від обсягу руйнувань хребця Th6 і варіантів монтажу транс-педикулярної конструкції. Матеріали та методи. Розроблена базова скінченно-елементна модель хребта, яка була доповнена грудною кліткою. На основі базової моделі були розроблені моделі з порушенням цілісності хребця Th6 різного ступеня і різними варіантами остеосинтезу транспедикулярними конструкціями. При моделюванні до моделі хребта прикладали вертикальне розподілене навантаження величиною 350 Н, що відповідає половині середньої ваги тіла людини. Результати. При навантаженні неушкодженого хребта в зоні хребців Th4-Th8 напруження по хребцях розподіляються досить рівномірно. Руйнування тіла хребця Th6 і остеосинтез транспедикулярною конструкцією з кріпленням 4 гвинтами на хребцях Th5 і Th7 призводить до підвищення рівня напружень у ніжках дуг саме хребців Th5 і Th7 до величин 22,2 і 15,4 МПа відповідно. Збільшення обсягу руйнування тіла хребця Th6 при використанні того ж самого способу фіксації викликає мінімальні зміни величин напружень у хребцях моделі. Збільшення протяжності транспедикулярної фіксації на хребці Th4 і Th8 дозволило різко знизити рівень напружень в усіх структурних елементах хребців Th5 і Th7. Найбільші зміни торкнулися ніжок дуг хребців, де напруження знизилися до рівня 3,9 і 4,1 МПа відповідно. У випадку заміни тіла хребця титановим міжтіловим кейджем саме кейдж приймає на себе основні навантаження, про що свідчить високій рівень напружень у ньому — 46,0 МПа. Високий рівень напружень у кейджі також обумовлений його конструкцією, яка являє собою перфоровану трубку, що забезпечує дуже невелику площу контакту кейджа з тілами хребців, з якими він взаємодіє. Висновки. Найбільший рівень напружень визначається в ніжках дуг і навколо фіксуючих гвинтів у хребцях Th5 і Th7 при монтажі транспедикулярної конструкції виключно на ці хребці. Поширення транспедикулярної конструкції на хребці Th4 і Th8 дозволяє значною мірою вирівняти напруження в хребцях на всьому протязі фіксації. Заміна зруйнованого тіла хребця Th6 міжтіловим титановим кейджем дозволяє вирівняти напруження практично в усіх структурних елементах хребців Th4-Th8 за рахунок того, що основне навантаження приймає на себе саме кейдж. На фіксуючих гвинтах найбільші напруження виникають у хребцях Th5 і Th7 при монтажі транспедикулярної конструкції тільки на ці хребці. Подовження довжини інструментації на хребці Th4 і Th8 дозволяє значно знизити рівень напружень на всіх гвинтах транспедикулярної конструкції. На рівень напружень у стрижнях обсяг руйнувань і варіанти монтажу транспедикулярної конструкції практично не впливають.
Актуальність. Травматичні переломи грудного відділу хребта хоч і становлять невелику кількість серед усіх переломів, можуть призводити до тривалого лікування, втрати працездатності та інвалідності. У роботі ми спробували вивчити основні принципи розвитку деформацій залежно від навантажень, що прикладаються, і ступеня пошкоджень хребетних сегментів. Мета: вивчити основні принципи розвитку деформацій грудного відділу хребта залежно від прикладених навантажень і ступеня пошкоджень хребетних сегментів. Матеріали та методи. Проведено експериментальне дослідження пружних властивостей хребетного стовпа за наявності вибухового перелому хребця Тh6. Досліджено 5 анатомічних препаратів хребтів свиней з грудною кліткою та повністю збереженими дисками та зв’язковими структурами. На кожному препараті моделювали вибухові переломи хребця Тh6 шляхом послідовного руйнування структур хребетно-рухового сегмента (ХРС). Результати. У результаті проведених експериментальних досліджень було отримано дані про величини деформації стискання та залишкової деформації препаратів хребетного стовпа при моделюванні вибухових переломів хребця Th6 різного ступеня. Показано, що незруйнований препарат хребта при знятті навантаження відновлює свою довжину практично в повному обсязі. У разі збільшення руйнувань структур ХРС збільшується як величина стискання зразків, так і залишкова деформація. Руйнування ребер призвело до втрати стабільності хребта в зоні зруйнованого сегмента під дією тяжкості грудної клітки, що унеможливило вимірювання величини деформації як під навантаженням, так і після його зняття. Висновки. Руйнування ХРС призводить до втрати пружних властивостей ХРС і всього хребта. При порівняно незначних руйнуваннях (50 % тіла хребця і диск) очікується часткове збереження пружних якостей, тому що залишкова деформація становить 4,3 % від величини деформації під навантаженням. Подальше руйнування ХРС призводить до повної втрати не тільки пружності, але й здатності до опору навантаженню та подальшого відновлення, про що свідчить збільшення величини залишкової деформації до 48,2 % вже при руйнуванні дуг та зв’язок, а також припинення приросту енергетичних витрат на рівні 11 Дж за відновлення початкової довжини препарату. Руйнування ребер призводить до втрати стабільності хребта лише на рівні пошкодженого сегмента.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.