Ураження колінного суглоба (КС) при ревматоїдному артриті (РА) супроводжується формуванням контрактур і розвитком дискордантних деформацій нижніх кінцівок, які, в свою чергу, призводять до часткової або повної втрати функції кінцівки. Аналіз даних вітчизняної та зарубіжної літератури свідчить, що питанню пато- і механогенеза фронтальних деформацій КС у хворих на РА приділяється недостатня увага, умови функціонування ендопротеза КС за наявності вальгусних і варусних деформацій кінцівки у хворих на РА мало вивчені. Мета роботи - вивчення можливостей функціонування ендопротеза КС при компенсації дефектів виростків великогомілкової кістки за допомогою кісткових трансплантатів або металевих аугментів за різних величин варусної деформації у хворих на РА. Завдання дослідження - вивчити поведінку біомеханічної моделі "кістка - ендопротез" при компенсації дефекту внутрішнього виростка великогомілкової кістки кістковим автотрансплантатом або металевим аугментом 5, 10 та 15 мм та на підставі отриманих даних визначити можливість розвитку ранньої нестабільності тибіального компонента ендопротеза. На основі КТ-сканів створені імітаційні комп'ютерні моделі КС, що налічували елементи з різними механічними властивостями - стегнова кістка, феморальний компонент ендопротеза, поліетиленова вставка, тибіальний компонент ендопротеза та великогомілкова кістка. За допомогою програмного пакета SolidWorks побудовано імітаційні моделі КС за умов його варусної деформації з наявністю трансплантата виростка великогомілкової кістки 5, 10 та 15 мм з кісткової тканини та металу (аугмент). Подальші розрахунки напружено-деформованого стану моделі здійснювали методом скінченних елементів у програмному пакеті ANSYS (чисельний метод). Наявність кісткового трансплантата 5 мм та збільшення його розміру до 15 мм призводили до значного зростання показників напружень на плато великогомілкової кістки на 51 % - при 5 мм та майже у 2,3 раза - при 10 та 15 мм. Ці значення напружень перевищують межі міцності спонгіозної кісткової тканини у цій ділянці, що може супроводжуватись її руйнуванням вже при статичному навантаженні 1 масою тіла при застосуванні кісткового трансплантата 10 мм та 15 мм. Застосування металевого аугмента 5 мм і збільшення його розміру до 10 та 15 мм призводило до розвантаження цієї ділянки, що проявлялося зниженням показників напружень на 21 % - при 5 мм, на 8 % та 5 % - при 10 та 15 мм. Висновки. Застосування кісткового трансплантата 10 мм та 15 мм є фактором можливого руйнування кісткової тканини у ділянці ложа тибіального компонента ендопротеза з розвитком явищ його нестабільності. Розвантаження цієї ділянки, при заміщенні великих дефектів 10 та 15 мм, досягається використанням металевого аугмента.Мета роботи - вивчити можливості функціонування ендопротеза колінного суглоба (КС) у разі компенсації дефектів виростків великогомілкової кістки (ВГК) за допомогою кісткових трансплантатів чи металевих аугментів за різних величин вальгусної деформації у хворих на ревматоїдний артрит (РА); вивчити поведінку та стабільність біомеханічної моделі "кістка - ендопротез" у разі компенсації дефекту зовнішнього виростка великогомілкової кістки кістковим автотрансплантатом чи металевим аугментом 5, 10 та 15 мм. На основі КТ-сканів створено імітаційні комп'ютерні моделі КС, що налічували елементи з різними механічними властивостями - стегнова кістка, феморальний компонент ендопротеза, поліетиленова вставка, тибіальний компонент ендопротеза та ВГК. За допомогою програмного пакета SolidWorks побудовано імітаційні моделі КС за умов його вальгусної деформації за наявності трансплантата виростка ВГК 5, 10 та 15 мм із кісткової тканини та металу (аугмент). Подальші розрахунки напружено-деформованого стану моделі здійснювали за допомогою методу скінченних елементів у програмному пакеті ANSYS (числовий метод). Під дією навантаження наявність кісткового трансплантата 5, 10 та 15 мм призводила до збільшення на близько 20 % значень напружень на стегновій кістці з локалізацією по контуру контакту з феморальним компонентом ендопротеза. На тибіальному компоненті ендопротеза показники напружень зросли на 77 % за наявності кісткового трансплантата 5 мм та поступово зменшувались до 66 % за збільшення його розміру до 15 мм. Наявність кісткового трансплантата 5, 10 та 15 мм призводила до збільшення значень напружень на ВГК майже удвічі з локалізацією в метадіафізарній зоні кортикальної кістки. Основне збільшення показників напружень відбувалося на плато ВГК з локалізацією по контуру тибіального компонента ендопротеза, де наявність кісткового трансплантата призводила до збільшення значень від 65 % за його розмірів 5 мм майже втричі - до 15 мм. Під дією навантаження наявність металевого аугмента для заміщення дефекту латерального виростка ВГК розміром 5 та 10 мм призводила до зростання значень напружень на стегновій кістці на 20 % із наступним їх зниженням до 5 % за розміру 15 мм. За наявності металевого аугмента 5, 10 та 15 мм значення напружень зменшувались на феморальному компоненті ендопротеза на 37 - 40 %. Наявність металевого аугмента 5, 10 та 15 мм зумовила значне підвищення показників напружень на тибіальному компоненті ендопротеза - у 9, 10 та 12 разів відповідно. Наявність металевого аугмента 5 та 10 мм призводила до збільшення значень напружень на ВГК на 95 - 97 %, а у разі збільшення розміру трансплантата до 15 мм - на 69 %. Наявність металевого аугмента 5 мм та збільшення його розміру до 10 та 15 мм призводили до підвищення показників напружень на плато ВГК на 38, 10 та 8 % відповідно. Висновки: збільшення показників напружень на ділянці плато ВГК з перевищенням гранично допустимих значень у разі застосування кісткового трансплантата розміром 10 та 15 мм є фактором розвитку явищ нестабільності тибіального компонента ендопротеза. Для заміщення дефекту зовнішнього виростка ВГК до 6,1 мм доцільно застосування кісткового трансплантата. Дефекти більшого розміру потребують застосування металевого аугмента.

  Повний текст PDF - 2.73 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"