Лечение переломов пяточной кости аппаратом илизарова

Способы остеосинтеза пяточной кости делят на четыре группы: накостный остеосинтез [8], остеосинтез по Essex-Lopresti [5; 8], остеосинтез аппаратами внешней фиксации [9], внутрикостный остеосинтез [1; 2]. Указанные способы лечения имеют свои преимущества и недостатки.

Фиксацию фрагментов сломанной кости обеспечивают одним из трех способов.

1. Создание внутренней опоры. Например, установка костного аутотрансплантата или винта, проведенного под суставной поверхностью и создающего опору для неё [2; 8].
2. Шунтирование нагрузки. Например, с помощью аппарата внешней фиксации, наложенного на пяточную кость и голень [9].
3. Создание каркасной конструкции, которая воспринимает нагрузку с фиксационных элементов, проведенных через отломки. Например, любые аппараты внешней фиксации, опорные элементы которых проведены только через пяточную кость, пластины, внутрикостные конструкции [4; 8].

Рис. 1. Создание внутренней преднапряженной конструкции в пяточной кости: 1 – жёсткая заделка дистальной части спицы, 2 – точка опоры, 3 – напряженная спица, 4 – напрягающее устройство

Цель настоящего исследования: провести анализ результатов лечения пациентов с переломами пяточной кости с помощью разработанного нами аппарата аксиальной фиксации.

Материалы и методы

Распределение пациентов по группам в зависимости от вида остеосинтеза и типа перелома (по классификации АО)

Характер лечебных мероприятий

Минимально-инвазивная репозиция с остеосинтезом аппаратом аксиальной фиксацией

Репозиция и остеосинтез винтами

Минимально-инвазивная репозиция по Essex-Lopresti с чрезкожной фиксацией спицами

Накостный остеосинтез с костной аутопластикой

ЧКДОС по Г.А. Илизарову

При лечении пациентов группы А использована оригинальная методика репозиции и остеосинтез с помощью ААФ [3; 6; 7]. В этой группе пациентов независимо от типа перелома спицы вводили в элементы кости в виде двух пучков аксиально сзади-вперед. При этом первый пучок устанавливали субхондрально через осколки суставной поверхности подтаранного сустава и проксимально располагали на верхней части пяточного бугра вне пяточной кости, а дистально - в переднем отломке пяточной кости. Второй пучок спиц проводили через пяточный бугор в тело пяточной кости в направлении сзади-вперед и снизу-вверх таким образом, чтобы в сагиттальной плоскости оба пучка пересекались в переднем отломке пяточной кости (рис. 2.1). Спицы проводили с обеих сторон от ахиллова сухожилия вне точки его прикрепления к пяточной кости и пяточной бурсы. Сближение наружных концов спиц напрягающим устройством приводит к изгибу спиц обоих пучков во взаимно противоположном направлении, создавая преднапряженную арочную конструкцию, расположенную внутри пяточной кости.

Изгиб спиц приводит к образованию точки опоры в различных местах кости в зависимости от анатомии перелома. При первом варианте, когда пяточный бугор цел и спицы упрутся в него, образуется опора (опоры показаны на схемах точками) о пяточный бугор (рис. 2.1).

Рис. 2. Варианты положения точки опоры при напряжении пучков спиц в зависимости от анатомии перелома: 1 – при неповрежденном пяточном бугре, 2 – при языкообразном типе перелома, 3 – при оскольчатом переломе пяточного бугра

Третий вариант, с полностью разрушенным пяточным бугром: точка опоры формируется вне кости – на балке аппарата. Для реализации этого варианта использовали два приема: создание дополнительной опоры под верхним пучком спиц частью аппарата (рис. 2.3) или изменение угла наклона спиц в аппарате (рис. 3).

Рис. 3. Вариант компоновки аппарата с возможностью поворота концов спиц: 1 – исходное положение спиц, 2 – после изменения угла наклона спиц

Как правило, в качестве напрягающего устройства использовали аппарат, состоящий из двух шпилек и двух планок на 2-4 отверстия из набора аппарата Илизарова (рис. 4). Первый пучок спиц крепили к верхней планке, второй – к нижней при помощи болтов и шайб с прорезями. Сведением планок между собой по шпилькам обеспечивали требуемое преднапряжение обоих пучков спиц во взаимно противоположном направлении. Заметим, что в послеоперационном периоде возможно дополнительное сближение планок для увеличения воспринимаемой нагрузки спицами.

Рис. 4. Модель аппарата для создания внутренней напряженной конструкции: а - до создания напряжения спицами; б - с напряженными спицами; с - аппарат с напряженными спицами и проведенными дополнительными спицами; 1 – первый пучок спиц; 2 – второй пучок спиц; 3 – конструкция внешней фиксации спиц; 4 – дополнительные спицы

Установка дополнительных спиц из пяточного бугра к суставной поверхности пяточной кости позволяет стабилизировать фрагменты кости от действия смещающих нагрузок (рис. 4с).

Спицы обоих пучков, напряженных во взаимно противоположном направлении, совместно оказывают противодействие внешним нагрузкам и обеспечивают меньшие деформации всей системы. За счет того что оба пучка спиц деформируются совместно с осколками пяточной кости, вероятность прорезывания последних уменьшается.

Реабилитацию пациентов при применении ААФ осуществляли по следующей схеме. ЛФК голеностопного и коленного суставов начинали на следующий день после операции. Со вторых суток после операции пациент начинал ходить с костылями в специальной обуви. Спецобувь изготавливали из эластичных тапок на утолщенной подошве путем частичного удаления части подошвы, на которую происходит опора пяточного бугра при ходьбе.

Клинический пример: пациент Р., 35 лет, поступил с диагнозом: внутрисуставные оскольчатые переломы обеих пяточных костей со смещением – 73С3. На вторые сутки после госпитализации выполнены операции на обеих пяточных костях: минимально-инвазивная репозиция переломов пяточных костей, остеосинтез ААФ. ЛФК голеностопного сустава на следующие сутки после операции, ходьба с ходунками со вторых суток. Выписан из стационара на четвертые сутки после операции. ААФ сняты через 2,5 месяца, рекомендована ходьба в спецобуви в течение 2 недель. Выписан к труду через 3 месяца с момента травмы. Контрольный осмотр через 2 месяца после снятия аппарата: жалоб нет, ходит без дополнительных средств опоры с ортопедическими стельками. Объем движений в голеностопных суставах полный. Вторичных смещений осколков нет (рис. 5). Результат лечения оценен по шкале FAOS – 28 баллов.

Рис. 5. Рентгенограммы пациента Р. с переломами пяточных костей типа 73С3. Сверху-вниз: при поступлении, после операции, через 2 месяца после демонтажа аппаратов

В группе А, начиная со вторых суток после операции, пациенты передвигались при помощи костылей. В случае переломов обеих пяточных костей (n = 3) при помощи ходунков до 1 недели, далее – при помощи костылей; с 2,5 месяцев разрешали полную нагрузку на конечность в спецобуви. При переломах типа 73В со второго месяца пациенты пользовались тростью. Вторичных смещений в этой группе не наблюдали.

В 7% случаев ААФ прооперированы переломы, сочетающиеся с вывихом в подтаранном суставе и переломами лодыжек или малоберцовой кости. Остеосинтез лодыжек выполнен чрескожно винтами.

У двух пациентов давность травмы превышала 3 недели. Им, под контролем ЭОП, выполнена остеотомия пяточной кости через дополнительный доступ 0,5 см. Репозиция выполнена минимально-инвазивно, остеосинтез ААФ. Во всех случаях достигли удовлетворительной репозиции.

У третьей части пациентов, прооперированных ААФ, на момент операции были эпидермальные пузыри. После операции отмечено быстрое спадание отека и заживление эродированных поверхностей. После операции пациенты находились в стационаре 4 ± 2 дня.

В группе А после остеосинтеза ААФ инфекционные осложнения наблюдали у двух пациентов (4,5% от общего числа операций). В первом случае у одного из пациентов инфекция возникла сразу в прооперированной пяточной кости и прооперированном пластиной переломе голени с противоположной стороны. Однако подобный возбудитель высеяли и у пациента с другой нозологией, прооперированного в тот же день. Это, на наш взгляд, говорит о том, что данный случай инфекции не является прямым осложнением методики, а связан с нарушением асептики. У пациента развился остеомиелит пяточной и большеберцовой костей. В дальнейшем после сращения перелома пяточной кости выполнили операцию: секвестрэктомия, установка спэйсера с ванкомицином и гентомицином. Явления остеомиелита купированы.

В другом случае инфекция располагалась поверхностно в мягких тканях вокруг спицы. Она образовалась через 3 месяца с момента операции. Аппарат сняли, инфекцию купировали. Данное осложнение зафиксировано в период освоения методики и, как показал анализ, было связано с проведением спицы через точку прикрепления ахиллова сухожилия, что является нарушением методики.

Таким образом, с применением аппарата аксиальной фиксации достоверно связано одно инфекционное осложнение, что составляет 2% от всех проведенных операций.

Вторичное смещение зафиксировано у одного пациента. Смещение вызвало то, что первый пучок спиц провели не через осколки суставной поверхности подтаранного сустава, а под ними на расстоянии 3 мм. Это привело к вторичному смещению осколков от нагрузки до уровня первого пучка спиц. Возникшее смещение не нарушило угол Беллера, перелом сросся. В итоге пациент ходит с полной нагрузкой и жалоб не предъявляет.

Таким образом, в 96% случаев в группе А мы не наблюдали инфекционных осложнений и вторичного смещения отломков пяточной кости.

Пациентам группы В в случаях выполнения накостного остеосинтеза рекомендовали раннюю реабилитацию голеностопного сустава, до 6 недель с момента операции разрешали частичную нагрузку на пяточную кость, далее нагрузку увеличивали и к 2,5-3 месяцам разрешали полную нагрузку. После накостного остеосинтеза оставался рубец по наружной поверхности пяточной кости, а также в месте забора костного аутотрансплантата [1; 4; 8]. В этой подгруппе наблюдали инфекционные осложнения в виде подлоскутных гематом и некрозов кожи с развитием глубокой инфекции от 15 до 30% случаев в разные годы. При этом требовались некрэктомии и длительные перевязи. Заживление ран после некрозов затягивалось до 1-3 месяцев [4]. После операции пациенты находились в стационаре 10-12 дней.

После остеосинтеза по Essex-Lopresti с чрескожной фиксацией спицами инфекционных осложнений не было, однако зафиксированы случаи неудовлетворительной репозиции осколков суставной поверхности пяточной кости, что было связано с применением традиционных методик минимально-инвазивной репозиции [4]. После операции ждали спадания отека и накладывали циркулярную гипсовую повязку с каблуком под сводом стопы. После операции пациенты находились в стационаре около 7 дней. С 1,5-2 месяцев разрешалась частичная нагрузка на стопу. К 2,5 месяцам снимали гипсовую повязку, удаляли спицы и разрешали ходьбу с нагрузкой в ортопедической обуви. После снятия гипсовой повязки начинали ЛФК. Полный объем движений в голеностопном суставе восстанавливался в течение 2-3 недель. При лечении двусторонних переломов пяточных костей пациенты не ходили с нагрузкой до 2 месяцев. Заметим, что при реализации данной методики наблюдали хороший косметический результат. При обеспечении хорошего качества репозиции конечный результат не отличался от накостного остеосинтеза [4].

После аппаратной репозиции также оставались смещения суставной поверхности. Это сходится с наблюдениями других авторов [3; 4]. Реабилитационный период такой же, как у пациентов группы А. Инфекционных осложнений в этой подгруппе не было.

В группе А при переломах 73С во всех случаях оперативное вмешательство выполнили в первые или вторые сутки после травмы. Это было связано с тем, что минимально-инвазивная репозиция была менее травматичной, не требовала забора костных аутотрансплантатов, не ограничивалась состоянием кожных покровов.

У пациентов, прооперированных аппаратом аксиальной фиксации, результаты репозиции сопоставимы с накостным остеосинтезом. Это связано с применением нового способа минимально-инвазивной репозиции [3].

Пациенты, пролеченные аппаратом аксиальной фиксации, могли передвигаться с нагрузкой на поврежденные конечности даже при двусторонних переломах пяточных костей. В отличие от пациентов, которым был выполнен остеосинтез по методике Г.А. Илизарова, ААФ позволял им выполнять раннюю реабилитацию смежных суставов и отличался гораздо меньшими размерами.

При остеосинтезе винтами также была возможна ранняя реабилитация смежных суставов, но настолько раннюю нагрузку весом выполнять было невозможно. Частичную нагрузку при лечении по этой методике начинали с 6-8 недель, а полную с 2,5-3 месяцев. Это соответствует данным анализа специализированной литературы [2].

Стоит отметить, что смещение суставной поверхности, возникшее у одного пациента после остеосинтеза аппаратом аксиальной фиксации, было вызвано технической ошибкой. При правильном проведении спиц в дальнейшем вторичных смещений не наблюдали. Для этого нами проведен сравнительный анализ углов Белера и Гиссана, длины и высоты пяточной кости на рентгенограммах, выполненных после операции и через 1 месяц после демонтажа аппарата. Весьма сложно оценить возможность вторичных смещений при других методиках. Это связано с более поздним началом нагрузки при накостном и внутрикостном методах остеосинтеза.

Количество инфекционных осложнений в группе А удалось уменьшить в 7,6 раза по сравнению с группой В. Заметим, что в группе В большинство инфекционных осложнений наблюдали после накостного остеосинтеза. При этом в группе А зафиксировано только одно инфекционное осложнение, достоверно связанное с применением ААФ. При соблюдении правил введения спиц и ухода за аппаратом в дальнейшем подобных осложнений не наблюдали.

Сроки нахождения в стационаре пациентов группы А меньше по сравнению с группой В. Это связано с применением минимально-инвазивной репозиции и малотравматичного способа фиксации. Данное наблюдение согласуется с наблюдениями других авторов, применяющих минимально-инвазивные способы фиксации [1; 2].

Косметический результат при применении аппарата аксиальной фиксации лучше по сравнению с накостным остеосинтезом. Рубцы практически не видны.

1. Разработанный способ остеосинтеза пяточной кости ААФ позволяет достичь хороших и удовлетворительных результатов в 96% случаев.
2. Разработанная послеоперационная реабилитация пациентов легко воспроизводима, позволяет раннее восстановление функции смежных суставов и ходьбу с нагрузкой в спецобуви, в том числе и в условиях двусторонней травмы.
3. Точное соблюдение техники минимально-инвазивной репозиции, технологии остеосинтеза и адекватной послеоперационной реабилитации позволяет получить меньшее количество осложнений при применении данной методики в клинической практике.
4. Использование преднапряженных арочных конструкций является перспективным направлением в травматологии.

Рецензенты:

Врачи и ученые постоянно совершают открытия для улучшения качества жизни человека. В 1952 году хирург-травматолог Илизаров создал аппарат, способный сохранить работоспособность и вернуть утраченное здоровье.

Преимущества и недостатки

Аппарат Илизарова – конструкция, выполненная из металла (углепластик), имеющая в своем составе спицы, проходящие сквозь части кости под углом 90 градусов. Стержни крепятся к кольцам подвижными элементами, в результате их смещения можно формировать костные фрагменты так, как нужно для терапии.

Изначально аппарат был массивен и тяжел, но благодаря современным сплавам и металлам, конструкция имеет небольшой вес, а кольца заменены полукольцами, пластинами и треугольникам.

Преимуществами аппарата является:

• сокращение сроков заживления оскольчатого перелома и повреждения костей различной сложности;
• отсутствует развитие ложного сустава;
• слегка опираться и нагружать поврежденную часть тела можно уже на третьи сутки после процедуры;
• при удалении аппарата и поддерживающих кость элементов не требуется дополнительной операции и общего наркоза.

Из недостатков выделяют ноющую боль по ночам в местах прокола, нестерпимый зуд и отеки в местах прохождения спиц. Это связано с тем, что в процессе сверления и наложения аппарата происходит дополнительное травмирование нервных узлов, мелких и крупных сосудов. Некоторые пациенты жалуются на невозможность нормально сидеть или лежать, надевать одежду.

Осложнениями от ношения конструкции могут быть также воспаления кожных покровов вокруг спиц. На начальном этапе при назначении противомикробной терапии этот недостаток можно исправить.

К более тяжелым последствиям относят остеомиелит, связанный с попаданием инфекции через рану во время использования дрели и установки спиц. Избегают этого осложнения использованием низкооборотистой дрели, не вызывающей ожоги на костной ткани.

Применение аппарата Илизарова

Процесс применения устройства называется остеосинтезом. Процедура позволяет сдавливать и растягивать костные отломки, формируя правильное сращение.

Также аппарат применяют при:

• открытом и закрытом переломе различной степени сложности;
• осложнениях после рахита;
• ложном суставе;
• системных болезнях костей;
• псевдоартрозе;
• необходимости исправить рост, искривления костей вследствие неправильно сросшегося перелома или генетических заболеваний;
• варусных деформациях крупных суставов или голеностопа.

Перед установкой конструкции следует оценить общее состояние больного, проверить кожные покровы (не должно быть воспалений, так как использование спиц может усугубить ситуацию), характер травмы, локализацию перелома (лучше всего приспособление действует на сращение трубчатых костей).

Основное использование аппарата – сращивание костей и удлинение ног.

1. Для сращивания костей.

Главное предназначение конструкции – фиксировать костные осколки.

Аппарат Илизарова используют при открытом оскольчатом переломе, так как неправильное сращение формирует ложный сустав или невозможность полноценно двигаться и сохранять работоспособность. Надежное скрепление костных отломков на голени позволяет ходить, не дожидаясь полного выздоровления.

1. Для удлинения ног.

Чтобы изменить длину конечностей, необходимо нарушить целостность кожного покрова и костей.

В основном травмируют большеберцовую или бедренную кость, а в место разлома вставляют спицу. За день специальными механизмами кость вытягивается на 1 мм. За срок примерно 2 месяца можно увеличить рост на 6 см. Дистракционный процесс длительный, иногда под наблюдением врачей пациент проводит до 12 месяцев. Вытяжение вызывает боль и требует долгой реабилитации. Необходимо также помнить об истончении костной ткани и повышенной уязвимости к травмам.

Установка аппарата илизарова

Для накладывания приспособления необходимо оперативное вмешательство и общая или местная анестезия.

С использованием дрели в каждый осколок кости устанавливается два стержня под прямым углом друг к другу. После спицы крепятся на полукольцах, в которых установлены механизмы для регулирования костных отломков, специальным ключом. Число колец может отличаться в зависимости от сложности перелома. При сближении колец происходит компрессия и формирование кости.

Лечение аппаратом илизарова

Достоинством установленного аппарата является функциональная возможность двигаться суставам и мышцам, расположенным рядом. Ткани кости быстрее регенерируют и срастаются правильно.

Аппарат Илизарова показан при переломах различной этиологии:

• огнестрельные ранения кости;
• открытые оскольчатые переломы;
• осложнения после гнойных заболеваний;
• внутрисуставный перелом.

Конструкцию можно накладывать на любую часть тела: позвоночник, кисти, стопы, кости черепа, таза, голени.

Аппарат Илизарова на руке применяют при нарушениях развития костной ткани или при получении сложного перелома. На предплечье устанавливают конструкцию при оскольчатых травмах и смещениях лучевой и локтевой костей.

Операции на бедренной кости делают с использованием:

• пластин;
• штифтов;
• по разработке Илизарова.

В основном аппарат на бедре ставят для коррекции длины ног или нужд пластической медицины (исправление кривизны кости). Ношение конструкции в этих случаях долгое и может привести к осложнениям:

• контрактура и подвывих коленного сустава;
• диспропорция;
• грубые рубцы после снятия спиц и оперативного вмешательства;
• истончение бедренной кости.

Из-за большой сложности строения голеностопного сустава сращение костных отломков после перелома невозможно зафиксировать с помощью гипса.

Аппарат Илизарова при переломах голени ставят после автокатастроф, сильного удара и падения с вышек или здания.

Операция проводится при любых сложных переломах берцовой и малоберцовой костей, при открытых многооскольчатых травмах с сочетанной раздробленностью суставов.

Первичный остеосинтез должен завершать хирургическую обработку раны. Пациенту накладывают скелетное вытяжение спицей через пяточную кость или таранный сустав для временной фиксации отломков. На шину накладывают груз и делают анестезию. Стопа должна иметь угол в 90 градусов и занимать вертикальное положение при накладывании конструкции. Костные части фиксируются спицами, которые крепятся к кольцам. При смещении движущего механизма регулируется спица, и происходит правильное формирование кости. Коррекция конструкции проводится врачом-травматологом в отделении или при амбулаторном наблюдении.

Аппарат Илизарова на голени ускоряет процессы заживления и правильного сращения, значительно уменьшает осложнения в процессе реабилитации, повторные переломы.

1) Лечебная гимнастика.

Упражнения имеют множество достоинств и применяются с целью:

• восстановить утраченную работоспособность и движение в суставе;
• предупреждение контрактур;
• профилактика атрофии мышц;
• улучшение лимфотока;
• устранение различных осложнений (пролежни, застой кровообращения)

Некоторые движения выполняются при помощи аппаратов или инструктора по ЛФК. Главным правилом при выполнении упражнений является отсутствие боли и сохранение целостности костных частей. Продолжительность гимнастики устанавливает врач.

Своевременное начало сеансов массирования играет роль в:

• улучшении лимфо- и кровотока;
• укреплении связок и суставов;
• уменьшении отеков;
• повышении тонуса мышц.

• уменьшают боль;
• способствуют срастанию кости;
• ускоряют период восстановления трудоспособности верхних и нижних конечностей.

При переломах применяют электрофорез, УВЧ, парафиновые аппликации, лечение озокеритом, магнитотерапию, лазер.

Противопоказаниями к физиопроцедурам являются:

• опухоли;
• заболевания щитовидной железы;
• лихорадка;
• дерматит в стадии обострения;
• психические заболевания;
• нарушение работы сердца.

4) Полноценное питание.

Рацион должен включать в себе продукты, богатые кальцием, белком, минералами и витаминными комплексами. Рекомендуется есть побольше овощей, фруктов, морских продуктов. Дополнительно разрешается принимать витамин Д.

Также в восстановительном периоде хорошо помогают занятия плаванием, отказ от вредных привычек, частые прогулки на свежем воздухе. Иногда врач назначает кремы и различные мази против отеков, а при болях решает, какое дать обезболивающее.

Сколько и как носят аппарат илизарова

Ношение конструкции зависит от процесса регенерации и самой травмы.

При удлинении ног аппарат применяют в течение 10 месяцев, минимальный срок использования – два месяца. Срок использования конструкции индивидуален, решение о ее снятии принимают врачи на консилиуме.

В период лечения после наложения аппарата Илизарова пациент не должен отказываться от привычной жизни. Приспособление при желании можно скрыть одеждой с широкими штанинами или рукавами. Уже в первую неделю разрешено давать небольшую нагрузку на поврежденную конечность. При возникновении осложнений в виде отека или воспаления назначают компрессы с раствором димексида или антибактериальную терапию. Снизить вероятность оседания пыли поможет специальный чехол из натурального материла с резинками вверху и внизу. Такой футляр защищает конструкцию от травмирования при надевании одежды или во сне, а также спасает от перегрева на солнце или холода.

Цена на приспособление зависит от перелома и его сложности, а также количества колец и спиц на конструкции. Иногда конструкция может стоить до 600 тысяч.

Как снимают аппарат илизарова

Снятие аппарата происходит в операционной, но часто обходятся без наркоза или обезболивания. После удаления конструкции в месте введения стержней остаются маленькие точечные раны, которые первое время следует обрабатывать димексидом или любым другим средством для обеззараживания и быстрого заживления. После заживления без присоединенной инфекции ранки затягиваются в почти незаметные рубцы.

Если кость недостаточно восстановилась, то врач может назначить дополнительную фиксацию с помощью гипсовой лонгеты для подготовки к будущей реабилитации.

Уход за аппаратом

Так как части конструкции проходят сквозь кожу и мышцы с одной стороны и выходят с другой, при отсутствии асептики и антисептики возможны воспаления в месте вхождения спиц. Для предупреждения инфекции на каждый стержень накладывается стерильная салфетка, смоченная спиртовым раствором. Можно использовать водку для дезинфекции. Салфетки меняют через день в первые две недели ношения аппарата, а после – раз в семь дней.

В случае присоединения инфекции и появления вокруг раны воспаления, гиперемии, отека или отделяемой жидкости с примесью гноя применяют раствор димексида.

В случае гнойного поражения полезны солевые компрессы. Готовят раствор просто: на 250 мл воды добавляют ложку соли, смачивают салфетку и наносят на рану после того, как раствор остынет. При симптомах воспаления решается вопрос о назначении антибиотикотерапии.

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — С. И. Швед, В. А. Немков, В. Г. Шилов

В статье дается описание медико-технических приемов, используемых при лечении переломов пяточной кости аппаратом Илизарова . Приводятся расчёты, обосновывающие использование этих приемов с биомеханических позиций

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — С. И. Швед, В. А. Немков, В. Г. Шилов

Biomechanical substantiation of bone fragmental fixation of calcaneus in treatment of its fractures with the Ilizarov apparatus

Medical-and-technical procedures, used in treatment of calcaneal fractures with the Ilizarov apparatus , are described in the work. The calculations are given, which substantiate use of these procedures from biomechanical points of view

Биомеханическое обоснование фиксации костных фрагментов пяточной кости при лечении ее переломов

С.И. Швед, В.А. Немков, В.Г. Шилов

Biomechanical substantiation of bone fragmentai fixation of calcaneus in treatment of its fractures with the Ilizarov apparatus

S.I. Shved, V.A. Nemkov, V.G. Shilov

Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика Г. А. Илизарова, г. Курган (Генеральный директор — академик РАМТН, д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ В.И. Шевцов)

В статье дается описание медико-технических приемов, используемых при лечении переломов пяточной кости аппаратом Илизарова. Приводятся расчёты, обосновывающие использование этих приемов с биомеханических позиций.

Ключевые слова: пяточная кость, перелом, аппарат Илизарова, биомеханика.

Medical-and-technical procedures, used in treatment of calcaneal fractures with the Ilizarov apparatus, are described in the work. The calculations are given, which substantiate use of these procedures from biomechanical points of view. Keywords: calcaneus, fracture, the Ilizarov apparatus, biomechanics.

Лечение переломов пяточной кости, составляющих до 4% от общего числа переломов костей опорно-двигательной системы [1, 3, 4], является актуальной проблемой травматологии. Связано это как с анатомо-функциональными особенностями данной кости, так и несовершенством традиционных способов лечения. Не случайно, количество неудовлетворительных результатов при лечении данных повреждений способами

консервативного и оперативного методов достигает от 25 до 80,5%, а от 23,5 до 78% пострадавших признаются инвалидами III-II групп [2, 5-7].

В настоящее время травматологами широко используется метод чрескостного остеосинтеза. И если для лечения переломов длинных трубчатых костей разработаны методики, позволяющие успешно решать лечебные задачи, то при повреждении губчатых костей, в частности, пяточной, возникают трудности.

1. Закрепленными и натянутыми в опоре

2. Дугообразно изогнутыми

3. Консольными с упорами

4. Консольными без упоров

Каждая из вышеперечисленных схем должна обеспечивать, во-первых, силу компрессии между костными отломками, необходимую для благоприятного заживления перелома, и, во-вторых, жёсткость фиксации костных фрагментов, достаточную для восприятия внешних нагрузок.

Нами проведены расчеты, позволяющие количественно оценить биомеханические возможности каждой схемы фиксации костных фрагментов спицами, изготовленными из стали 17Х18Н9.

1. Спицы, закрепленные и натянутые в опоре

Необходимо отметить, что способность натянутой и закрепленной в опоре спицы воспринимать внешнюю нагрузку или создавать силу компрессии зависит, главным образом, от диаметра и начальной силы натяжения спицы.

При воздействии поперечной нагрузки на натянутую спицу происходит увеличение силы натяжения спицы (рис. 1). В таблице 1 представлены значения начальных и конечных сил натяжения спицы, диаметром 1,5 мм, нагруженной в середине пролёта поперечной силой, равной 10 кгс.

Рис. 1. - Схема фиксации костного фрагмента спицей, закрепленной и натянутой в опоре

Значения начальных (Б0) и конечных (Б) сил натяжения спицы диаметром 1,5 мм при воздействии поперечной нагрузки силой 10 кгс

Силы натяжения S (кгс)

Для спиц диаметром 1,5 мм максимальная сила натяжения не должна быть больше 213 кгс, так как данное значение является пределом текучести материала спицы, и дальнейшее возрастание силы натяжения приводит к разрыву спицы. Максимальная же поперечная сила, воздействующая на спицу диаметром 1,5 мм и натянутую с силой не менее 100 кгс, как показывают наши расчеты, не должна превышать 17,5 кгс. Соответственно, эта величина прямо пропорциональна количеству спиц, закрепленных в опоре аппарата, то есть, например, максимальная поперечная нагрузка на опору, в которой натянуты и закреплены 2 спицы, составляет 35 кгс.

2. Дугообразно изогнутые спицы

При применении данного медико-технического приёма (рис. 2) сила компрессии (Р), создаваемая спицей в области перелома, зависит от величины угла изгиба ветвей спицы (aj и а2) и от силы её натяжения (N).

Рассчитать создаваемую силу компрессии можно по следующей формуле:

P = N cosa + N cosa

Например, если спицу, предварительно изогнутую под углом 600 (aj=a2=600), натянуть с

силой 40 кгс, то сила компрессии, создаваемая в области перелома, будет равняться P = 40 cos 600+ 40 cos 600 = 20 + 20 = Щкгс)

Рис. 2. - Схема фиксации костного фрагмента дугообразно изогнутой спицей

3. Консольные спицы с упорами

При фиксации костных отломков и осколков пяточной кости консольной спицей с упором (рис. 3) величина силы создаваемой компрессии (Р), при условии сохранения прямолинейности, то есть отсутствия изгиба спицы, находится в обратной зависимости от длины консоли (расстояния от опоры аппарата до кости) (Ь).

Рис. 3. - Схема фиксации костного фрагмента консольной спицей с упором

В таблице 2 приведены значения создаваемой силы компрессии в области перелома спицей с упором диаметром 1,5 мм, в зависимости от длины консоли.

Значения создаваемой силы компрессии (Р) консольной спицей с упором, в зависимости от длины консоли (Ь)

D (мм) L (мм) Р (кгс)

4. Консольные спицы без упоров

Способность консольной спицы создавать компрессию в области перелома или воспринимать поперечную нагрузку (рис. 4)

зависит от диаметра спицы, длины консоли (Ь) и величины допустимой деформации спицы (V). Наибольшие допустимые деформации спиц определены нами по напряжению текучести равному 126 кгс/мм2, при котором после снятия нагрузки остаточная деформация спицы составляет 0,2%.

Рис. 4. - Схема фиксации костного фрагмента консольной спицей без упора

В таблице 3 приведены данные о способности спицы создавать силу компрессии в области перелома или воспринимать поперечную нагрузку в зависимости от диаметра спицы, длины консоли и величины допустимой деформации спицы.

Значение создаваемой силы компрессии в зависимости от диаметра спицы (Б), длины консоли (Ь) и величины допустимой деформации спицы (V)

Б (мм) L (мм) V (мм) Р (кгс)

Как видно из данных табл. 3, чем меньше длина консоли и больше диаметр спицы, тем меньше величина деформации спицы при воздействии большей нагрузки.

5. Диафиксирующие спицы

При фиксации костных отломков и осколков пяточной кости диафиксирующими спицами (рис. 5), величина воспринимаемой нагрузки (Р) находится в прямой зависимости от диаметра спицы (Б) и в обратной зависимости от

расстояния от опоры до костного фрагмента, к которому фиксируется отломок или осколок (Ь). При этом необходимо учитывать, что под воздействием нагрузки возникает прогиб спицы, который тем больше, чем больше действующая сила и расстояние от опоры до костного фрагмента и меньше диаметр спицы (см. табл.4). Как видно из приведенной табл. 4, при применении данного медико-технического приема наиболее эффективно использование спиц диаметром 2,0 мм, причем расстояние от опоры до костного фрагмента не должно превышать 50-75 мм.

Рис. 5. - Схема фиксации костного фрагмента диафиксирующей спицей

Значения нагрузок (Р) и прогибов спиц (V) в зависимости от диаметра спицы (Б) и расстояния от опоры до костного фрагмента (Ь)

Б (мм) L (мм) Р (кгс) V (мм)

Таким образом, проведенные нами расчеты позволяют выбрать наиболее эффективную схему фиксации костных отломков и осколков при лечении переломов пяточной кости аппаратом Илизарова, создать необходимую силу межфрагментарной компрессии и определить допустимую нагрузку на травмированный сегмент.

1. Исламбеков У.С., Халиков Р.А. Диагностика и лечение свежих переломов пяточной кости // Мед. журн. Узбекистана. - 1990.

2. Карлэтяну М.А., Горня Ф.И., Грозман Ю.М. Использование аппаратов внешней фиксации для восстановления биомеханики стоп при переломах пяточной кости // Мед. биомеханика: Тез. докл. междунар. конф. В 4-х т. - Рига, 1986. - Т. III. - С.519-522.

3. Лечение переломов пяточной кости / Л.А. Якимов, Л.С. Рабинович, А.Д. Калашник, В.Е. Шестаков // Ортопед. травматол. -1988. - № 4. - С. 43-44.

4. Логинов Г.К. Лечение компрессионных переломов пяточной кости // Ортопед. травматол. - 1978. - № 1. - С. 72-73.

5. Реут Н.И. Отдаленные результаты лечения компрессионных переломов пяточной кости // Вестн. хирургии им. Грекова. - 1976.

6. Фишкин И.В. О лечении переломов пяточной кости // Ортопед. травматол. - 1986. - № 3. - С. 61-62.

7. Халиков Р.А. Комплексное хирургическое лечение переломов пяточной кости: Автореф. дис. канд. мед. наук. - Ташкент, 1992. - 23с.

Рукопись поступила 7.04.98.

Вниманию ортопедов-травматологов, руководителей медицинских учреждений и организаций, осуществляющих торговлю медицинскими приборами и инструментами Опытный завод РНЦ "ВТО" имени академика Г.А. Илизарова предлагает аппарат Илизарова, полукольца и стержни которого выполнены из современных композиционных материалов, обеспечивающие:

• прочность, не уступающую стальным

• снижение веса в 3 раза

Комплектуем заказы на 1998 год.

Заказы направлять по адресу: 640005 г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6, опытный завод РНЦ "ВТО"

Телефоны для справок: (35222) 3-50-54 - директор завода Воронцов Валерий Павлович

3-53-40 - отдел сбыта

Аппарат из металлических и рентгенпрозрачных колец и стержней на R-грамме

Компоновка аппарата с деталями из рентгенпрозрачных материалов

ПАМЯТИ Г.А. ИЛИЗАРОВА

В Македонии гостил советский хирург, ортопед с мировым именем, Гавриил Абрамович Илизаров, который отказался от классического лечения костей с помощью гипса и оперативного лечения, а лечит так называемым "бескровным вмешательством ", единственным в мире.

Cudotvorni prsteni lijecnika iz Kurgana. - ARENA (SFRJ). -1984. - N 1285 (Югославия)