Analiza numeryczna stabilności zespolenia złamania kłykcia kości piszczelowej

• Autorzy: Dziergowska Katarzyna , Kudłacik Konrad , Słowiński Jakub J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Złamanie kłykcia kości piszczelowej jest poważnym urazem, który w obrębie złamań wszystkich kości długich stanowi 1% tego typu uszkodzeń [1], natomiast w obrębie samej kości piszczelowej już 9,2% przypadków [2]. Złamanie takie powstaje w efekcie superpozycji obciążeń działających pionowo wzdłuż osi kości w połączeniu z siłami działającymi ukośnie [3]. Tego rodzaju stan obciążeń jest możliwy do osiągnięcia podczas uprawiania sportu, ale też w efekcie wypadków komunikacyjnych. Liczba urazów i ich lokalizacja są pochodną wzrostu dynamiki życia, wydłużania się średniego wieku oraz aktywnego, nawet pośród seniorów, stylu życia [4]. Złamanie kłykcia zorientowane jest najczęściej po stronie bocznej kości. Znacznie rzadziej, zaledwie w 10-20% przypadków złamanie to przebiega po stronie przyśrodkowej, ale jego konsekwencje są poważniejsze [5]. Kłykieć przyśrodkowy pośredniczy w przeniesieniu 60% ciężaru ciała podczas normalnej aktywności, materiał kostny w jego obszarze charakteryzuje większa gęstość, jak również większy jest sam obszar tej części nasady bliższej kości względem strony bocznej [5]. Kłykieć boczny ze względu na jego umiejscowienie, tj. większą ekspozycję na zewnątrz ciała, znacznie łatwiej ulega uszkodzeniu. Z tego powodu złamania tego typu mogą częściej pochodzić od urazów o niskiej energii i w efekcie nie charakteryzują się dużą liczbą odłamów. Niezależnie od położenia, opisane złamanie bezpośrednio rzutuje na stabilność i ruchomość w stawie kolanowym, a dalej na mobilność pacjenta, w związku z czym jest kluczowe, aby jego stabilizacja mogła zapewnić prawidłowy zrost kostny i powrót do zdrowia [6]. W realizacji tego celu, szczególnie po stronie bocznej kości, najczęściej stosuje się śruby gąbczaste. Implant tego rodzaju stosowany jest powszechnie w wariancie o średnicy 6,5 mm o określonym skoku gwintu. Literatura fachowa porusza tematykę wpływu zastosowania dodatkowej śruby i sposobu jej umieszczenia względem pozostałych śrub [2], [4], [7] oraz dodatkowego użycia płytki [2], [5]-[8] na stabilność zespolenia odłamów kostnych. Brakuje natomiast źródeł, w których analizie poddano by wpływ wymiarów geometrycznych gwintu śruby na parametry istotne dla procesów zrostu kostnego. Postawiony cel obejmował oszacowanie stabilności izolowanego złamania kłykcia bocznego kości piszczelowej AO 4.1.B.1.1 zespolonego za pomocą dwóch śrub gąbczastych jako jednej z zalecanych technik operacyjnych.

Słowa kluczowe

PL

złamanie kości piszczelowej; kość piszczelowa; metoda elementów skończonych; analiza numeryczna

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 8, nr 6
• Strony: 488--491
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dziergowska Katarzyna

• Zakład Zaawansowanych Technologii Materiałowych, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław

autor

Kudłacik Konrad

• Oddział Ortopedyczno-Urazowy Specjalistycznego Szpitala im. dra A. Sokołowskiego, ul. Sokołowskiego 4, 58-309 Wałbrzych

autor

Słowiński Jakub J.

• Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• 1. R. Elsøe: Tibial Plateau Fractures: Incidence, radiological, functional, and patient-reported outcomes, Aalborg Universitetsforlag 2016.
• 2. X. Huang, Z. Zhi, B. Yu, F. Chen: Stress and stability of plate-screw fixation and screw fixation in the treatment of Schatzker type IV medial tibial plateau fracture: a comparative finite element study, J. Orthop. Surg., 10(1), 2015, 182.
• 3. N. Manidakis, A. Dosani, R. Dimitriou, D. Stengel, S. Matthews, P. Giannoudis: Tibial plateau fractures: functional outcome and incidence of osteoarthritis in 125 cases, Int. Orthop., 34(4), 2010, 565-570.
• 4. A. Weimann, T. Heinkele, M. Herbort, B. Schliemann, W. Petersen, M.J. Raschke: Minimally invasive reconstruction of lateral tibial plateau fractures using the jail technique: a biomechanical study, BMC Musculoskelet. Disord., 14(1), 2013, 120.
• 5. M. Parkkinen, J. Lindahl, T.J. Mäkinen, S.K. Koskinen, A. Mustonen, R. Madanat: Predictors of osteoarthritis following operative treatment of medial tibial plateau fractures, Injury, 49(2), 2018, 370-375.
• 6. H. Sun, Y. Zhu, Q.-F. He, L.-Y. Shu, W. Zhang, Y.-M. Chai: Reinforcement strategy for lateral rafting plate fixation in posterolateral column fractures of the tibial plateau: The magic screw technique, Injury, 48(12), 2017, 2814-2826.
• 7. H. Cift, O. Cetik, B. Kalaycioglu, M.H. Dirikoglu, K. Ozkan, F. Eksioglu: Biomechanical comparison of plate-screw and screw fixation in medial tibial plateau fractures (Schatzker 4). A model study, Orthop. Traumatol. Surg. Res., 96(3), 2010, 263-267.
• 8. I. Carrera, P.E. Gelber, G. Chary, M.A. González-Ballester, J.C. Monllau, J. Noailly: Fixation of a split fracture of the lateral tibial plateau with a locking screw plate instead of cannulated screws would allow early weight bearing: a computational exploration, Int. Orthop., 40(10), 2016, 2163-2169.
• 9. BHH Mikromed: Wkręty. [Online]. Dostępne na: http://www.mikromed.pl/wp-content/uploads/2018/06/MIKROMED_1_01.pdf. [Udostępniono: 08-grudz-2018].
• 10. G. Pakuła, J.J. Słowiński, K. Ścigała: Biomechanics of distal femoral fracture fixed with an angular stable LISS plate, Acta Bioeng. Biomech., 15(4), 2013, 57-65.
• 11. AZO Materials: Titanium Alloys – Ti6Al4V Grade 5. [Online]. Dostępne na: https://www.azom.com/properties.aspx?Article-ID=1547. [Udostępniono: 08-grudz-2018].
• 12. J.A. Alierta, M.A. Pérez, B. Seral, J.M. García-Aznar: Biomechanical assessment and clinical analysis of different intramedullary nailing systems for oblique fractures, Comput. Methods Biomech. Biomed. Engin., 19(12), 2016, 1266-1277.
• 13. R. Będziński: Biomechanika inżynierska – Zagadnienia wybrane, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• 14. I.P. Herman: Physics of the human body, Berlin; New York: Springer 2007.