Analiza porównawcza wybranych wariantów stabilizacji złamania kości ramiennej za pomocą gwoździa śródszpikowego

• Autorzy: Słowiński Jakub J. , Kęszycki Dawid , Kudłacik Konrad

Warianty tytułu

EN

A comparative study of stabilization variants of humeral fracture using an intramedullary nail

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Złamanie kości ramiennej stanowi blisko 1,5% wszystkich złamań, ale ze względu na wiek zróżnicowana jest przyczyna powstawania urazu. Leczenie operacyjne, stosowane w bardziej rozległych i skomplikowanych urazach, polega na stabilizacji za pomocą implantów płytkowych bądź gwoździ śródszpikowych. W ramach przeprowadzonej analizy numerycznej stabilizacji złamania trzonu kości ramiennej porównano 4 metody zespolenia tytanowego gwoździa śródszpikowego z odłamami kostnymi. Wyniki przeprowadzonych symulacji wykazały, że w zakresie analizowanych danych, każdy z testowanych wariantów umożliwia uzyskanie zrostu kostnego. Maksymalne przemieszczenia międzyodłamowe mieściły się w zakresie 325-540 μm, co stanowi wartość korzystną dla procesów zrostu. Także wartości naprężeń odnotowanych dla poszczególnych modeli nie wskazały na przekroczenie doraźnych wartości na wytrzymałość. Uzyskane wyniki sugerują, że dla danego przypadku każdy z wariantów stabilizacji pozwoli na uzyskanie pozytywnych efektów leczenia.

EN

Fractures of the humerus constitute nearly 1.5% of all fractures, but due to age, the cause of the injury varies. The surgical treatment, used in more extensive and complicated injuries, consists in stabilization with the help of plate implants or intramedullary nails. As part of the numerical analysis of the stabilization of the humerus fracture, 4 methods of the intramedullary nail fixation were compared. The results of the conducted simulations showed that in the range of the analyzed data, each of the tested variants allows for bone union. Maximal interfragmentary movement was in the range of 325-540 μm, which is a favorable value for bone union processes. Also the stresses recorded for individual models did not exceeded the strength of used materials. The obtained results suggest that each of the stabilization variants will allow to obtain positive treatment effects.

Słowa kluczowe

PL

złamanie kości; kość ramienna; gwóźdź śródszpikowy; metoda elementów skończonych

EN

humerus; fracture; intramedullary nail; finite element method

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 8, nr 2
• Strony: 141--144
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Słowiński Jakub J.

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

autor

Kęszycki Dawid

• Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, 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

Bibliografia

• 1. P.M. Rommens: Humeral Shaft Fractures, [w:] H.-J. Oestern (Red.): Bone and joint injuries, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014, 63-73.
• 2. N.K. Pansey, G.M. Sharma, L.G. Naik, K.S. Badgire, F. Qureshi, V. Jain: Intramedullary nailing versus plating in shaft humerus fractures: a prospective randomized study, Int. J. Res. Orthop., 3(3), 2017, 578.
• 3. K.C. Mahabier, L.M.M. Vogels, B.J. Punt, G.R. Roukema, P. Patka, E.M.M. Van Lieshout: Humeral shaft fractures: Retrospective results of non-operative and operative treatment of 186 patients, Injury, 44(4), 2013, 427-430.
• 4. K.S. Kant, A.K. Manav, R. Kumar, Abhinav, A. Sharma, V.K. Sinha: Ender nail fixation of humeral diaphyseal fracture: Indications and outcome – A series of 46 cases, J. Arthrosc. Jt. Surg., 4(3), 2017, 137-140.
• 5. A.R. Spiguel, R.J. Steffner: Humeral shaft fractures, Curr. Rev. Musculoskelet. Med., 5(3), 2012, 177-183.
• 6. M. Nowik, B. Ciesielczyk: Wady i zalety zespolenia śródszpikowego w leczeniu złamań trzonu kości ramiennej, Now. Lek., 76(6), 2007, 451-454.
• 7. M.C. Makhni, E.C. Makhni, E.F. Swart, C.S. Day (Red.): Humerus Shaft Fracture, [w:]: Orthopedic Emergencies, Springer, 2017.
• 8. D.D.V. Raj, D.A.A. Xavier: Functional and radiological outcome of intramedullary interlocking nail in the treatment of fracture shaft of humerus, Int. J. Orthop. Sci., 4(1), 2018, 750-752.
• 9. M.R. Broadbent, E. Will, M.M. McQueen: Prediction of outcome after humeral diaphyseal fracture, Injury, 41(6), 2010, 572-577.
• 10. E. Westrick, B. Hamilton, P. Toogood, B. Henley, R. Firoozabadi: Humeral shaft fractures: results of operative and non-operative treatment, Int. Orthop., 41(2), 2017, 385-395.
• 11. J.A. Key: Indications and contraindications for medullary nailing of fractures, J. Am. Med. Assoc., 158(12), 1955, 1001-1003.
• 12. BodyParts3D/Anatomography, http://lifesciencedb.jp/bp3d/.
• 13. Katalog implantów – gwoździe śródszpikowe, https://chm.eu/uploads/k_04_intramedullary-nails.pdf.
• 14. B. Kozub, Ł. Matuszyk, S. Łagan: Analiza wytrzymałościowa mes stabilizacji kości piszczeli metodą ZESPOL z uwzględnieniem własności ortotropowych kości, Aktual. Probl. Biomech., 5, 2011.
• 15. Titanium Ti-6Al-4V (Grade 5), Annealed, ASM Aerospace Specification Metals, Inc., http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MTP641.
• 16. P. Clavert, M. Zerah, J. Krier, P. Mille, J.F. Kempf, J.L. Kahn: Finite element analysis of the strain distribution in the humeral head tubercles during abduction: comparison of young and osteoporotic bone, Surg. Radiol. Anat., 28(6), 2006, 581-587.
• 17. G. Dahan, N. Trabelsi, O. Safran, Z. Yosibash: Verified and validated finite element analyses of humeri, J. Biomech., 49(7), 2016, 1094-1102.
• 18. S. Eberle, P. Augat: Preventing Contact Convergence Problems in Bone-Implant Contact Models, ANSYS Conference & 25th CADFEM Users’ Meeting, 2007.
• 19. A.E. Goodship, J. Kenwright: The influence of induced micromovement upon the healing of experimental tibial fractures, J. Bone Joint Surg. Br., 67(4), 1985, 650-655.
• 20. L. Claes, H.-J. Wilke, P. Augat, S. Rübenacker, K. Margevicius: Effect of dynamization on gap healing of diaphyseal fractures under external fixation, Clin. Biomech., 10(5), 1995, 227-234.
• 21. S. Wolf i in.: The effects of external mechanical stimulation on the healing of diaphyseal osteotomies fixed by flexible external fixation, Clin. Biomech. Bristol Avon, 13(4-5), 1998, 359-364.
• 22. D. Carter, W. Hayes: Bone compressive strength: the influence of density and strain rate, Science, 194(4270), 1976, 1174-1176.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).