Анализ основных элементов фиксации аппарата для внешнего остеосинтеза (А.В. Цискарашвили, А.В. Дудченко)

А.В. Цискарашвили, А.В. Дудченко. Анализ основных элементов фиксации аппарата для внешнего остеосинтеза// Российский журнал биомеханики. 2019. Т. 23, № 3: 435–450

Аннотация. В целях определения степени стабильности остеосинтеза выделены четыре основные системы фиксации, которые основываются на взаимодействии фиксатора и отломков: 1) фиксатор – кость, та часть элемента, которая в непосредственном контакте с костью; 2) промежуточное звено, это пространство между костью и несущей частью фиксатора; 3) фиксатор – фиксатор, взаимосвязь отдельных деталей и узлов фиксатора; 4) кость – кость через фиксатор. В настоящей работе рассматриваются основные методы и подходы сопротивления материалов для первого звена фиксатор – кость, которые могут быть использованы для выбора компонентов конструкции аппарата внешней фиксации, обеспечивающей требуемые жесткость и прочность. Приведены расчетные схемы и определяющие соотношения для расчета элементов аппарата, обеспечивающие его прикрепление к кости. На основании проведенных расчетов построены графики и таблицы для подбора элементов внешнего фиксатора, а также определены перемещения элемента аппарата в зависимости от нагрузки на него.

Abstract. In order to determine the degree of osteosynthesis stability, four basic fixation systems can be identified depending upon the correlation of the fixator and bone fragments. The first level corresponds to fixator–bone connection and determines the element which is directly connected to a bone. The second level – intermediate element which specifies the space between the bone and the supporting part of the fixator. Level 3 includes connections and joints between different parts of the apparatus. The fourth level unifies all the apparatus parts defining bone-to-bone fixation through the fixator. This work reviews the main methods and approaches based on structural mechanics’ principles that can be used to construct the first-fixation-level (fixator–bone level). These methods can be applied to select the components of the external fixation device to provide the required stiffness and strength of the apparatus. The paper provides calculation schemes and constitutive equations to calculate stress-strain state of the apparatus elements to provide its effective attachment to the bone. This paper includes graphs and tables for selecting external fixator elements elaborated as the result of calculations. In addition, it determines deformations of the components if they are under loading condition.