Оценка предельной нагрузки на бедренную кость с армирующим имплантатом в проксимальном отделе

M. Nikolaitchik, A. Matveev, S. Bosiakov

Abstract: Потеря несущей способности трубчатой кости из-за остеопороза или доброкачественных опухолей является показателем для применения профилактической имплантации металлическими конструкциями в определенных областях бедренной кости. Для предотвращения переломов проксимального отдела бедренной кости чаще всего используются внешние фиксаторы с гвоздями.
Целью данного исследования является оценка предельной нагрузки на бедренную кость под действием собственного веса человека после фиксации интрамедуллярными гвоздями на основе конечно-элементного моделирования. Рассматривалось 3 случая фиксации: с помощью шнека, штопора и спицы, установленных в проксимальном отделе бедренной кости. Конечно-элементная модель бедренной кости восстанавливалась по КТ изображениям. Модуль упругости, модуль сдвига и коэффициент Пуассона кортикальной кости изменялись нелинейно вдоль анатомической оси бедренной кости. Нагрузка прикладывалась вдоль биомеханической оси бедра для имитации действия собственного веса человека. Оценка предельной нагрузки была выполнена с использованием параметра поврежденности конечного элемента.
Конечно-элементное моделирование прогнозирует увеличение предельной нагрузки на бедренную кость примерно на 10% после установки шнека или спицы; предельная нагрузки увеличилась примерно на 20% после установки штопора. Поэтому наиболее эффективным для предотвращения перелома проксимального отдела бедренной кости при остеопорозе или доброкачественных опухолях является применение штопора.

Keywords: образование перелома; -элементное моделирование; бедренная кость; гвоздевые имплантаты; предельная нагрузка

Date published: 2019-02-01