DOI: https://doi.org/10.20535/2521-1943.2020.88.195038

Spatial Deformation of Osteosynthesis Systems. Message 1. Criteria of Functional Reliability.

M. Shidlovskiy, M. Dyman, O. Zakhovaiko, T. Omelchenko

Abstract


Based on experimental studies, an analytical method is proposed for assessing the functional reliability of osteosynthesis systems. As criteria for the rigidity of osteosynthesis systems, displacements and mutual rotations of parts of bone fractures with fixation tools were used. The characteristics of the “bone with a fracture - fixation system”, necessary for calculations, determined experimentally from individual loads by compression, bending, and torsion of bone samples with simulated fractures and fixation tools.

The characteristics of the plates for fixation of tibial fractures are determined, the level of allowable loads is calculated according to the combined action of compression, bending and torsion, and the areas of valid loads are determined.

The proposed criteria for functional reliability make it possible, using simple tests and analytical calculations, to determine permissible load levels that do not lead to the occurrence of dangerous movements in the fracture area.


Keywords


osteosynthesis, tibia, functional reliability, stiffness criteria, displacement of fracture parts, linear displacements, mutual rotation angles

Full Text:

PDF

References


Ahmedov, B.A., Tihilov, R.M. and Ataev, A.R. (2007), Osteosintez plastinami s uglovoy stabilnostyu vintov v lechenii ognestrelnyih perelomov dlinnyih kostey konechnostey, Travmatologiya i ortopediya Rossii, vol. 44, no. 2, pp. 17–23.

Bilinskiy, P.I., Chaplinskiy, V.P. and Andreychin, V.A. (2013), Teoreticheskiy analiz biomehanicheskih aspektov osteosinteza pri kosom perelome bolshebertsovoy kosti kontaktnyimi i malokontaktnyimi plastinami (soobschenie vtoroe),Travma, vol. 14, no. 4, pp. 51–56.

Gayko, G.V., Korzh, M.O., Kalashnikov, A.V. ta In. (2007), Analiz stanu travmatologo-ortopedichnoyi dopomogi naselennyu UkraYini v 2004 – 2005 rr., Dovid, K. Volya.

Adrianov, M.V., Kokurnikov, V.N. and El Samad Abdul Mohamed, (1997), Opyit primeneniya implantiruemyih sterzhnevyih apparatov sistemyi A.I. Bliskunova, Novoe v ortopedii, travmatologii i kombustiologii, Yalta, pp. 26–27.

Beydik, O.V., Levchenko, K.K. and Troshkin, Yu.V. (2009), Metod sterzhnevogo chreskostnogo osteosinteza v lechenii diafizarnyih perelomov kostey goleni, Geniy ortopedii, no. 4. pp. 114–120.

Tonin, M.S. (2009), Biomechanical systems of osteosynthesis in the treatment of clavicle fractures : Author’s thesis [Biomehanicheskie sistemyi osteosinteza pri lechenii perelomov klyuchitsyi : avtoref. dis. kand. phys-mat. nauk], Saratov, Russian.

Gutsulyak, V.I., Sulima, V.S. and Shibel, I.V. (2014), Biomehanichne obgruntuvannya klinichnogo zastosuvannya universalnogo aparata z adaptatsieyu formi opor do anatomichnoyi konfIguratsiyi segmenta kintsivki, Zhurnal Travma, vol. 15, no. 6, pp. 65–71.

Shidlovskiy, M.S., Zahovayko, O.P.and Diman, M.M. (2018), Deformatsiyni kriteriyi funktsionalnoyi nadiynosti sistem osteosintezu, V kn.: Materiali mizhnarodnoyi naukovo - tehnichnoyi konferentsiyi “Progresivna tehnika, tehnologiya ta inzhenerna osvita”, 19 - 22 chervnya, Kyiv, Ukraina, pp. 55–58.

Shidlovskogo, M.S. and Lakshi, A.M., Za red. (2017), Eksperimentalni doslidzhennya zasobiv osteosintezu, Kol. Avtoriv, K.: Lenvit,

Shidlovskiy, M.S., Zahovayko, O.P. and Diman, M.M. (2017), Patent na korisnu model # 117085 SposIb viznachennya zmischennya ulamkiv kistok v mistsyah perelomiv. 12.06.2017, Byul. # 11,.

Shidlovskiy, M.S., Zahovayko, O.P. and Diman, M.M. (2017), Porivnyalni pokazniki nadiynosti sistem osteosintezu, Biomedichna Inzheneriya, no. 4, pp. 96–100.

Bur’yanov, O.A., Shidlovskiy, M.S., Omelchenko, T.M., Diman, M.M. and Musienko, O.S. (2017), Deformatsiyni harakteristiki sistem fiksatsiyi, scho zastosovuyutsya pri perelomah ta korektsIynih osteotomiyah distalnogo vIddIlu velikogomilkovoyi kistki, Litopis travmatologiyi ta ortopediyi, no. 1-2(35-36), pp. 129–133, http://nbuv.gov.ua/UJRN/Lto_2017_1-2_29

Diman, M.M. (2018), Doslidzhennya biomehanichnih harakteristik zasobiv fiksatsiyi perelomIv kistok kintsivok, V kn.: Materiali mizhnarodnoyi naukovo - tehnichnoyi konferentsiyi “Progresivna tehnika, tehnologiya ta inzhenerna osvita”, 19–22 chervnya, Kyiv, Ukraina, pp. 48–51.

Shidlovskiy, M.S., Diman, M.M. and Omelchenko, T.M. (2017), Deformatsiyni harakteristiki sistem fIksatsiyi perelomiv velikogomilkovih kistok, V kn.: Materiali HVIII mizhnarodnoyi naukovo - tehnichnoyi konferentsiyi “Progresivna tehnika, tehnologiya ta inzhenerna osvita”, 29 chervnya, 1 lipnya, Kyiv, Ukraina, pp. 64–66.


GOST Style Citations


1.     Ахмедов Б.А. Остеосинтез пластинами с угловой стабильностью винтов в лечении огнестрельных переломов длинных костей конечностей / Б.А. Ахметов, Р.М. Тихилов, А.Р. Атаев // Травматология и ортопедия России. –
2007. - №2 (44). – С. 17 – 23. 136.

2.     Билинский П.И. Теоретический анализ биомеханических аспектов остеосинтеза при косом переломе большеберцовой кости контактными и малоконтактными пластинами (сообщение второе) / П.И. Билинский, В.П. Чаплинский, В.А. Андрейчин // Травма. – 2013. – Том 14, №4. – С. 51 – 56.

3.     Аналіз стану травматолого-ортопедичної допомоги населенню України в 2004 – 2005 рр.: Довід. / Г.В. Гайко, М.О. Корж, А.В. Калашніков [та ін.] – К.: Воля. – 2007. – 132 с.

4.     Адрианов М.В. Опыт применения имплантируемых стержневых аппаратов системы А.И. Блискунова / М.В. Адрианов, В.Н. Кокурников, Эль Самад Абдул Мохамед // Новое в ортопедии, травматологии и комбустиологии. – Ялта, 1997.– С. 26–27.

5.     Бейдик О.В. Метод стержневого чрескостного остеосинтеза в лечении диафизарных переломов костей голени / О.В. Бейдик, К.К. Левченко, Ю.В. Трошкин // Гений ортопедии. – 2009. - №4. – С. 114 – 120.

6.     Tonin M.S. (2009), Biomechanical systems of osteosynthesis in the treatment of clavicle fractures : Author’s thesis [Biomehanicheskie sistemyi osteosinteza pri lechenii perelomov klyuchitsyi : avtoref. dis. kand. phys-mat. nauk], Saratov, 22 p. (in Russian)

7.     Гуцуляк В.І., Сулима В.С., Шібель І.В. Біомеханічне обґрунтування клінічного застосування універсального апарата з адаптацією форми опор до анатомічної конфігурації сегмента кінцівки // Журнал Травма. – № 6 (15), 2014. – С.65-71

8.     Шидловський М.С., Заховайко О.П., Димань М.М. Деформаційні критерії функціональної надійності систем остеосинтезу // В кн.: Матеріали міжнародної науково - технічної конференції «Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта» – 19 - 22 червня 2018 р., м. Київ, Україна,  – С. 55-58.

9.     Експериментальні дослідження засобів остеосинтезу. Кол. авторів / За ред. Шидловського М.С., Лакши А.М., – К.: Ленвіт, 2017. – 277 с. 

10.  Шидловський М.С., Заховайко О.П., Димань М.М. Патент на корисну модель № 117085 Спосіб визначення зміщення уламків кісток в місцях переломів Зареєстровано 12.06.2017 р., Бюл. № 11, 2017.

11.  Шидловський М.С., Заховайко О.П., Димань М.М. Порівняльні показники надійності систем остеосинтезу // Біомедична інженерія, № 4, 2017, C. 96-100.

12.  Бур’янов О.А., Шидловський М.С., Омельченко Т.М., Димань М.М., Мусієнко О.С. Деформаційні характеристики систем фіксації, що застосовуються при переломах та корекційних остеотоміях дистального відділу великогомілкової кістки // Літопис травматології та ортопедії. – № 1-2(35-36), 2017. – C.129-133.

13.  Димань М.М. Дослідження біомеханічних характеристик засобів фіксації переломів кісток кінцівок // В кн.: Матеріали міжнародної науково - технічної конференції «Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта» – 19 - 22 червня 2018 р., м. Київ, Україна,  – С. 48-51.

14.  Шидловський М.С., Димань М.М., Омельченко Т.М. Деформаційні характеристики систем фіксації переломів великогомілкових кісток // В кн.: Матеріали ХVІІІ міжнародної науково - технічної конференції «Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта» – 29 червня - 1 липня 2017 р., м. Київ, Україна,  – С. 64-66.





Copyright (c) 2020 Mechanics and Advanced Technologies

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

________________

©Mechanics and Advanced Technologies

National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 

Address: 37, Prospect Peremohy, 03056, Kyiv-56, Ukraine

tel: +380 (44) 204-95-37

http://journal.mmi.kpi.ua/