DOI: https://doi.org/10.20535/2521-1943.2020.89.195054

Spatial deformations of osteosynthesis systems. Message 2. Experimental results

М. M. Dyman, M. S. Shidlovskiy, D. G. Odydko, О. P. Zakhovaiko

Abstract


Test procedure and a device for the spatial loading of full-scale bone specimens with fractures and fixation means and simultaneous measurement of mutual displacements arising in the fracture region due to the load are presented. The device allows us to apply longitudinal, transverse bending and rotational one-time and long-term cyclic loads to the specimen, simulating the action of loads when walking. The measurement of displacements was carried out by digitally photographing the fracture areas followed by computer image processing.

The test results of the “tibia with simulated fracture - fixation plate” systems under spatial loading by three external forces are presented, which cause compression, bending and torsion. As a result of the tests, the values of mutual displacements and the angles of mutual rotation of parts of the fracture were measured.

Comparison of test and calculation results using the relationships described in Message 1 shows the suitability of the method, which allows us to quickly and reliably assess the level of displacements in bone fractures under the spatial loading.

Keywords


osteosynthesis; biomechanical characteristics; tibia; compression; bending; torsion; displacements in a fracture; angle of rotation; dangerous loads; permissible load

Full Text:

PDF

References


Weber, T.G., Harrington, R.M., Henley, M.B. and Tencer, A.F. (1997), “The role of fibular fixation in combined fractures of the tibia and fibula: a biomechanical investigation”, J Orthop. Trauma, vol. 11, no. 3, pp. 206–211.

Zelle, B.A., Bhandari, M., Espiritu, M. and dr. (2006), “Treatment of distal tibia fractures without articular involvement: a systematic review of 1125 fractures”, J Orthop Trauma, vol. 20, no. 1, pp. 76–79.

Jaarsma, R.L. van Kampen, A. (2004), “Rotational malalignment after fractures of the femur”, J Bone Joint Surg Br., vol. 86, no. 8, pp. 1100–1104. https://doi.org/10.1302/0301-620X.86B8.15663

Ricci, W.M., Bellabarba, C., Lewis, R., and dr. (2001), “Angular malalignment after intramedullary nailing of femoral shaft fractures”, J Orthop Trauma, vol. 15, no. 2, pp. 90–95.

Tonin, M.S. (2009), Biomehanicheskie sistemyi osteosinteza pri lechenii perelomov klyuchitsyi [Biomechanical systems of osteosynthesis in the treatment of clavicle fractures], avtoref. dis., Saratov, Russian.

Shidlovskogo, M.S. and Lakshi, A.M. (ed.) (2017), Eksperimentalni doslidzhennya zasobiv osteosintezu, [Experimental studies of osteosynthesis], Lenvit, Kyiv, Ukraina.

Shidlovskiy, M.S., Radomskiy, O.A., Litun, Y.M., AksyutIn, A.G. Zareestrovano 12.03.2012, Byul. № 5, 2012, Sposib vimiryuvannya zmischen ulamkiv kistok lyudini v eksperimentI, Patent na korisnu model № 68177.

Shidlovskiy, M.S., Zahovayko, O.P., Diman, M.M. 12.06.2017, Byul. № 11, 2017, Sposib viznachennya zmischennya ulamkiv kistok v mistsyah perelomiv, Patent na korisnu model № 117085.

Shidlovskiy, M.S., Litun, Y.M., Zahovayko, O.P., Onischenko, E.E., Diman, M.M. 25.09.2018, Byul. № 18, 2018, Sposib vimiryuvannya prostorovih peremischen ulamkiv kistok lyudini v eksperimenti, Patent na korisnu model № 128638.

Bur’yanov, O.A., Shidlovskiy, M.S., Omelchenko, T.M., Diman, M.M., 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, pp. 129–133.

Shidlovskiy, М., Dyman, М. and Omelchenko, T. (2018), “The tibial fractures fixation system deformation characteristics”, Mechanics and Advanced Technologies, vol. 84, no. 3, pp. 52–60. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2018.84.141615


GOST Style Citations


  1. Weber T.G. The role of fibular fixation in combined fractures of the tibia and fibula: a biomechanical investigation / Weber T.G., Harrington R.M., Henley M.B., Tencer A.F. // J Orthop. Trauma. – 1997. – Vol. 11, No. 3. – P. 206–211.
  2. Zelle B.A. Treatment of distal tibia fractures without articular involvement: a systematic review of 1125 fractures / Bhandari M., Espiritu M., and dr. // J Orthop Trauma. – 2006. – Vol. 20, No. 1. – P. 76–79.
  3. Jaarsma R.L. Rotational malalignment after fractures of the femur/van Kampen A. // J Bone Joint Surg Br. – 2004. – Vol. 86, No. 8. – P. 1100–1104. https://doi.org/10.1302/0301-620X.86B8.15663
  4. Ricci W.M. Angular malalignment after intramedullary nailing of femoral shaft fractures. / Bellabarba C., Lewis R., and dr. // J Orthop Trauma. – 2001. – Vol. 15, No. 2. – P. 90–95.
  5. Tonin M.S. Biomechanical systems of osteosynthesis in the treatment of clavicle fractures : Author’s thesis. S.: 2009. – 22 p.
  6. Шидловського М.С., Лакши А.М. Експериментальні дослідження засобів остеосинтезу. – К.: Ленвіт, 2017. – 277 с.
  7. Патент на корисну модель № 68177. Спосіб вимірювання зміщень уламків кісток людини в експерименті. Шидловський М.С., Радомський О.А., Літун Ю.М., Аксютін А.Г. Зареєстровано 12.03.2012 р., Бюл. № 5, 2012.
  8. Патент на корисну модель № 117085. Спосіб визначення зміщення уламків кісток в місцях переломів / Шидловський М.С., Заховайко О.П., Димань М.М. Зареєстровано 12.06.2017 р., Бюл. № 11, 2017.
  9. Патент на корисну модель № 128638 Спосіб вимірювання просторових переміщень уламків кісток людини в експерименті / Шидловський М.С., Літун Ю.М., Заховайко О.П., Онищенко Є.Є., Димань М.М. Зареєстровано 25.09.2018 р., Бюл. № 18, 2018.
  10. 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. – 2017. – № 1–2. – С. 129–133.
  11. Shidlovskiy М., Dyman М., Omelchenko T. The tibial fractures fixation system deformation characteristics // Mechanics and Advanced Technologies. – 2018. – Vol. 84, No. 3. – Р. 52–60. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2018.84.141615




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/