Продукция

Экспериментальное исследование прочностных характеристик различных фиксаторов для остеосинтеза внутренней лодыжки.

Целью настоящего исследования было определение прочности различных видов остеосинтеза внутренней лодыжки и используемых при этом фиксаторов.

1. Материалы и методы испытания.

Исследования проведены в испытательной лаборатории ФГУП «ЦИТО им. Н.Н.Приорова Минздрава России». Испытания стабильности различных видов остеосинтеза внутренней лодыжки и механической прочности различных фиксаторов производились на сервогидравлической универсальной испытательной машине фирмы «WALTER + bai ag», Швейцария. Внешний вид испытательной машины представлен на рис.1.

Рис.1 Внешний вид сервогидравлической универсальной испытательной машины

 

Машина способна развивать силу в статическом режиме 10 кН, а в динамическом примерно 12 кН (около, 1200 кг), что вполне достаточно для проведения данной работы. Скорость нагружения образцов составляла 5 мм/мин. Ошибка измерения силы и деформации не выходила за пределы 0,5 %. В исследовании использовались методы разрушающего контроля: сжатие и растяжение.

Температура окружающего воздуха при проведении испытаний была в диапазоне от 19 до 23 градусов по Цельсию. Для проведения биомеханических исследований из программного обеспечения DIONpro были извлечены и адаптированы технические программы, которые позволили с большой степенью объективности осуществить весь комплекс работ. Регистрация результатов испытания осуществлялась на компьютере.

Степень смещения и деформация испытуемого образца отслеживается автоматически и фиксируется на графике. Управление подвижной траверсой осуществляется с помощью дистанционного устройства, представленного на рисунке 2.

Рис.2 Внешний вид дистанционного устройства.

 

Были смоделированы одинаковые переломы внутренней лодыжки на пластиковых моделях голеностопного сустава и проведены сравнительные испытания прочности трех видов остеосинтеза с помощью канюлированных винтом, V-образной спицы, а также биодеградируемые винты из гликолизированной молочной кислоты. Также испытана прочность этих фиксаторов при срезающих нагрузках.

Объекты испытания.

Объектом №1. Явился остеосинтез перелома внутренней лодыжки 2 биодеградируемыми винтами. Внешний вид модели остеосинтеза перелома внутренней лодыжки биодеградируемыми винтами перед испытанием представлен на рис. 3

Рис.3 Внешний вид остеосинтеза перелома внутренней лодыжки биодеградируемыми винтами перед испытанием.

 

Объектом №2 явился остеосинтез внутренней лодыжки 2 канюлированными винтами. Внешний вид остеосинтеза модели перелома внутренней лодыжки 2 канюлированными винтами представлен на рис.4

Рис.4 Внешний вид.

 

Объектом №3 явился остеосинтез перелома внутренней лодыжки V-образной спицей. Внешний вид остеосинтеза модели перелома внутренней лодыжки V-образной спицей представлен на рис.5

Рис.5 Внешний вид остеосинтеза V-образной спицей.

 

Внешний вид образцов после испытаний представлен на рис.6.

Рис.6 Внешний вид фиксаторов после испытаний.

 

Результаты испытаний.

Диаграммы испытания фиксаторов перелома приведены на рис.7-9.

Рис. 7 (остеосинтез 2 биодеградируемыми винтами)

Рис. 8 (остеосинтез 2 канюлированными винтами)

Рис. 9 (Остеосинтез V-образной спицей)

Диаграммы испытания фиксаторов на срезающих нагрузках на рис.10-12.

Рис. 10 (остеосинтез 2 биодеградируемыми винтами)

Рис. 11(остеосинтез 2 канюлированными винтами)

Рис. 12 (Остеосинтез V-образной спицей)

Результаты испытаний сведены в таблицу (растяжение)

Наименование изделия Предел прочности MPa Удлинение при растяжении
1. Остеосинтез перелома 2 биодеградируемыми винтами. 403.00 38,49 %
2. Остеосинтез перелома 2 канюлированными винтами. 395.33 26.98%
3. Остеосинтез перелома винтами V-образной спицей. 284.00 18.99%

 

Результаты испытаний сведены в таблицу (срезающие нагрузки)

Наименование изделия Предел прочности MPa Удлинение при растяжении
1. Остеосинтез перелома 2 биодеградируемыми винтами 862.33 5,55 %
2. Остеосинтез перелома 2 канюлированными винтами. 1424.00 3.70%
3. Остеосинтез перелома винтами V-образной спицей. 714.33 11.04%

 

4. Обсуждение результатов испытания.

Из данных таблицы и диаграмм разрушения по результатам испытаний выявлено, что остеосинтез канюлированными винтами и V-образной спицей (образец №2,3) при испытаниях на растяжение показали самый низкий результат: предел прочности (Rm) при растяжении составил в Rm - 395,00 и 284,00 МРа (Рис. 7,9) на растяжение, лучшие результаты на растяжение показал остеосинтез 2 биодеградируемыми винтами и составил 403МРа. На срезающие нагрузки низкие результаты: у образцов №1 и №3 предел прочности (Rm) составил 862,33 и 714,33 MPa на срезающие нагрузки (рис. 10, 12). Остеосинтез 2 канюлированными винтами (образец №2) показал следующие значения при растяжении Rm - 395.33 MPa (рис. 8), при срезающей нагрузке – 1424,00 МРа (Рис. 11), тем самым показал лучший результат при испытании прочностных характеристик. Остеосинтез биодеградируемыми винтами (образец №1) показал следующие значения при растяжении Rm - 403.00 MPa (рис. 7) лучший результат на растяжение, при срезающей нагрузке – 862,33 МРа (Рис. 10), тем самым показал хорошие результаты при испытании прочностных характеристик, практически не уступая по прочностным характеристикам остеосинтеза металлическим канюлированным винтам.

При анализе результатов стабильности исследуемых видов остеосинтеза можно заключить, что исследуемые фиксаторы показали результаты отвечающие требованиям, предъявляемые к погружному остеосинтезу. во время проведения испытаний данных фиксаторов, перелома фиксаторов не выявлено.