Журнал «Травма» Том 11, №3, 2010

Перелом дистального отдела лучевой кости является одним из наиболее часто встречающихся повреждений костей верхней конечности, составляя почти одну треть всех переломов костей предплечья [1, 5, 6]. Существует ряд способов лечения данной патологии. Среди них необходимо отметить консервативный метод (закрытая репозиция с последующей гипсовой иммобилизацией), накостный остеосинтез, наружный чрескостный остеосинтез и др. Применение каждого из приведенных способов лечения в большинстве случаев позволяет добиться благоприятных результатов, однако каждый из них не лишен недостатков, а определенный процент неблагоприятных результатов имеет место при применении каждой из известных методик [7, 8, 9, 10, 11]. В этих условиях важное значение может иметь адекватный выбор способа лечения в каждом отдельно взятом клиническом случае. Однако в настоящее время отсутствуют четко сформулированные критерии такого выбора для лечения переломов дистального эпиметафиза лучевой кости, позволяющие учесть особенности конкретной клинической ситуации. Разработка указанных критериев, с нашей точки зрения, способна улучшить результаты лечения данной патологии.

Цель исследования - экспериментально определить стабилизирующие возможности различных способов фиксации при лечении переломов дистального отдела лучевой кости.

Материал и методы

Испытания проводились на базе лаборатории биомеханики Института патологии позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко АМНУ с использованием стенда для биомеханических исследований.

Исследования проводились на 9 синтетических муляжах лучевой кости компании АО, предназначенных для обучения технологии остеосинтеза, по механическим свойствам приближающихся к костной ткани. На муляжах путем разрезания имитировали 3 вида переломов дистального отдела: прямой, Т-образный и оскольчатый, по 3 муляжа на каждый вид. Каждый перелом фиксировался 3-мя способами: спицами, накостной Т-образной пластиной и аппаратом внешней фиксации. Модели нагружались разными способами. Каждая модель подвергалась нагружению трижды.

Лучевую кость жестко закрепляли на стенде. К дистальному концу кости прикладывали нагрузку. Нагрузки плавно увеличивали от 0,1 Н до наступления эффекта «ползучести» (увеличение смещения отломков без увеличения нагрузки). Величина нагрузки измерялась тензодинамометром CAS CI-2001A. Величину смещения отломков регистрировали с помощью индикатора перемещений часового типа.

Данные, полученные в результате эксперимента, были обработаны статистически. Расчеты проводились с помощью пакета для обработки и анализа исследовательских данных SPSS 11.0. Предварительная подготовка данных для обработки проводилась в пакете MS Excel 2007. Для определения статистических характеристик креплений были использованы стандартные методы описательной статистики: определение среднего, стандартного отклонения выборки, дисперсия [4]. Для определения степени различия между видами креплений применили дисперсионный анализ с поправкой Бонферрони (для устранения эффекта множественных сравнений) [2]. Тест Шоффе использовали для поиска возможных одинаковых характеристик крепежей [3].

Результаты и обсуждение

Исследование стабилизационных свойств спиц при фиксации переломов проксимального отдела плечевой кости

При исследовании стабилизационных свойств спиц при фиксации переломов дистального отдела лучевой кости мы использовали две схемы нагружения (рис. 1). Первая схема имитировала ладонное сгибание кисти, вторая – отведение ее кнаружи.

Результаты, полученные после трех испытаний каждой модели обрабатывались методами описательной статистики с нахождением среднего и доверительного интервала. Так как эффект "ползучести" в каждом из опытов проявлялся при разных нагрузках, часть результатов мы отсекли, как случайные. Для сравнительного анализа результатов эксперимента мы сгруппировали их по схеме нагружения. Сводные графики зависимости величины смещения отломков от величины приложенной нагрузки представлены на рис. 2.

Как видим на графиках наибольшую стабильность фиксации спицы показали при прямых переломах, при Т-образных переломах результаты были приблизительно вдвое хуже. При фиксации оскольчатых переломов стабильность была наихудшей.

За удовлетворительный результат принимали величину смещения отломков 2 мм и проводили объективный анализ стабильности фиксации спицами. Величины нагрузок, приводящих к смещению отломков на 2 мм, при разных видах переломов представлены в табл. 1.

Как показали результаты проведенных исследований, применение спиц для фиксации оскольчатых переломов дистального отдела лучевой кости не целесообразно. Фиксация спицами прямых и т-образных переломов может быть методом выбора.

Исследование стабилизационных свойств накостной пластины при фиксации переломов дистального отдела лучевой кости

Первым этапом эксперимента мы решили проверить существует ли достоверная разница между нагружением модели с тыльной и ладонной сторон. Проверку выполняли на модели с прямым переломом дистального отдела лучевой кости.

Результаты трехкратного нагружения моделей показали, что средние величины смещения отломков не имеют значимых отличий на всем диапазоне нагружения. Это наглядно показано на графике зависимости величины смещения отломков от приложенной нагрузки (рис. 3).

Так как значимых отличий между нагружением модели с тыльной и ладонной стороны в результате эксперимента не обнаружено, модели с Т-образным и оскольчатым переломами нагружались только по схеме ладонного сгибания. Сравнение данных по типам переломов осуществляли по результатам эксперимента по данной схеме нагружения.

Кроме того, модели со всеми типами переломов нагружались по схеме отведения кнаружи. Так как эффект "ползучести", в каждом из опытов, проявлялся при разных нагрузках, часть результатов мы отсекли, как случайные. Для сравнительного анализа результатов эксперимента мы сгруппировали их по схеме нагружения. Сводные графики зависимости величины смещения отломков от величины приложенной нагрузки представлены на рис. 4.

Как видно на графиках, при небольших нагрузках (до 30 Н) пластина ведет себя практически одинаково при всех типах переломов и при обеих схемах нагружения. При таких нагрузках пластина обеспечивает достаточный уровень стабильности отломков (величина смещения отломков не превышает 2 мм). При нагрузках, имитирующих отведение кисти кнаружи и при нагрузках более 40 Н эффект ползучести проявляется в случаях фиксации Т-образных и оскольчатых переломов. При прямых переломах этот эффект возникает при нагрузках более 80 Н.

Величины нагрузок, приводящих к смещению отломков на 2 мм, при разных видах переломов представлены в табл. 2.

Таким образом, в результате проведенного исследования можно сделать вывод о том, что накостная пластина обеспечивает стабильную фиксацию всех видов переломов при нагрузках не превышающих 30-40 Н. В ходе выполнения эксперимента возник вопрос, как ведет себя накостная пластина при Т-образном и оскольчатом переломах в случаях, когда нагрузка приложена к отдельно взятому фрагменту.

Кривые зависимости величины смещения отломков от приложенной нагрузки, полученные во время проведения эксперимента, представлены на графиках (рис. 5).

На графике видно, что, в данном случае, величина смещения в 2 мм достигается при нагрузках порядка 15 Н, что в двое хуже, чем в случае приложения нагрузки ко всему разрушенному участку в целом.

Исследование стабилизационных свойств аппарата внешней фиксации при фиксации переломов дистального отдела лучевой кости

Исследование стабилизационных свойств аппарата внешней фиксации при переломах дистального отдела лучевой кости проводили в трех вариантах монтажа аппарата: с одной спицей; двумя спицами, расположенными параллельно, и с двумя спицами, расположенными крестообразно.

Нагружение модели осуществляли только по схеме имитации сгибания кисти.

Первым этапом, на модели прямого перелома, фиксированного аппаратом с одной спицей проверяли наличие значимых различий между вариантами нагружения модели с тыльной и ладонной сторон.

Результаты исследования представлены в виде графика зависимости величины смещения отломка от величины приложенной нагрузки (рис. 6).

На графике наглядно видно, при вариантах нагружения по схемам тыльного и ладонного сгибания аппарат внешней фиксации ведет себя практически одинаково. Расхождение наблюдалось только на начальном отрезке диапазона нагружения при нагрузках до 20 Н. Так как при таких нагрузках величина смещения отломков не превышает 0,6 мм было решено при дальнейших испытаниях аппарата внешней фиксации применять схему нагружения в имитации ладонного сгибания.

Результаты исследования стабилизационных свойств аппарата внешней фиксации в разных вариантах монтажа при прямом переломе дистального отдела лучевой кости представлены в виде графика на рис. 7.

Результаты исследования показали, что при фиксации прямого перелома аппарат во всех исследованных вариантах монтажа ведет себя практически одинаково при нагрузках до 30 Н. При более высоких уровнях нагружения варианты монтажа аппарата с двумя спицами (как при параллельном, так и при крестообразном монтаже) демонстрировали стабильную фиксацию (смещение отломков не более 2 мм) до нагрузок 80 и 90 Н соответственно.

Аппарат в варианте монтажа с одной спицей обеспечивал смещение отломков до 2 мм только до величины нагрузки 40 Н. Следует отметить, что в этом варианте монтажа аппарата эффект "ползучести" возникает при нагрузках более 70 Н. На рис. 8 представлены результаты исследования стабилизационных свойств аппарата внешней фиксации в разных вариантах монтажа при Т-образном переломе дистального отдела лучевой кости.

При Т-образном переломе аппарат обеспечивает стабильную фиксацию отломков (смещение не более 2 мм) при нагрузках от 30 Н в варианте монтажа с одной спицей до 40 Н в варианте монтажа с двумя спицами проведенными крестообразно. Вариант с параллельным проведением спиц занимал промежуточное положение. Эффект "ползучести" во всех вариантах монтажа аппарата наблюдался после достижения величины смещения отломков 4 мм. В вариантах монтажа аппарата с одной спицей и двумя спицами проведенными параллельно, этот эффект возникал при нагрузке свыше 50 Н. При крестообразном проведении спиц модель выдерживала нагрузку до 70 Н. Результаты исследования стабилизационных свойств аппарата внешней фиксации в разных вариантах монтажа при оскольчатом переломе дистального отдела лучевой кости представлены в виде графика на рис. 9.

Результаты фиксации оскольчатых переломов аппаратом в различных вариантах монтажа в целом похожи на результаты фиксации Т-образных переломов. Стабильная фиксация имеет место до нагрузок 30-40 Н. Небольшие различия наблюдаются при более высоких значениях нагрузки. эффект ползучести при проведении одной спицы наблюдается после достижения смещения отломков 5,5 мм и величины нагрузки 50 Н. Параллельно проведенные спицы обеспечивают смещение отломков 5 мм при нагрузке 60 Н. Спицы, проведенные крестообразно держат также, как и при фиксации Т-образного перелома.

Обоснование выбора способа фиксации в зависимости от типа перелома дистального отдела лучевой кости

После выполнения экспериментальных исследований стабилизационных свойств различных средств фиксации переломов дистального отдела лучевой кости, возник справедливый вопрос определения места каждого из этих средств в лечении вышеуказанных переломов. Для решения этой задачи нами была выполнена дополнительная серия экспериментов. В этой серии модели нагружались по схеме ладонного сгибания. Нагрузку плавно увеличивали до момента достижения величины смещения отломков 2 мм. Нагружение каждой модели проводили трехкратно. Для определения степени различия между видами креплений применили дисперсионный анализ с поправкой Бонферрони (для устранения эффекта множественных сравнений). Группировочный тест Шоффе использовали для поиска возможных одинаковых характеристик крепежей. Результаты сравнительного статистического анализа стабилизационных свойств различных средств фиксации при прямом переломе дистального отдела лучевой кости представлены в табл. 3.

Как показано в таблице 3 при прямом переломе дистального отдела лучевой кости спицы и аппарат внешней фиксации в варианте монтажа с одной спицей отнесены в одну группу и обеспечивают стабильную фиксации при нагрузках до 40,5 Н. Наилучшие результаты показал аппарат внешней фиксации в вариантах монтажа с двумя спицами, проведенными крестообразно и параллельно, величина смещения отломков 2 мм достигалась в среднем при нагрузках 78,87±1,12 и 88,60±0,70 Н соответственно. Накостная пластина показала результат промежуточный между этими двумя группами, но ближе к спицам и аппарату с одной спицей (45,07±2,63 Н), хотя эти результаты значимо отличались от этой группы.

Учитывая относительно высокие результаты всех средств фиксации, можно сказать, что при прямых переломах проксимального отдела локтевой кости лучшими стабилизационными свойствами обладает аппарат внешней фиксации в вариантах монтажа с двумя спицами, все остальные средства фиксации могут быть методом выбора.

В таблице 4 представлены результаты сравнительного анализа стабилизационных свойств различных средств фиксации при Т-образном переломе дистального отдела лучевой кости.

При фиксации Т-образных переломов дистального отдела лучевой кости лучшими стабилизирующими свойствами обладают накостная пластина и аппарат внешней фиксации в варианте монтажа с двумя спицами, проведенными крестообразно (смещение отломков на 2 мм достигалось в среднем при нагрузке порядка 42 Н). Хуже всего работали спицы и аппарат внешней фиксации в варианте монтажа с одной спицей (максимальная нагрузка составила менее 30 Н). Аппарат внешней фиксации с параллельно проведенными спицами показал промежуточный результат, ближе к первой группе (37,77±1,72 Н).

Таким образом, можно заключить, что при лечении Т-образных переломов дистального отдела лучевой кости наиболее целесообразно проводить фиксацию отломков накостной пластиной и аппаратом внешней фиксации с крестообразным проведением спиц. Аппарат с параллельным проведением спиц может быть методом выбора.

Результаты сравнительного анализа стабилизационных свойств различных средств фиксации при оскольчатом переломе дистального отдела лучевой кости представлены в табл. 5.

При фиксации оскольчатых переломов дистального отдела лучевой кости лучшие стабилизационные свойства показали аппараты внешней фиксации с крестообразным монтажом спиц (42,37±0,65 Н). Результаты накостной пластины были несколько хуже, но так как различия с аппаратом оказались статистически не значимыми (р>0,05) эти два средства фиксации были отнесены в одну группу. Спицы очень слабо справляются с удержанием нескольких отломков одновременно (17,13±1,25 Н). Чуть лучше показатели у аппарата внешней фиксации с одной спицей, хотя его показатели (25,43±1,25 Н) статистически значимо отличаются от показателей спиц. Аппарат с параллельным проведением спиц разместился ближе к накостной пластине (34,30±1,87 Н), но статистически значимо "не дотянул" до нее по своим фиксирующим способностям. Таким образом, при лечении оскольчатых переломов дистального отдела лучевой кости лучшими методами фиксации являются накостная пластина и аппарат внешней фиксации с крестообразным расположением спиц. Аппарат внешней фиксации с параллельным проведением спиц может быть методом выбора.

Выводы

1. При прямых переломах дистального отдела лучевой кости лучшими стабилизационными свойствами обладает аппарат внешней фиксации в вариантах монтажа с двумя спицами, все остальные средства фиксации могут быть методом выбора.

2. При лечении Т-образных и оскольчатых переломов дистального отдела лучевой кости наиболее целесообразно проводить фиксацию отломков накостной пластиной и аппаратом внешней фиксации с крестообразным проведением спиц. Аппарат с параллельным проведением спиц может быть методом выбора.