Medline.ru - Разработка методики получения компрессионных и оскольчатых переломов L<sub>I</sub> позвонка

Повреждения позвоночного столба относят к наиболее тяжёлым видам травм опорно-двигательного аппарата, требующим длительного госпитального и реабилитационного лечения.

Для сравнения и биомеханического обоснования существующих в настоящее время методик оперативной фиксации повреждённых позвоночно-двигательных сегментов (ПДС), возникла необходимость в получении моделей различных переломов позвоночника.

В литературе описано достаточное количество исследований биомеханических свойств ПДС.

Г.П. Ступаков и соавт. (1989), исследовали натурное и численное моделирование действия на позвоночник человека продольных нагрузок, определили особенности деформирования и разрушения позвонков. Но всё же основной целью их исследования было моделирование, на грудных и поясничных ПДС, ситуации катапультирования, для определения оптимальной конструкции кресла лётчика.

Влияние динамических нагрузок в отечественной литературе исследовалось на шейно-грудном отделе позвоночника биоманекенов с использованием механизма "хлыстовой" травмы (типа кивка) при различных скоростях нагружения на специальных стендах (Громов А.П. 1970;1979).

С.А. Гозулов и соавт. (1972), в статическом режиме исследовали прочностные и упругие свойства позвонков, дисков и их комплексов шейно-грудного и грудопоясничного отделов позвоночника. Было доказано, что предел прочности и упругая деформация участков позвоночника возрастают в направлении от шейного к поясничному.

Лишь Витол Э.А. и соавт. (1989), в своей публикации дают описание разработанного ими специального маятникового стенда для определения прочностных характеристик позвоночника человека при ударных нагрузках. Но сам стенд очень громоздкий (основание стенда имеет массу 480 кг), и помимо этого необходимы: пьезокерамический датчик давления, нивелиры с лазерным источником света и фотодиодом, осциллограф, фотоаппарат. Yoganandan N., et all (1993), изучали зависимость деформации различных колонн позвоночника (передней, средней, задней) в зависимости от нагрузки в интактном препарате, при нестабильном повреждении и после транспедикулярной фиксации на различных уровнях. К сожалению, в их статье не был описан режим получения нестабильного повреждения позвоночника.

Таким образом, в литературе описано несколько методик моделирования переломов позвоночника, но ни в одном из изученных исследований не ставилось задачей получить различные виды переломов позвонков, либо методика была очень сложной, а аппаратура громоздкой.

Нашей целью было получение компрессионных, неполных оскольчатых и полных оскольчатых переломов тела L_I позвонка. Уровень L_I выбран не случайно. Переломы позвонков в нижнем грудном и поясничном отделах, ввиду анатомических и биомеханических особенностей, представляют наибольшую группу - до 54,9 % (по данным различных авторов) от всех повреждений позвоночного столба. Экспериментальному изучению подвергли участки позвоночника на уровне Th_XII-L_II, изъятых у трупов людей, умерших в возрасте 20 - 40 лет. Методика забора и хранения препаратов соответствовала описанной в литературе (Витол Э.А., 1989; Ступаков Г.П., 1989; Lund T.,2003). Препарат со всеми связочными структурами между позвонками извлекался из трупа, помещался в полиэтиленовый пакет и замораживался. Эксперименты обычно проводились на второй, третий день после получения препаратов. Оттаивание производилось в пакете, чтобы уменьшить возможность дегидратации. Препарат очищали от остатков мышечной ткани, сохраняя интактными костно-связочные структуры. Использовались препараты без выраженных признаков дегенеративно-дистрофических процессов, что подтверждалось визуально. Краниальная замыкательная пластинка Th_XII и каудальная замыкательная пластинка L_II помещались в специальные чаши и укреплялись в них винтовыми стержнями. Далее препарат устанавливался в "Универсальный учебный комплекс для статических испытаний материалов" (КСИМ - 40) и подвергали внешней осевой центренной нагрузке.

В литературе имеется достаточно много данных, касающихся исследования прочностных и эластично-вискозных характеристик ПДС в условиях статического нагружения. В работах Ю.М. Аникина и соавт. (1978;1980), экспериментально установлены средние предельные прочностные величины позвонков C_III - L_V и межпозвонковых дисков C_II - L_V при аксиальном компрессионном статическом нагружении по оси. На эти данные мы опирались для определения нагрузки при которой возникнет компрессионный перелом L_I.

Три препарата подвергались внешней осевой центренной нагрузке 500 кг ступенчато (по 100 кг), со скоростью 1 мм/мин. После приложения нагрузки позвоночно-двигательные сегменты извлекались из испытательного стенда и исследовались макроскопически и рентгенологически. Оценка рентгенограмм показала, что были получены компрессионные переломы тела L_I позвонка.

Три препарата решено было подвергнуть внешней осевой центренной нагрузке 1000 кг форсированно со скоростью 1 мм/мин. Анализ рентгенограмм показала, что были получены неполные оскольчатые переломы тела L_I позвонка.

Для получения полных оскольчатых переломов тела L_I позвонка, было решено увеличить нагрузку до 1500 кг, и скорость до 60 мм/мин. В данном режиме нагрузки исследовались также три препарата, рентгенологически было доказано, что удалось получить полные оскольчатые переломы тела L_I позвонка.

Таким образом, нами были определены режимы получения компрессионных, неполных оскольчатых и полных оскольчатых переломов тела L_I позвонка в зависимости от прелагаемой внешней осевой центренной нагрузки с различной скоростью. Данные модели переломов позвонков будут полезны для сравнения и биомеханического обоснования различных методов фиксации повреждённого позвоночно-двигательного сегмента.