Жарінов О.Б....

Жарінов О.Б.

МП-52

� Розроблення методики і створення обладнання длядослідження характеристик жорсткості систем«кістка – апарат фіксації».

� Проведення експериментів і порівняння механічниххарактеристик непошкодженої кістки і систем«кістка – аппарат фіксації».

� Дослідження закономірностей накопиченнязалишкових (необоротніх) деформацій внепошкодженій кістці і системах «кістка – аппаратфіксації» з урахуванням дії циклічногонавантаження.

АвториАвториАвториАвтори дослідженьдослідженьдослідженьдосліджень ОбОбОбОб’’’’єктиєктиєктиєкти дослідженьдослідженьдослідженьдосліджень ОсновніОсновніОсновніОсновні результатирезультатирезультатирезультати

Ткачева А.В.

Попсуйшапка О.К.

Анкін Л.М.

Білінський П.І.

Білінський П.І.

Біомеханічні системизовнішньої фіксації

Компресійно-дистракційний остеосинтез

Остеосинтез таендопротезування

Фіксатори та пристрої

Мікрорухливість уламківпрепарату кістки

Приведені системи та їхжорсткості для лікуваннядовгих кісток

Розвиток остеосинтезу звикористанням стрижневихапаратів

Практичні методикизастосування остеосинтезу

Обгрунтування фіксуючихможливостей на фізичніймоделі

Залежність від видунавантаження та способуфіксації

Непошкоджена великогомілкова кістка

Великогомілкова кістка з переломому середній третині, фіксована стрижневим

апаратом зовнішньої фіксації

Для фіксації препаратівпри дослідах настиск(компресію), згин такручення(ротацію) використовувалиіндивідуальні опори, виготовлені ізсамотвердіючої пластмаси«Протакрил-М».

Остеосинтезодностороннімдвухплощиним апаратомзовнішнбої фіксаціївиконували по стандартнійметодиці.

Для фіксації препаратівпри дослідах настиск(компресію), згин такручення(ротацію) використовувалиіндивідуальні опори, виготовлені ізсамотвердіючої пластмаси«Протакрил-М».

Остеосинтезодностороннімдвухплощиним апаратомзовнішнбої фіксаціївиконували по стандартнійметодиці.

№№№№пппп////пппп

НайменуванняНайменуванняНайменуванняНайменування ТехнічніТехнічніТехнічніТехнічніхарактеристикихарактеристикихарактеристикихарактеристики

ПохибкаПохибкаПохибкаПохибкавимірюваньвимірюваньвимірюваньвимірювань

1 Машина

випробувальна

TIRATЕST -- 2151

навантаження до 5 кН ± 0.1 Н

переміщення до 1 м ± 0.01 мм

швидкість переміщення

від 0.5 до 1000 мм / хв

± 1 %

2 Штангенциркуль зцифровою індикацією

Розміри від 0 до 160 мм ± 0.01 мм

3 Цифровий фотоапаратSONY- DSC-W200

Кількість мегапікселів12.1

в залежності від

фокусноївідстані

4 Ноутбук Acer

із вбудованою

вебкамерою

Acer 1112

Кількість мегапікселів0.3

в залежності від

фокусної

відстані

ЦИКЛИЧЕСКОЕДЕФОРМИРОВАНИЕ

Циклічнедеформування

Блок-схема системи для дослідженнябіомеханічних характеристик нижніх кінцівок

Вимірювальний інструмент: камера CANON “POWER SHOT A720 IS”портативний комп’ютер РС model M 51 S

Система управління цифровим зображенням АCDSeeТМ

Система управління цифровим зображенням АCDSeeТМ

Ліворуч - ненавантажена консольно закріплена кістка. Праворуч – та ж сама кістка при згинальному навантаженні 50 Н (Мзг = 1.3 Нм).

Розрахунок взаємногоЗміщення уламківкістки:

Масштаб по осі Х

0.0135 мм/пікс.∆1-2(х) = = (1619-1423)·0.0135 == 2.65 мм.

Вимірювання індикатором

ІЧ-10:

∆1-2(х) = 2.58 мм.

Розходження 2.7%.

2||

1|0

2|

Y

X

1 2

∆1-2(x)

∆1-2(y

)

∆Р(у) - вертикальне переміщення точки прикладання нагрузки; ∆Р(z) - бокове перемещіння точки прикладання нагрузки;∆1(у) - вертикальне переміщення точки, що належить

дистальному уламку;∆2(у) - вертикальне переміщення точки, що належить прок-

симальному уламку;∆1-2(х) – вимірювання відстані між точками 1 та 2 по довжині

кістки.

∆Р(х) - вертикальне переміщення точки прикладання нагрузки;∆3(у) - бокове переміщення точки медіальної частини кістки;∆1-2(х) – вимірювання відстані між точками 1 та 2 по довжині

кістки.

ШвидкістьШвидкістьШвидкістьШвидкість деформуваннядеформуваннядеформуваннядеформуванняV = 2V = 2V = 2V = 2.5 .5 .5 .5 мммммммм////хвхвхвхв

ПереміщенняПереміщенняПереміщенняПереміщення точкиточкиточкиточкиприкладанняприкладанняприкладанняприкладання нагрузкинагрузкинагрузкинагрузки ---- ∆∆∆∆

ПрикладенеПрикладенеПрикладенеПрикладене зусиллязусиллязусиллязусилля ---- РРРР

ЖорсткістьЖорсткістьЖорсткістьЖорсткість системисистемисистемисистеми СССС = = = = РРРР / / / / ∆∆∆∆

ПитомаПитомаПитомаПитома деформаціядеформаціядеформаціядеформація δ = 1/= 1/= 1/= 1/С

∆∆∆∆ = 0.2 = 0.2 = 0.2 = 0.2 мммммммм РРРР = 297 = 297 = 297 = 297 ННННСССС = 1485 = 1485 = 1485 = 1485 НННН////ммммммммδδδδ = 6.73= 6.73= 6.73= 6.7310101010----4444 мм////Н

∆∆∆∆ = 0.4 = 0.4 = 0.4 = 0.4 мммммммм РРРР = 606 = 606 = 606 = 606 ННННСССС = 1515 = 1515 = 1515 = 1515 НННН////ммммммммδδδδ = 6.60= 6.60= 6.60= 6.6010101010----4 4 4 4 мммммммм////НННН

∆∆∆∆ = 0.6 = 0.6 = 0.6 = 0.6 мммммммм РРРР = 904 = 904 = 904 = 904 ННННСССС = 1507 = 1507 = 1507 = 1507 НННН////ммммммммδδδδ = 6.63= 6.63= 6.63= 6.6310101010----4 4 4 4 мммммммм////НННН

ШвидкістьШвидкістьШвидкістьШвидкість деформуваннядеформуваннядеформуваннядеформуванняV = 2V = 2V = 2V = 25 5 5 5 мммммммм////хвхвхвхв

ВідстаньВідстаньВідстаньВідстань відвідвідвід точкиточкиточкиточки прикладанняприкладанняприкладанняприкладаннясилисилисилисили додододо защемленнязащемленнязащемленнязащемлення кісткикісткикісткикісткиL = L = L = L = 290 290 290 290 мммммммм

ПереміщенняПереміщенняПереміщенняПереміщення точкиточкиточкиточки прикладанняприкладанняприкладанняприкладаннянагрузкинагрузкинагрузкинагрузки ---- ∆∆∆∆ПрикладенеПрикладенеПрикладенеПрикладене зусиллязусиллязусиллязусилля ---- РРРРЖорсткістьЖорсткістьЖорсткістьЖорсткість системисистемисистемисистеми СССС = = = = РРРР / / / / ∆∆∆∆ПитомаПитомаПитомаПитома деформаціядеформаціядеформаціядеформація δδδδ = 1/= 1/= 1/= 1/СССС

∆∆∆∆ = 2 = 2 = 2 = 2 мммммммм РРРР = 85.6 = 85.6 = 85.6 = 85.6 ННННСССС = 42.8 = 42.8 = 42.8 = 42.8 НННН////ммммммммδδδδ = 0.0234 = 0.0234 = 0.0234 = 0.0234 мммммммм////НННН




ДовжинаДовжинаДовжинаДовжина стрижнястрижнястрижнястрижня, , , , створюючогостворюючогостворюючогостворюючогокрутнийкрутнийкрутнийкрутний моментмоментмоментмоментL = L = L = L = 150 150 150 150 мммммммм

ПитомаПитомаПитомаПитома деформаціядеформаціядеформаціядеформація

∆∆∆∆ = 3 = 3 = 3 = 3 мммммммм РРРР = 28.9 = 28.9 = 28.9 = 28.9 ННННСССС = 9.63 = 9.63 = 9.63 = 9.63 НННН////мммммммм

δδδδ = 0.103 = 0.103 = 0.103 = 0.103 мммммммм////НННН






ПереміщенняПереміщенняПереміщенняПереміщення точкиточкиточкиточки прикладанняприкладанняприкладанняприкладаннянагрузкинагрузкинагрузкинагрузки ---- ∆∆∆∆



ПитомаПитомаПитомаПитома деформаціядеформаціядеформаціядеформація δ = 1/= 1/= 1/= 1/С

∆∆∆∆ = 2.5 = 2.5 = 2.5 = 2.5 мммммммм РРРР = 58.7 = 58.7 = 58.7 = 58.7 ННННСССС = 23.48 = 23.48 = 23.48 = 23.48 НННН////мммммммм

δδδδ = 4.26= 4.26= 4.26= 4.2610101010----2222 мм////Н


δδδδ = 4.44= 4.44= 4.44= 4.4410101010----2222 мммммммм////НННН


ВідстаньВідстаньВідстаньВідстань відвідвідвід точкиточкиточкиточки прикладанняприкладанняприкладанняприкладання силисилисилисили додододозащемленнязащемленнязащемленнязащемлення кісткикісткикісткикісткиL = L = L = L = 290 290 290 290 мммммммм

ПереміщенняПереміщенняПереміщенняПереміщення точкиточкиточкиточки прикладанняприкладанняприкладанняприкладаннянагрузкинагрузкинагрузкинагрузки ---- ∆∆∆∆

ПрикладенеПрикладенеПрикладенеПрикладене зусиллязусиллязусиллязусилля ---- РРРРЖорсткістьЖорсткістьЖорсткістьЖорсткість системисистемисистемисистеми СССС = = = = РРРР / / / / ∆∆∆∆ПитомаПитомаПитомаПитома деформаціядеформаціядеформаціядеформація δδδδ = 1/= 1/= 1/= 1/СССС

∆∆∆∆ = 10 = 10 = 10 = 10 мммммммм ∆∆∆∆ = 20 = 20 = 20 = 20 ммммммммРРРР = 27.2 = 27.2 = 27.2 = 27.2 НННН РРРР = 52.5 = 52.5 = 52.5 = 52.5 ННННСССС = 2.72 = 2.72 = 2.72 = 2.72 НННН////мммммммм СССС = 2.63 = 2.63 = 2.63 = 2.63 НННН////ммммммммδδδδ = 0.368 = 0.368 = 0.368 = 0.368 мммммммм////НННН δδδδ = 0.380 = 0.380 = 0.380 = 0.380 мммммммм////НННН

ШвидкістьШвидкістьШвидкістьШвидкість деформуваннядеформуваннядеформуваннядеформуванняV = V = V = V = 100 100 100 100 мммммммм////хвхвхвхв

ДовжинаДовжинаДовжинаДовжина стрижнястрижнястрижнястрижня, , , , створюючогостворюючогостворюючогостворюючогокрутнийкрутнийкрутнийкрутний моментмоментмоментмоментL = L = L = L = 150 150 150 150 мммммммм



ПитомаПитомаПитомаПитома деформаціядеформаціядеформаціядеформація δδδδ = 1/= 1/= 1/= 1/СССС



Накопичення необоротних деформацій (∆∆∆∆, мм) в непошкодженій кістці при згині№ циклу Дослід 1 Дослід 2 Дослід 3

Р max == 82 Н

Рmin == 10 Н

Необоротні

деформації

Р max == 162 Н

Рmin == 10 Н



Р max == 240 Н Рmin =

= 10 ННеоборотні


1 1,92 0,23 3,74 0,24 5,67 0,29

2 1,94 0,24 +0.01 3,79 0,27 +0.03 5,74 0,33 +0.04

10 1,96 0,27 +0.04 3,87 0,32 +0.08 5,88 0,45 +0.16

30 1,98 0,28 +0.05 3,91 0,37 +0.13 5,99 0,53 +0.24

50 2,01 0,29 +0.05 3,94 0,40 +0.16 6,04 0,63 +0.34

Накопичення необоротних деформацій (∆∆∆∆, мм) в пошкодженій кістціз зовнішнім стрижневим апаратом при згині

№ циклу Дослід 1 Дослід 2 Дослід 3

Р max == 50.5 Н

Рmin == 10 Н



Р max == 50.5 Н

Рmin == 10 Н



Р max == 240 Н

Рmin == 10 Н



1 18.95 4,72 18.90 4.70 18.93 4.70

2 19.19 4.87 +0.15 19.21 4.85 +0.15 19.17 4.89 +0.19

10 19.55 5.23 +0.51 19.58 5.24 +0.54 19.57 5.22 +0.52

30 19.86 5.62 +0.90 19.88 5.62 +0.92 19.84 5.60 +0.90

50 20.06 5.82 +1.10 20.10 5.83 +1.13 20.08 5.81 +1.11

бланк реєстрації 1-1

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7


0

50

100

150

200

250

300

0 1 2 3 4 5 6 7


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

P,

∆,

мм

ДіаграмиДіаграмиДіаграмиДіаграми деформуваннядеформуваннядеформуваннядеформуваннянеушкодженоїнеушкодженоїнеушкодженоїнеушкодженої ВГКВГКВГКВГК


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

P, H

∆,


0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

Р, Н

∆,

мм


0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25

Р, Н

∆,

мм

Діаграми деформуваннясистеми “ВГК - СтАЗФ”

ВГК - стиск

ВГК - згин

ВГК - кручення

ВГК – “СтАЗФ” - крученя

ЦиклиЦиклиЦиклиЦикли накопиченнянакопиченнянакопиченнянакопичення деформаційдеформаційдеформаційдеформаційвввв непошкодженійнепошкодженійнепошкодженійнепошкодженій кістцікістцікістцікістці

приприприпри крученнікрученнікрученнікрученні

ЦиклиЦиклиЦиклиЦикли накопиченнянакопиченнянакопиченнянакопичення деформаційдеформаційдеформаційдеформаційвввв системісистемісистемісистемі ВГКВГКВГКВГК –––– ““““СтАЗФСтАЗФСтАЗФСтАЗФ””””

приприприпри крученнікрученнікрученнікрученні

δА/ δН δАз/δНз

ВідношенняВідношенняВідношенняВідношення деформаційдеформаційдеформаційдеформацій системисистемисистемисистеми """"ВГКВГКВГКВГК ---- СтАЗФСтАЗФСтАЗФСтАЗФ" (" (" (" (δδδδАААА, , , , δδδδззззАААА))))

додододо деформаційдеформаційдеформаційдеформацій неушкодженоїнеушкодженоїнеушкодженоїнеушкодженої ВГКВГКВГКВГК ((((δδδδнннн, , , , δδδδззззнннн))))

приприприпри одноразовомуодноразовомуодноразовомуодноразовому тататата циклічномуциклічномуциклічномуциклічному навантаженняхнавантаженняхнавантаженняхнавантаженнях....

� ЗастосуванняЗастосуванняЗастосуванняЗастосування тоготоготоготого чичичичи іншогоіншогоіншогоіншого критеріюкритеріюкритеріюкритерію надійностінадійностінадійностінадійностісистемсистемсистемсистем остеосинтезуостеосинтезуостеосинтезуостеосинтезу ((((здатністьздатністьздатністьздатність системсистемсистемсистем опиратисяопиратисяопиратисяопиратисякомпресійнимкомпресійнимкомпресійнимкомпресійним, , , , згинальнимзгинальнимзгинальнимзгинальним абоабоабоабо ротаційнимротаційнимротаційнимротаційнимнавантаженнямнавантаженнямнавантаженнямнавантаженням) ) ) ) залежитьзалежитьзалежитьзалежить відвідвідвід тоготоготоготого, , , , якіякіякіякі режимирежимирежимирежимифізіологічнихфізіологічнихфізіологічнихфізіологічних навантаженьнавантаженьнавантаженьнавантажень ((((короткочаснікороткочаснікороткочаснікороткочасні абоабоабоабодовготривалідовготривалідовготривалідовготривалі) ) ) ) очікуютьсяочікуютьсяочікуютьсяочікуються приприприпри застосуваннізастосуваннізастосуваннізастосуванні СтАЗФСтАЗФСтАЗФСтАЗФ....

� ДляДляДляДля оцінкиоцінкиоцінкиоцінки надійностінадійностінадійностінадійності СтАЗФСтАЗФСтАЗФСтАЗФ найбільшнайбільшнайбільшнайбільш чутливимичутливимичутливимичутливимидодододо діїдіїдіїдії короткочаснихкороткочаснихкороткочаснихкороткочасних одноразовиходноразовиходноразовиходноразових навантаженьнавантаженьнавантаженьнавантажень єєєєданіданіданідані випробуваньвипробуваньвипробуваньвипробувань препаратівпрепаратівпрепаратівпрепаратів нананана стискстискстискстиск, , , , аааа додододо діїдіїдіїдіїциклічнихциклічнихциклічнихциклічних навантаженьнавантаженьнавантаженьнавантажень –––– даніданіданідані випробуваньвипробуваньвипробуваньвипробувань нанананакрученнякрученнякрученнякручення тататата згинзгинзгинзгин.

Жарінов О.Б....

Documents