Оцінка ефективності фіксації розрізу капсули кульшового суглоба поліпропіленовою сіткою
Заголовок (російською):
Оценка эффективности фиксации разреза капсулы тазобедренного сустава полипропиленовой сеткой
Заголовок (англійською):
Estimation of efficiency of hip joint capsule cut fixation with polypropylene mesh
Автор(и):
Панченко С.П.
Масленніков С.О.
Головаха М.Л
Автор(и) (англ):
Panchenko S.P.
Maslennikov S.O.
Golovakha M.L.
Ключові слова (укр):
капсула, кульшовий суглоб, ендопротез, напружено-деформований стан, модель, метод скінчених елементів
Ключові слова (рус):
капсула, тазобедренный сустав, эндопротез, напряженно-деформированное состояние, модель, метод конечных элементов
Ключові слова (англ):
capsule; hip joint; endoprosthesis; stress-strain state; model; finite element method
Анотація (укр):
Вивих стегнового компонента ендопротеза є одним з найбільш частих ускладнень при тотальному ендопротезуванні кульшового суглоба (ТЕКС). Розрізняють безліч чинників розвитку вивихів. Кращим варіантом «лікування» вивиху при ТЕКС є запобігання розвитку первинної нестабільності. Особливо актуальним питання відновлення капсульно-зв’язкового апарату є для людей з ожирінням. Ретельне відновлення структур м’яких тканин або збереження цих структур за допомогою модифікованих доступів значно скорочує частоту виникнення вивихів. В даний час розроблено безліч способів зміцнення та відновлення задніх структур капсули кульшового суглоба. У даній роботі досліджується спосіб відновлення і зміцнення задніх структур капсули кульшового суглоба за допомогою сітчастих імплантатів на основі поліпропілену. Мета роботи: оцінка ефективності використання поліпропіленової сітки для закриття дефекту капсули кульшового суглоба. Матеріали та методи. Дослідження виконувалось в програмному комплексі, заснованому на методі скінчених елементів. Для раціонального використання ресурсів ЕОМ була побудована розрахункова модель, яка складалася лише з моделі капсули і моделі головки ендопротеза. Розміри елементів розрахункової моделі відповідали дійсним розмірам цих об’єктів. У роботі досліджувалося два способи ушивання капсули: вузловими швами і поліпропіленовою сіткою. Також, побудована додаткова контрольна модель тих же розмірів, але в якій розріз не вшивався. Результати та їх обговорення. В результаті виконаних розрахунків отримані картини розподілу напружено-деформованого стану в системі «головка-капсула». Для оцінки ефективності способу закриття капсули, в якості основних характеристик, обрані величини розкриття розрізу, а також напруження, що виникають в капсулі суглоба. Додатковою характеристикою обрані напруження в голівці. Висновки. Отримані результати розрахунків вказують на те, що при розглянутих варіантах фіксації розрізу, як з точки зору жорсткості, так і міцності, ефективнішою є модель фіксації дефекту сіткою.
Анотація (рус):
Вывих бедренного компонента эндопротеза является одним из самых частых осложнений при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава (ТЭТС). Различают множество факторов развития вывихов. Лучшим вариантом «лечения» вывиха при ТЭТС является предотвращение развития первичной нестабильности. Особо актуальным вопрос восстановления капсульно-связочного аппарата является для людей с ожирением. Тщательное восстановление структур мягких тканей или сохранение этих структур при помощи модифицированных доступов значительно сокращает частоту возникновения вывихов. В настоящее время разработано множество способов укрепления и восстановления задних структур капсулы тазобедренного сустава. В данной работе исследуется способ восстановления и укрепления задних структур капсулы тазобедренного сустава при помощи сетчатых имплантатов на основе полипропилена. Цель работы: оценка эффективности использования полипропиленовой сетки для закрытия дефекта капсулы тазобедренного сустава. Материалы и методы. Исследование выполнялось в программном комплексе, основанном на методе конечных элементов. Для рационального использования ресурсов ЭВМ была построена расчетная модель, которая состояла только из модели капсулы и модели головки эндопротеза. Размеры элементов расчетной модели соответствовали действительным размерам этих объектов. В работе исследовалось два способа ушивания капсулы: узловыми швами и полипропиленовой сеткой. Также, построена дополнительная контрольная модель тех же размеров, но в которой разрез не ушивался. Результаты и их обсуждение. В результате выполненных расчетов получены картины распределения напряженно-деформированного состояния в системе «головка-капсула». Для оценки эффективности способа закрытия капсулы, в качестве основных характеристик, выбраны величины раскрытия разреза, а также напряжения, возникающие в капсуле сустава. Дополнительной характеристикой выбраны напряжения в головке. Выводы. Полученные результаты расчетов указывают на то, что при рассмотренных вариантах фиксации разреза, как с точки зрения жесткости, так и прочности, более эффективной является модель фиксации дефекта сеткой.
Анотація (англ):
Relevance. Dislocation of the femoral component of the endoprosthesis is one of the most frequent complications in the total hip joint endoprosthesis (THJE). There are many factors for the development of dislocations. The best option to «treatment» a dislocation in THJE is to prevent the development of primary instability. Of particular relevance to the restoration of the capsule-ligament apparatus is for people with obesity. Careful restoration of soft tissue structures or the preservation of these structures using modified accesses significantly reduces the incidence of dislocations. Currently developed many ways to strengthen and restore the posterior structures of the hip joint capsule. In this paper, we study a method for restoring and strengthening the posterior structures of the hip joint capsule using polypropylene-based mesh implants. Purpose: to evaluate the effectiveness of using a polypropylene mesh to close a defect in the hip joint capsule. Materials and methods. The study was carried out in a software package based on the finite element method. For the rational use of computer resources, a computational model was built, which consisted only of the capsule model and the endoprosthesis head model. The dimensions of the elements of the computational model corresponded to the actual dimensions of these objects. In this paper, two ways of capsule suturing were investigated: interrupted sutures and polypropylene mesh. Also, an additional control model of the same dimensions was constructed, but in which the incision was not sutured. Results and its discussion. As a result of the calculations, pictures of the distribution of the stress-strain state in the «head-capsule» system were obtained. To assess the effectiveness of the method of closing the capsule, as the main characteristics, the values of the opening of the incision, as well as the stresses arising in the joint capsule, were chosen. An additional characteristic is selected stresses in the head. Conclusions. The obtained calculation results indicate that with the considered options for fixing the cut, both in terms of rigidity and strength, the model of fixing the defect with a mesh is more effective.
Публікатор:
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр):
Опір матеріалів і теорія споруд, 2019, номер 103
Назва журналу, номер, рік випуску (рус):
Сопротивление материалов и теория сооружений, 2019, номер 103
Назва журналу, номер, рік випуску (англ):
Strength of Materials and Theory of Structures, 2019, number 103
Мова статті:
Українська
Формат документа:
application/pdf
Дата публікації:
29 December 2019
Номер збірника:
Університет автора:
1 Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» вул. Чернишевського 24а, Дніпро, Україна, 49600 2Запорізький державний медичний університет проспект Маяковського 26, Запоріжжя, Україна, 69035
Литература:
1. Sanchez-Sotelo J., Berry D.J. Epidemiology of instability after total hip replacement. Orthop Clin North Am. 2001;32:543-52.2. Kwon M.S., Kuskowski M., Mulhall K.J., Macaulay W., Brown T.E., Saleh K.J. Does surgical approach affect total hip arthroplasty dislocation rates? Clin Orthop Relat Res. 2006; 447(447):34-38.3. Browne J.A., Pagnano M.W. Surgical technique: a simple softtissue-only repair of the capsule and external rotators in posterior-approach THA. Clin Orthop Relat Res. 2012; 470(2): 511-515.4. Singh B., Brown T.D., Callaghan J.J., Yack H.J. Abdomen-thigh contact forces during functional reaching tasks in obese individuals. The 34th Annual Meeting of the American Society of Biomechanics, Providence, RI. August 18-21 2010.5. Kim Y.S., Kwon S.Y., Sun D.H., Han S.K., Maloney W.J. Modified posterior approach to total hip arthroplasty to enhance joint stability. ClinOrthopRelatRes 2008.6. Yamaguchi T., Naito M., Asayama I., Kambe T., Fujisawa M., Ishiko T. The effect of posterolateral reconstruction on range of motion and muscle strength in total hip arthroplasty. J Arthroplasty 20037. Менщикова Т.И., Чегуров О.К., Менщиков И.Н. Использование метода узи для оценки структурного состояния тазобедренного сустава у больных с различными стадиями коксартроза // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 1-1. – С. 42-46.8. Georgios Tsikandylakis, Maziar Mohaddes, Peter Cnudde, Antti Eskelinen, Johan Kärrholm, Ola Rolfson Head size in primary total hip arthroplasty EFORT Open ReviewsVolume 3, Issue 5, 2018: P. 73-79.9. Чижов Дмитрий Всеволодович. Полипропиленовые материалы в хирургии грыж брюшной стенки (экспериментально-клиническое исследование): диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук; Москва, 201610. Pranav Rathi, Gavin C. Pereira, Mauro Giordani, Paul E. Di Cesare. The Pros and Cons of Using Larger Femoral Heads in Total Hip Arthroplasty. The American Journal of Orthopedics. 2013; 53-59
References:
1. Sanchez-Sotelo J., Berry D.J. Epidemiology of instability after total hip replacement. Orthop Clin North Am. 2001; 32: 543-52.2. Kwon M.S., Kuskowski M., Mulhall K.J., Macaulay W., Brown T.E., Saleh K.J. Does surgical approach affect total hip arthroplasty dislocation rates? Clin Orthop Relat Res. 2006; 447 (447): 34-38.3. Browne J.A., Pagnano M.W. Surgical technique: a simple softtissue-only repair of the capsule and external rotators in posterior-approach THA. Clin Orthop Relat Res. 2012; 470 (2): 511-515.4. Singh B., Brown T.D., Callaghan J.J., Yack H.J. Abdomen-thigh contact forces. The 34th Annual Meeting of the American Society of Biomechanics, Providence, RI. August 18-21.5. Kim Y.S., Kwon S.Y., Sun D.H., Han S.K., Maloney W.J. Modified posterior approach to total joint stability. ClinOrthopRelatRes 2008.6. Yamaguchi T., Naito M., Asayama I., Kambe T., Fujisawa M., Ishiko T. The effect of posterolateral reconstruction on the range of motion and muscle strength in total hip arthroplasty. J Arthroplasty 20037. Menschikova T.I., Chegurov O.K., Menshikov I.N. Ispol’zovaniye metoda uzi dlya otsenki strukturnogo sostoyaniya tazobedrennogo sustava u bol’nykh s razlichnymi stadiyami koksartroza (The use of the ultrasound method for assessing the structural condition of the hip joint in patients with different stages of coxarthrosis) // International Journal of Applied and Fundamental Research. - 2017. - No. 1-1. - P. 42-46.8. Georgios Tsikandylakis, Maziar Mohaddes, Peter Cnudde, Antti Eskelinen, Johan Kärrholm, Ola Rolfson EFORT Open Reviews Volumes 3, Issue 5, 2018: P. 73-79.9. Chizhov Dmitry Vsevolodovich. Polipropilenovyye materialy v khirurgii gryzh bryushnoy stenki (eksperimental’no-klinicheskoye issledovaniye): dissertatsiya na soiskaniye uchenoy stepeni doktora meditsinskikh nauk (Polypropylene materials in surgery of hernia of the abdominal wall (experimental and clinical study): dissertation for the degree of Doctor of Medical Sciences); Moscow, 201610. Pranav Rathi, Gavin C. Pereira, Mauro Giordani, Paul E. Di Cesare. The Pros and Cons of Using Larger Femoral Heads in Total Hip Arthroplasty. The American Journal of Orthopedics. 2013; 53-59