grekovВестник хирургии имени И.И. ГрековаGrekov's Bulletin of Surgery0042-46252686-7370Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russion Federation, FSBEI HE I.P.Pavlov SPbSMU MOH Russia10.24884/0042-4625-2022-181-1-49-59grekov-1995Research ArticleВОПРОСЫ ОБЩЕЙ И ЧАСТНОЙ ХИРУРГИИPROBLEMS OF GENERAL AND SPECIAL SURGERYСравнительная оценка способов остеосинтеза диафизарного перелома лучевой кости методом математического моделированияComparative evaluation of methods for osteosynthesis of diaphyseal radial fractures by the method of mathematical modelinghttps://orcid.org/0000-0002-7244-5522НеверовВ. А.NeverovV. A.

Неверов Валентин Александрович - доктор медицинских наук, профессор, врач - травматолог-ортопед.

191014, Санкт-Петербург, Литейный пр., д. 56.

eLibrary SPIN: 2325-0152

Valentin A. Neverov - Dr. of Sci. (Med.), Professor, Orthopedic Traumatologist, City Mariinsky Hospital.

56, Liteyny pr., Saint Petersburg, 191014.

5507974@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4328-6999ЧерняевС. Н.ChernyaevS. N.

Черняев Сергей Николаевич - кандидат медицинских наук, заведующий отделением травматологии и ортопедии.

191014, Санкт-Петербург, Литейный пр., д. 56.

Sergey N. Chernyaev - Cand. of Sci. (Med.), Head of the Department of Traumatology and Orthopedics, City Mariinsky Hospital.

56, Liteyny pr., Saint Petersburg, 191014.

traumamariin@gmail.comКирилловаИ. В.KirillovaI. V.

Кириллова Инна Васильевна - кандидат физико-математических наук, доцент, директор, Образовательно-научный институт наноструктур и биосистем.

Саратов.

Irina V. Kirillova - Cand. of Sci. (Math. and Physics), Associate Professor, Director, Educational and Scientific Institute of Nanostructures and Biosystems, Saratov State University.

Saratov.

ivkirillova@yandex.ruКрыловаЕ. Ю.KrylovaE. Yu.

Крылова Екатерина Юрьевна - кандидат физико-математических наук, доцент.

Саратов.

Ekaterina Yu. Krylova - Cand. of Sci. (Math. and Physics), Associate Professor, Saratov State University.

Saratov.

ivkirillova@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7771-5811ШинкаренкоД. В.ShinkarenkoD. V.

Шинкаренко Дмитрий Васильевич - врач - травматолог-ортопед.

191014, Санкт-Петербург, Литейный пр., д. 56.

Dmitriy V. Shinkarenko - Orthopedic Traumatologist, City Mariinsky Hospital.

56, Liteyny pr., Saint Petersburg, 191014.

traumamariin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-0720-0059ГрохольскийН. В.GroholskiyN. V.

Грохольский Николай Викторович - врач - травматолог-ортопед.

191014, Санкт-Петербург, Литейный пр., д. 56.

Nikolay V. Groholskiy - Orthopedic Traumatologist,City Mariinsky Hospital.

56, Liteyny pr., Saint Petersburg, 191014.

traumamariin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8630-6024ЧерняеваА. С.ChernyaevaA. S.

Черняева Анна Сергеевна - врач.

191014, Санкт-Петербург, Литейный пр., д. 56.

Anna S. Chernyaeva - Doctor, City Mariinsky Hospital.

56, Liteyny pr., Saint Petersburg, 191014.

chernyaeva.1997@mail.ruГородская Мариинская больницаРоссияCity Mariinsky HospitalRussian FederationСаратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского Министерства науки и высшего образования Российской ФедерацииРоссияSaratov State UniversityRussian Federation20221204202218114959Copyright © Неверов В.А., Черняев С.Н., Кириллова И.В., Крылова Е.Ю., Шинкаренко Д.В., Грохольский Н.В., Черняева А.С., 20222022Неверов В.А., Черняев С.Н., Кириллова И.В., Крылова Е.Ю., Шинкаренко Д.В., Грохольский Н.В., Черняева А.С.Neverov V.A., Chernyaev S.N., Kirillova I.V., Krylova E.Y., Shinkarenko D.V., Groholskiy N.V., Chernyaeva A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-grekova.ru/jour/article/view/1995ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. Хирургическое лечение больных с диафизарными переломами костей предплечья насчитывает множество методов и требует прецизиозной техники. Остается дискутабельным вопрос о необходимости послеоперационной иммобилизация после остеосинтеза диафизарных переломов, так как порой приходится констатировать несостоятельность остеосинтеза и образование ложного сустава. Кроме того, в доступной литературе представлено очень мало сведений о роли межкостной мембраны в ротационной функции предплечья при выполнении остеосинтеза.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Определить силы, возникающие при ротационных движениях предплечья, приводящие к вышеуказанным осложнениям.

МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ

МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ. Клиническая часть включала в себя результаты хирургического лечения 330 больных с диафизарными переломами костей предплечья: основная группа (170 - блокирующий остеосинтез) и группа сравнения (138 - накостный остеосинтез). Третья группа состояла из 22 пациентов с осложнениями хирургического лечения диафизарных переломов костей предплечья. Для определения сил, возникающих при ротации предплечья, которые приводят к образованию несращений, нестабильности и переломам конструкций, нами проведена сравнительная оценка кортикального и блокирующего остеосинтеза отломков лучевой кости методом математического моделирования.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. В основной группе сращение достигнуто у всех (170 пациентов), в группе сравнения достигнуто сращение у 128 (92,8 %), из 22 больных с осложнениями переломов, которым выполнена реконструкция, консолидация достигнута у всех. При сравнительной оценке установлено, что при кортикальном остеосинтезе зоны концентрации высоких напряжений локализуются вокруг отверстия пластины над областью перелома и ближайших к ней отверстий с обеих сторон. При остеосинтезе лучевой кости стержнем напряжения равномерно распределены по стержню. Движения пронация-супинация с амплитудой (±90)о, по результатам экспериментов, должны привести к разрушению кортикальной пластины в довольно скором времени после установки, в то время как стержень, изготовленный из ультрамелкозернистого сплава Ti-6Al-7Nb, сохранит свою целостность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. С учетом полученных данных, целесообразно использовать внешнюю иммобилизацию, чтобы избежать осложнений в виде нестабильности остеосинтеза или перелома пластины.

RELEVANCE

RELEVANCE. The surgical treatment of patients with diaphyseal forearm fractures has a variety of methods and requires a precision technique. The need for postoperative immobilization after osteosynthesis of diaphyseal fractures remains a controversial issue, since osteosynthesis failure and the formation of a pseudoarthrosis are sometimes observed.

In addition, very little information about the role of the interosseous membrane in the rotational function of the forearm during osteosynthesis is available in the literature.

The OBJECTIVE was to determine the forces occurring during rotational movements of the forearm that lead to the above complications.

METHODS AND MATERIALS

METHODS AND MATERIALS. The clinical part included the results of surgical treatment of 330 patients with diaphyseal fractures of the forearm; it consisted of the main group (170 - interlocking osteosynthesis) and the comparison group (138 - plate osteosynthesis). The third group consisted of 22 patients with complications of surgical treatment of diaphyseal fractures of the forearm. We performed a comparative assessment of plate and interlocking osteosynthesis of radial bone fractures by mathematical modelling to determine the forces occurring during forearm rotation that lead to nonunion, instability and plate fractures.

RESULTS

RESULTS. In the main group, healing was achieved in all (170 patients), in the comparison group, healing was achieved in 128 (92.8 %), consolidation was achieved in all 22 patients with fracture complications who underwent reconstruction. A comparative assessment revealed that during plate osteosynthesis, zones of high stress concentration were located around the plate opening above the area of fracture and the nearest to it holes from both sides. In interlocking osteosynthesis of the radius, the stresses are evenly distributed around the nail. Pronation-supination movements with an amplitude of (±90)°, according to the experimental results, should lead to the destruction of the cortical plate fairly soon after implantation, while the nail made of ultra-fine Ti-6Al-7Nb alloy will maintain its integrity.

CONCLUSION

CONCLUSION. Based on these findings, external immobilization is advisable to avoid complications such as osteosynthesis instability or plate fracture.

предплечьеперелом предплечьяостеосинтезматематическое моделированиеблокирующий остеосинтезнакостный остеосинтезсплав титанаforearmforearm fractureosteosynthesismathematical modelinginterlocking osteosynthesisplate osteosynthesistitanium alloyReferencesЧерняев С. Н., Неверов В. А. Методы лечения диафизарных переломов костей предплечья (обзор литературы) // Современные проблемы науки и образования. 2020. № 2. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=29757 (дата обращения: 03.03.2021). Doi: 10.17513/spno.29757.Chernyaev S. N., Neverov V. A. Treatment methods for diaphyseal fractures of the bones of the forearm (literature review) // Modern problems of science and education. 2020;(2). Doi: 10.17513/spno.29757. Available at: http://science-education.ru/ru/article/view?id=29757 (accessed: 03.03.2021).Черняев С. Н., Неверов В. А. Современные представления о лечении осложненных переломов костей предплечья // Вестн. травматологии и ортопедии им Н. Н. Приорова. 2020. Т 27, № 4. C. 73-79. DOI: 10.17816/vto35163.Chernyaev S. N., Neverov V. A. Modern concepts of treatment of complicated diaphyseal forearm fractures (literature review) // N. N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2020; 27(4):73-79. (In Russ.). Doi: 10.17816/vto35163.Examining the influence of distal radius orientation on distal radioulnar joint contact using a finite element model / D. Greybe, M. R. Boland, T. Wu, K. Mithraratne // Int. J. Numer Method Biomed. Eng. 2016. Vol. 32, № 11. Doi: 10.1002/cnm.2766. PMID: 26728190Greybe D., Boland M. R., Wu T., Mithraratne K. Examining the influence of distal radius orientation on distal radioulnar joint contact using a finite element model // Int. J. Numer Method Biomed. Eng. 2016;32(11). Doi: 10.1002/cnm.2766. Epub 2016 Feb 3. PMID: 26728190Полякова В. В., Семенова И. П. Влияние термической обработки на формирование ультрамелкозернистой структуры в сплаве Ti-6Al-7Nb ELI после равноканального углового прессования // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. URL: www.science-education.ru/106-7774 (дата обращения: 24.07.2015).Polyakova V. V. Influence of heat treatment on the formation of ultrafinegrained structure in the Ti-6Al-7Nb ELI alloy after equal-channel angular pressing // Modern problems of science and education. 2012;(6). (In Russ.). Available at: www.science-education.ru/106-7774 (accessed: 24.07.2015).Comparative Biomechanical Analysis of Stress-Strain State of the Elbow Joint After Displaced Radial Head Fractures / S. Strafun, I. Levadnyi, V. Makarov, J. Awrejcewicz // J. Med. Biol. Eng. 2018. Vol. 38, № 4. P. 618-624. Doi: 10.1007/s40846-017-0334-1. PMID: 30100829; PMCID: PMC6061104.Strafun S., Levadnyi I., Makarov V., Awrejcewicz J. Comparative Biomechanical Analysis of Stress-Strain State of the Elbow Joint After Displaced Radial Head Fractures // J. Med. Biol. Eng. 2018;38(4):618-624. Doi: 10.1007/s40846-017-0334-1. PMID: 30100829; PMCID: PMC6061104.Капанджи А. И. Верхняя конечность. Физиология суставов. М. : Эксмо. 2014. Т. 1. C. 365.Kapanji A. I., Semenova I. P. Upper limb. Physiology of the joints. Moscow, Eksmo, 2014;(1):365. (In Russ.).Zhang M., Hao Z., Tingsheng T. Finite Element Analysis in Orthopedic Biomechanics Research // Pei G. (eds.) Digital Orthopedics. Springer, Dordrecht. 2018. P. 147-164. Doi: 10.1007/978-94-024-1076-1_10.Zhang M., Hao Z., Tingsheng T. Finite Element Analysis in Orthopedic Biomechanics Research // Pei G. (eds) Digital Orthopedics. Springer, Dordrecht. 2018;147-164. Doi: 10.1007/978-94-024-1076-1_10.Lazarev I. A., Strafun A. S., Skiban M. V. Biomechanical calculations of the load on the elbow structures in one-stage manual joint mobilization // Trauma. 2018. Vol. 19, № 5. P. 37-46. Doi: 10.22141/1608-1706.5.19.2018.146643.Lazarev I. A., Strafun A. S., Skiban M. V. Biomechanical calculations of the load on the elbow structures in one-stage manual joint mobilization // Trauma. 2018;19(5):37-46. (In Russ.). Doi: 10.22141/1608-1706.5.19.2018.146643.Страфун С. С. Бойко И. В., Макаров В. Б. и др. Сравнительный анализ напряжений в системе «кость - имплант» при эндопротезировании головки лучевой кости разными конструкциями // Травма. 2015. Т. 16, № 3. С. 5-12. Doi: 10.22141/1608-1706.3.16.2015.80203.Strafun S. S., Boyko I. V., Makarov V. B., Shcherbakov D. E. et al. Comparative analysis of stresses in the «bone - implant» system during endoprosthesis replacement of the head of the radius with different designs // Trauma. 2015;16(3):5-12. (In Russ.). Doi: 10.22141/16081706.3.16.2015.80203.Haas N., Hauke C., Schutz M. et al. Treatment of diaphyseal fractures of the forearm using the Point Contact Fixator (PC-Fix) : Results of 387 fractures of a prospective multicentric study PC-Fix // Injury. 2001. Vol. 32, № S. 2. S-B. P. 51-62.Haas N., C. Hauke, M. Schutz. et al. Treatment of diaphyseal fractures of the forearm using the Point Contact Fixator (PC-Fix): Results of 387 fractures of a prospective multicentric study PC-Fix // Injury. 2001;32(2):51-62.Leung F., Chow S. P. Locking compression plate in the treatment of forearm fractures : a prospective study // J. Orthop. Surg. 2006. Vol. 14, № 3. P. 291-294.Leung F., Chow S. P. Locking compression plate in the treatment of forearm fractures: a prospective study // J. Orthop. Surg. 2006;14(3): 291-294.Fracture-related and implant-specific factors influencing treatment results of comminuted diaphyseal forearm fractures without bone grafting / M. Mikek, G. Vidmar, M. Tonin, V. Pavlovcic // Arch. Orthop. Trauma. Surg. 2004. Vol. 124. P. 393-400.Mikek M., Vidmar G., Tonin M., Pavlovcic V. Fracture-related and implantspecific factors influencing treatment results of comminuted diaphyseal forearm fractures without bone grafting // Arch. Orthop. Trauma. Surg. 2004;(124):393-400.Stevens C. T. ten Duis H. J. Plate osteosynthesis of simple forearm fractures : LCP versus DC plates // Acta Orthop. Belg. 2008. Vol. 74. P. 180-183.Stevens C. T., ten Duis H. J. Plate osteosynthesis of simple forearm fractures: LCP versus DC plates // Acta Orthop. Belg. 2008;74:180-183.Truntzer J., Vopat M. L., Kane P. M. et al. Forearm diaphyseal fractures in the adolescent population : treatment and management // Eur. J. Orthop. Surg. Traumatol. 2015. Vol. 25. P. 201-209.Truntzer J., Vopat M. L., Kane P. M. et al. Forearm diaphyseal fractures in the adolescent population: treatment and management // Eur. J. Orthop. Surg. Traumatol. 2015;(25):201-209.Zhang X. F., Huang J. W., Mao H. X. et al. Adult diaphyseal both-bone forearm fractures : A clinical and biomechanical comparison of four different fixations // Orthop. Traumatol. Surg. Res. 2016. Vol. 102. P. 319-325.Zhang X. F., Huang J. W., Mao H. X. et al. Adult diaphyseal both-bone forearm fractures: A clinical and biomechanical comparison of four different fixations // Orthop. Traumatol. Surg. Res. 2016;(102):319-325.Visna P., Beitl E., Pilny J. et al. Interlocking nailing of forearm fractures // Acta Chir. Belg. 2008. Vol. 108. P. 333-338.Visna P., Beitl E., Pilny J. et al. Interlocking nailing of forearm fractures // Acta Chir. Belg. 2008;(108):333-338.Ozkaya U., Kilic A., Ozdogan U. et al. Comparison between locked intramedullary nailing and plate osteosynthesis in the management of adult forearm fractures // Acta Orthop. Traumatol. Turc. 2009. Vol. 43, № 1. P. 14-20.Ozkaya U., Kilic A., Ozdogan U. et al. Comparison between locked intramedullary nailing and plate osteosynthesis in the management of adult forearm fractures // Acta Orthop. Traumatol. Turc. 2009;43(1):14-20.Молоков Е. В., Комков А. Р., Терешини В. Д. и др. Интрамедуллярный блокируемый остеосинтез при переломах костей предплечья // Сборник тез. IX съезда травматологов-ортопедов. Т. 1 / под ред. С. П. Миронова, И. А. Норкина. Саратов : Научная книга, 2010. С. 203-204.Molokov E. V. Komkov A. R., Tereshini V. D. Interloking osteosynthesis of forearm fractures // Collection of abstracts of the IX Congress of traumatologists and orthopedists / eds by S. P. Mironova, I. A. Norkin. Saratov, Scientific book. 2010:203-204. (In Russ.).Hong G., Cong-Feng L., Hui-Peng S. et al. Treatment of diaphyseal forearm nonunions with interlocking intramedullary nails // Clin. Orthop. Relat. Res. 2006. № 450. P. 186-192.Hong G., Cong-Feng L., Hui-Peng S. et al. Treatment of diaphyseal forearm nonunions with interlocking intramedullary nails // Clin. Orthop. Relat. Res. 2006;(450):186-192.Visna P., Beitl E., Smidl Z. et al. Revision surgery in diaphyseal forearm fractures // Acta Chir. Orthop. Traumatol. Cech. 2007. Vol. 74, № 5. P. 342-348.Visna P., Beitl E., Smidl Z. et al. Revision surgery in diaphyseal forearm fractures // Acta Chir. Orthop. Traumatol. Cech. 2007;74(5):342-348.Hofmann A., Hessmann M. H., Rudig L. et al. Intramedullary osteosynthesis of the ulna in revision surgery // Unfallchirurg. 2004. Vol. 107, № 7. P. 583-592.Hofmann A., Hessmann M. H., Rudig L. et al. Intramedullary osteosynthesis of the ulna in revision surgery // Unfallchirurg. 2004;107(7):583-592.Saka G., Saglam N., Kurtulmus T. et al. Treatment of diaphyseal forearm atrophic nonunions with intramedullary nails and modifed Nicoll's technique in adults // Acta Orthop. Traumatol. Turc. 2014. Vol. 48. P. 262-270.Saka G., Saglam N., Kurtulmus T. et al. Treatment of diaphyseal forearm atrophic nonunions with intramedullary nails and modifed Nicoll's technique in adults // Acta Orthop. Traumatol. Turc. 2014;(48):262-270.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.