Paediatric Surgery (Ukraine).2022.4(77):68-74; doi 10.15574/PS.2022.77.68
Прозоровский Д. В., Романенко К. К., Карпинский М. Ю., Яресько А. В.
ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов имени профессора М.И. Ситенко НАМН Украины», г. Харьков

Для цитирования: Prozorovskyi DV, Romanenko KK, Karpinsky MYu, Yaresko OV. (2022). Biomechanical rationale for choosing a means of fixation of bone fragments during proximal osteotomy of the first metatarsal bone. Paediatric Surgery (Ukraine). 4(77): 68-74; doi 10.15574/PS.2022.77.68.
Статья поступила в редакцию 04.10.2022 г., принята к печати 18.12.2022 г.

Одной из наиболее частых патологий, касающихся статических деформаций переднего отдела стопы у подростков, является вальгусная деформация первого пальца стопы. При легких степенях применяются дистальные или диафизарные остеотомии, а при тяжелых — проксимальные. Для фиксации костных фрагментов чаще всего используются спицы, винты или пластины с угловой стабильностью.
Цель — с помощью биомеханических исследований изучить напряженно-деформированное состояние модели стопы при различных вариантах остеосинтеза первой плюсневой кости после проксимальной остеотомии.
Материалы и методы. Проведено математическое моделирование остеосинтеза первой плюсневой кости при коррекции вальгусной деформации первого пальца стопы с помощью проксимальной остеотомии. Моделировали три варианта выполнения остеосинтеза: спицами Киршнера, винтами, костной пластиной.
Результаты. При остеосинтезе спицами максимальные напряжения 2,1 МПа возникают в дистальном фрагменте. В проксимальном фрагменте напряжение в два раза ниже — 1,2 МПа. Напряжение в зоне резекции — 0,1 МПа. При остеосинтезе винтами напряжения в проксимальном и дистальном фрагментах кости практически одинаковые и составляют соответственно 0,9 МПа и 0,8 МПа. Напряжение в зоне остеотомии — 0,1 МПа. Остеосинтез костной пластиной обеспечивает низкий уровень напряжений в зоне остеотомии — 0,1 МПа, а также равномерное распределение напряжений между проксимальным и дистальным фрагментами плюсневой кости — соответственно 0,8 МПа и 0,7 МПа.
При остеосинтезе спицами и винтами величина относительной деформации костного регенерата не превышает 0,13%. При остеосинтезе на костной пластине этот показатель достигает величины 0,5%.
Выводы. Для остеосинтеза костных фрагментов при проксимальной остеотомии первой плюсневой кости с целью устранения вальгусной деформации первого пальца стопы могут быть использованы спицы, винты и накостная пластина. Все исследованные виды остеосинтеза обеспечивают низкий уровень напряжений в зоне остеотомии первой плюсневой кости, но по критерию величин напряжений в проксимальном и дистальном фрагментах кости наихудший результат отмечается при остеосинтезе спицами, наилучший — при остеосинтезе костной пластиной.
Исследование выполнено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования одобрен Локальным этическим комитетом участвующего учреждения. На проведение исследований получено информированное согласие пациентов.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Ключевые слова: подростки, стопа, первый палец, деформация, остеотомия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алямовский АА. (2004). SolidWorks / COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов. Москва: ДМК Пресс: 432.

2. Березовский ВА, Колотилов НН. (1990). Биофизические характеристики тканей человека. Справочник. Киев: Наукова думка: 224.

3. Coughlin MJ, Carlson RE. (1999). Treatment of hallux valgus with an increased distal metatarsal articular angle: evaluation of double and triple first ray osteotomies. Foot Ankle Int. 20: 762-770. https://doi.org/10.1177/107110079902001202; PMid:10609703

4. Coughlin MJ. (1996). Hallux valgus. J. Bone Joint Surg. Am. 78: 932-966. https://doi.org/10.2106/00004623-199606000-00018

5. Кроитору ГМ. Бецишор ВК, Дарчук МИ. (2003). Остеотомия SCARF при хирургическом лечении вальгусной деформации первого пальца стопы. Ортопедия, травматология и протезирование. 3: 113-114.

6. Gere JM, Timoshenko SP. (1997). Mechanics of Material: 912.

7. Goforth WP, Martin JE, Domrose DS et al. (1996). Austin bunionectomy using single screw fixation: five-year versus 18-month follow-up findings. J. Foot Ankle Surg. 35: 255-259. https://doi.org/10.1016/S1067-2516(96)80107-4; PMid:8807487

8. Khlopas H, Fallat LM. (2020). Correction of Hallux Abducto Valgus Deformity Using Closing Base Wedge Osteotomy: A Study of 101 Patients. J. Foot and Ankle Surgery. 59 (5): 979-983. https://doi.org/10.1053/j.jfas.2020.04.007; PMid:32622674

9. Корольков ОІ, Рахман ПМ, Карпінський МЮ, Шишка ІВ, Яресько ОВ. (2017). Дослідження напружено-деформованого стану моделі стопи в разі плоско-вальгусної деформації (повідомлення перше). Ортопедия, травматология и протезирование. 4: 80-84. https://doi.org/10.15674/0030-59872017480-84.

10. Корольков ОІ, Рахман ПМ, Карпінський МЮ, Шишка ІВ, Яресько ОВ. (2018). Характеристика напружено-деформованого стану моделі стопи до та після лікування плоско-вальгусної деформації з використанням імплантатів для піднадп’яткового артроерезу (повідомлення друге). Ортопедия, травматология и протезирование. 1: 65-71. https://doi.org/10.15674/0030-59872018165-71.

11. Образцов ИФ, Адамович ИС, Барер ИС и др. (1988). Проблема прочности в биомеханике. Учебное пособие для технич. и биол. спец. ВУЗов. М.: Высш. школа: 311.

12. Попсуйшапка ОК. (1991). Функциональное лечение диафизарных переломов костей конечностей (клиническое и экспериментальное обоснование). Дисс. … д-ра мед. наук: 14.01.21. ДУ «Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка НАМН України».

13. Прозоровский ДВ, Романенко КК, Горидова ЛД, Ершов ДВ. (2012). Выбор способа фиксации при проксимальной остеотомии первой плюсневой кости. Травма. 13: 3.

14. Шишка ІВ, Корольков ОІ, Карпінський МЮ, Яресько ОВ. (2021). Математичне моделювання напружено-деформованого стану елементів стопи в умовах гіпоплазії латеральної кісточки. Ортопедия, травматология и протезирование. 4: 49-57. https://doi.org/10.15674/0030-59872021449-57.

15. Зенкевич ОК. (1978). Метод конечных элементов в технике. М: Мир: 519.