4-22

Vol. 20, № 4. 2022 ÏÐÀÊÒÈ×ÅÑÊÀß ÌÅÄÈÖÈÍÀ 15
Результаты и обсуждение
Усилия, создаваемые в аппарате для коррекции
положения отломков, передаются на кость при помощи
упоров на спицах и резьбового соединения в
стержнях (рис. 1). На рис. 1 схематично изображено
резьбовое соединение стержня с костью. Пунктирной
линией показаны их контактные поверхности.
В проведении математического моделирования
способов закрепления костей голени в системе АВФ
при закрытом сопоставлении отломков переломов
лодыжек и устранении деформаций использовались
стержни­шурупы различных диаметров, высоты и
шага резьбовой части, вводимой в кость на основе
гипотезы Бернулли и схем расчетов [8].
Если наружный диаметр резьбового соединения
равен 2R, а внутренний — 2r, то на каждом витке
резьбы площадь соприкосновения стержня с костной
тканью можно приближенно вычислить как
площадь кольца S = π (R 2 - r 2 ).
На примере стержня­шурупа диафизарного с наружным
диаметром резьбовой части, вводимой в
кость, (D) = 4 мм, внутренним диаметром винтовой
части (d) = 3 мм, шагом резьбы (t) = 1,75 мм вычислим
его площадь контакта с костью.
При D стержня­шурупа = 2R = 4 мм и 2r = 3 мм
площадь одного витка резьбы будет равна площади
кольца (S = π (R 2 - r 2 ) = 3,14 (22 ­ 1,52) и составит
5,495 мм 2 . Для определения общей площади
контакта витков резьбы стержня­шурупа (S 1
) нужно
площадь одного витка умножить на количество витков
(n), введенных в кость, (S 1
= nS).
Тогда при перемещении спицы или стержня
силой на упоре спицы или резьбе одного витка
стержня возникнет напряжение:
σ=P/S=1/π(R 2 - r 2 ) * P.
Таким образом, чем больше площадь упора, тем
меньшее напряжение будет действовать на костную
ткань и, следовательно, тем меньше вероятность ее
повреждения. Если площадь контакта резьбового соединения
стержня­шурупа с костью больше, то при
перемещении отломков напряжение на кость в месте
их контакта будет меньше, а с увеличением числа
витков резьбы (площади контакта) напряжение
в месте контакта его с костью будет уменьшаться.
Сведем значения площадей контактных поверхностей
в ранее описанных группах (видов стержней­шурупов)
с разным числом витков резьбовой
части в таблицу (табл. 1).
Исследовав 25 компьютерных томограмм дистального
отдела голени (так как оптимальными местами
введения стержней­шурупов на VIII уровне (базовая
опора) являются позиции 1, 2, 3, 4 часов [3]),
мы выявили, что на расстоянии 20 мм проксимальнее
голеностопного сустава средняя ширина кости
в сагиттальной плоскости составила 34,2 ± 4 мм, а
на уровне 30 мм — 27,3 ± 5 мм. В зависимости от
шага резьбы стержня­шурупа (1,75–3 мм), планируемого
к установке, и диаметра кости можно определить
необходимую длину его винтовой части и
количество вводимых в кость витков (рис. 2).
Рисунок 1. Схема контакта резьбового
соединения стержня­шурупа с костью
Figure 1. Schematic image of threaded connection
of the screw rod with the bone
Рисунок 2. Измерение ширины кости и
планирование выбора стержня­шурупа
Figure 2. Measuring the width of bone and
planning the choice of a screw rod