Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Управляемый множественный остеосинтез в стимуляции кровотока переменно-динамическими нагрузками при переломах шейки бедренной кости

3 О

'МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРА13МАТ0Л01М И ОРТОПЕДОМ им.Н.Н.ПИЮРОВА

На правах рукописи УДК 616.718.42-001.5-089.227.84-005-085.ЕйI

КОПТКК ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕЭН

УПРАВЛЯЕМ МНОЖЕСТВЕННЫЙ 0СТЕ0СИНТЕЗ И ОТМНДИЯ КРОВОТОКА ПЕРЕМЕННО-ДгПШ.ВДЕСКШ НАГРУЗКАМИ Ш ПЕРЕЛОМАХ Ш1ЙКИ БЕДРИШОИ ГОСТИ

14.00.22 - травматология я ортопедия

А.-т ope ф арат

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва - 1989 г.

Работа выполнена в Тернопольском государственном медицинском институте

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Оноприенко Г.А., доктор медицинских наук, профессор Лирцман В.Ы., доктор медицинских наук Сувалян А.Г.

Ведущая оргалиэация: 2-ой ордена Ленина Московский государственный медицинский институт им. Н.И.Пирогова.

Защита состоится " 1980 г., в _часс

на заседании специализированного совета Д 074.02.01 при Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии им. Н.Н.Приорова МЗ СССР (125299, г. Москва, ул. Приорова, 10).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦИТО,

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета

Бухтоярова Ф.Г.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Лечение больных с переломами шейки бедренной кости продолжает оставаться сложной и до конца нерешенной проблемой. Это определяется рядом причин, но в основном постоянным и стремительным ростом в мире абсолютного и относительного количества больных с внутрисуставными переломами шейки бедра и, вместе с тем, сохраняющимся большим процентом неудовлетворительных результатов их лечения. Восемьдесят процентов больных с переломами шейки бедра старше 60 лет (К.С.Терновой и соавт., 1988). При этом с каждым последующим десятилетием жизни частота переломов проксимального конца бедренной кости удваивается ( Holmberg et al., 1987). В 1970 году лица старше 60 лет составляли 11,8%, в 1988 году - 13,0%, к 2000 году их будет 18%, а в 2025 году - 20,1% от всего населения страны (В.И.Гуревич, 1988; Д.Ф.Чеботарев, 1933). В США на ЮОООО жителей ежегодно встречается 98-99 случаев переломов проксимального конца бедренной кости (Lewinek , 1980). Из 200000 ежегодно наблюдаемых в США подобных больных в течение года умирает 20%, а полностью восстановить функцию конечности в процессе лечения удается только в 25% случаев (Hofeldt et al., 1987).

Успехи в лечении этой патологии в течение нескольких десятилетий били связаны, в основном, с совершенствованием технических средств обеспечения оперативного вмешательства в направлении увеличения стабильности костных отломков. Более скромные успехи достигнуты в направлении профилактики и лечения трофических нарушений в тканях травмированного сустава.

В последние годы наметился определенный "кризис" в вопросах лечения переломов шейки бедра. Первичное эндопротезирова-ние не оправдало в полной мере первоначально возлагавшихся на • него надежд (Т.А.Ревенко, 1968; Ж.Желев и П.Токмаков, 1985; Doley et al.> , 1982; Stromqvist et al. , 1987). Технические осложнения при оперативном лечении переломов шейки бедренной кости продолжают встречаться в 40% случаев ( Brooks ct al., 1987), что до 38% приводит к вторичным смещениям костных отломков (Г.М.Татеосов и соавт., 1983), в 10-40 и более процентов - к несращениям и другим тяжелым осложнениям (А.В.Каплан, 1979; Stromqvist et al., 1984; Phillips et al. , 1986).

Широко распространенные в мире технические средства остео-синтеза (лопастные гвозди, динамическая имплантируемая винтовая система, Г-образные пластины АО) по своим фиксационным возможностям перестали удовлетворять травматологов и большинство из них вынуждены дополнять соединение костных отломков несколькими, от одного до трех, шурупами для губчатой кости (Т.А.Ревснко, В.Н.Гурьев, В.Н.Шестерня, 1937; Kirgis et ai., 1983; Lies et ul. , 1983 и др.). Такой, чисто экстенсивный по объему имплантируемого металла, путь повышения надежности остеосинтеза неизбежно приведет к увеличению частоты аваскуляр-ных некрозов и его нельзя признать оптимальным.

Совершенствование вопросов лечения переломов шейки бедра в направлении предупреждения несращения костных отломков, разработка эффективных средств воздействия на трофику костной и хрящевой тканей головки бедра с целью предупреждения и лечения аваскуллрных расстройств травмированного тазобедренного сустава являются актуальными проблемами травматологии и гериатрии.

Цель работы. Разработать принципиально новое техническое обеспечение и методические подходы в лечении переломов шейки бедренной кости, позволяющие значительно уменьшить количество несращений и аваскуляршх осложнений, снизить смертность и частоту послеоперационных осложнений, выявить новые пути профилактики и лечения трофических осложнений со стороны тканей травмированного сустава.

Основные задачи исследования:

1. Выявить основные причины несращений и принципиальные недостатки традиционных широкоизвестных в мире технических средств фиксации костных отломков.

2. На'основе результатов системного анализа существующих подходов в лечении переломов шейки бедра и биомеханического моделирования сформулировать новые принципы конструирования технических средств остеосинтеза, которые обеспечили бы возможность адаптации их к разнообразию патологии, возможности управления в 'пространстве прочностью соединения костных от-ломкоб.

3. Разработать на основе положений управляемого множественного остеосинтеза Принципиально новые технические средства соединения костных отломков, обеспечивающие одинаково надежный остеосинтез, независимо от особенностей перелома и процес-

са остеосинтеза, при значительном снижении объема травматиза-ции костной ткани за счет использования несущих возможностей плотного кортикалиса по окружности шейки бедра.

4. Оценить клиническую эффективность новых методических подходов и предложенных технических средств остеосинтеза при лечении переломов шейки бедренной кости, провести анализ возможных осложнений, наметить пути их предупреждения.

5. Разработать методические подходы и технические средства обеспечения контролируемого биомеханического режима при лечении переломов шейки бедренной кости. Определить и обосновать наиболее щадящий, но функционально значимый режим переменно-динамических нагрузок, приемлемый для воздействия <а область перелома шейки бедра в послеоперационном периоде.

6. Изучить влияние контролируемого биомеханического режима на реплративные процессы при лечении переломов шейки бедра,

в частности, на регионарный кровоток в головке бедра, путем использования полярографического и радионуклидного тестов слежения за кровообращением в костной ткани.

Научная новизна. Изучение клинических и биомеханических причин несращений и вторичных смещений костных отломков, сравнительный системный анализ широко известных средств фиксации позволили выявить общий и принципиальный их недостаток -.отсутствие способности адаптироваться к разнообразию патологии. Это привело к разработке принципиально нового подхода в конструировании технических средств остеосинтеза, обеспечивающего во всех случаях точную ориентация и управление п пространстве в широких пределах, прочностью соединения костных отломков п процессе остеосинтеза.

На основе положений предложенной концепции управляемого множественного остеосинтеза разработан ряд принципиально новых ■ технических средств Фиксации костных отломков, позволлющих обеспечивать, Независимо от особенностей перелома и процесса оперативного вмешательства, одинаково надежное соединение костных отломков при минимальной трапматияации костной ткани головки бедра путем использования несущих возможностей плотного кортикалиса пейки бедра и максимального снижения массы имплантируемого фиксирующего материала (A.c. S76I2I, 1," 915844, tf 923533, Г- 938973, Г* 944364, J" I07I297, Г> I07I293, 1? 1223899, К' I255I20, !* 1301392, Г' 1337074, !3 I3953I0, I4I9587). Впер-

вые разработана сгшцевая система, обладающая телескопическим эффектом.

На бале предложенных технических средств остеосинтеза разработана программа оперативного лечения и активного послеоперационного ведения больных с переломами шейки бедренной кости. Использование новых научно-технических решений и подходов позволило свести к минимуму риск развития несрацения перелома шейки бедра, спилить частоту развития аваскулярных осложнений, создать условия для ранней послеопериционний активизации больных, снизить послеоперационную летальность за счет исключения из ее причин пролежней и застойных пневмоний. Проанализированы возможные осложнения, связанные с применением изобретенных устройств в процессе лечения и пути их предупреждения.

Впервые изучено поведение регионарного кровотока головки бедра в условиях контролируемого биомеханического рижима в процессе оперативного лечения переломов шейки бедренной кости. С целью реализации подобных исследований разработаны новые технические средства генерации и условия наведения дозированных переменно-динамических нагрузок на костную ткань опорно-двигательного аппарата (A.c.. J." 860750, № 921552, » I068II4, № 1088714, I128023, № 1217396, Ii I2437I0, № 1258393, № 1261645, № 1263243, !,« I3I3437, » 13552.60). Для выбора и обоснования наиболее щадящих функционально значимых режимов переменно-динамических нагрузок, предназначенных для воздействия на область перелома, а также с целью выработки объективных критериев эффективности этих воздействий разрабо тана методика хронической имплантации платиновых электродов головку бедра в условиях закрытого остеосинтеза.

При использовании полярографического и радионуклидного тестов определения состояния кровообращения впервые показана принципиальная возможность применения копт роли руе:мого биомеханического режима, наводимого с помощью разработанного нагружающего устройства, для воздействия на трофику костной ткани, в частности, для стимуляции регионарного кровотока в головке бедра, в процессе реабилитации больных с переломами шейки бедренной кости.

Практическая ценность. Применение предложенных ,чаучно-тех-!ческих решений и подходов, а именно разработанных на принтах управляемого множественного остеосинтсзн технических зедств фиксации костных отломков и создание на этой основе :ловий для реализации программы активного послеоперационного здения больных с переломами шейки бедренной кости позволяет:

1. Сократить послеоперационный период пребывания больных в гационаре с 37,5+2,80 до 17,0+1,13 суток (в палато автора до :,8+0,81 суток), снизить послеоперационную летальность с ,16$ до 1,25$, сократить частоту таких осложнений, как про-;жни (с 13,5$ до 5,0$) и застойные пневмонии (с 16,7% до ,7$) , исключить их из причин летальных исходов.

2. Свести к минимуму (0,05$) риск несращения, предупредить :оричное смещение костных отлемков.

3. За счет существенного снижения объема имплантируемого головку бедра фиксационного материала (о 1600-1100 мм до Ю-250 мм3) и, следовательно, объема травматизацпи губчатой юти, снизить частоту развития аваскулярных некрозов головки ;дра (до 7,7$) и деформирующего артроза тазобедренного суста-1 (до 8,'%).

Применение предложенных решений по обеспечению условий штролируемого биомеханического режима открывает перспективы стивного воздействия на кровоток костной ткани в области пе-:лома с целью сглаживания расстройств трофики кости в усло-!ях вынужденной длительной разгрузки оперированной конечно-

41.

Положения, выдвигаемые на защиту:

1. Большой процент неудач и осложнений при лечении перело-)в шейки бедра зависит от недостатков технического обеспече-!я остеосинтеза. Известные технические средства фиксации ютных отломков обладают общим и принципиальным недостатка - отсутствием способности адаптироваться к разнообразию ггологии и особенностям процесса остеосинтпза, что не позво-нзт им во всех случаях обеспечивать одинаково надежный остеб-штез костных отломков.

2. Под концепцией управляемого множественного остеосинтеза ?тор понимает принцип конструирования технических средств мсации костных отловов, обеспечивающих во всех случаях

точную ориентацию фиксирующих элементов и управление в пространстве в широких пределах прочностью соединения костных отломков в зависимости от разнообразия патологии и особенностей процесса остеосинтсза.

3. Предложенна автором программа лечения и разработанные на принципах управляемого множественного остеосинтеза технические средства фиксации костных отломков являются эффективными средствами лечения переломов шейки бедра. За счет исключительной стабильности остеосинтеза, обеспечиваемой путем использования несущих возможностей плотного кортикачиса по периметру шейки бедра и эффективного распределения фиксирующих элементов, до минимума снижен риск вторичного смещения костных отломков и несращения перелома. Благодаря значительному (более чем в два рада) уменьшению массы имплантируемого в головку бедра фиксирующего материала снижена частота развития аваскулярных осложнений со стороны головки бедренной кости. Разработка спицевого устройства с телескопическим эффектом снижает риск перфорации головки бедра фиксирующими элементами при явлениях частичного рассасывания и укорочения шейки бедра В процессе сршцения перелома, что позволяет сократить частоту развития деформирующего артроза.

4. Нормальная жизнедеятельность костной и хрящевой ткани опорно-двигательного аппарата возможна в условиях циклических переменных нагрузок в рамках естественного динамического экологического стереотипа. Длительная разгрузка оперированной конечности при лечении переломов шейки бедра продолжает оставаться вынужденным средством профилактики вторичных смещений и несращеиий костных отломков, других осложнений лечения переломов шейки бедренной кости. Перспективным направлением является проработка возможности иегюлозовяния искусственного контролируемого биомеханического режима для предупреждения или сглаживания трофических расстройств тканей тазобедренного оустапа, неизбежно разЕиваюФлхся и отрет нр длительную ы'.ну-киенную рачгрузку травмированной конечности в послеоперационном периоде.

5. Разработанное нагружающее устройство является эффективным с:редством наведения дозированных пиременно-диналшческих нагрузок в полном автоматическом биоуправляемом режиме при обеспечении широких возможностей в выборе параметров нагрузоч-

ного импульса и исключении непосредственного контакта генератора с костной тканья пациента.

6. Применением полярографического и радиопуклидного тестов слежения' за кровотоком доказана принципиальная возможность использования дозированных переменно-динамических нагрузок для стимуляции регионарного кровотока в головке бедра больных с переломами шейки бедренной кости.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, девяти глав, заключения, выводов, списка литературы. Работа изложена на 395 страницах машинописи. В ней содержится 23 таблицы, 501 фотография. Указатель литературы содержит 319 работ отечественных и 395 работ иностранных авторов.

Апробация материалов. Основные положения работы доложены: на Всесоюзном симпозиуме по актуальным вопросам травматологии и ортопедии с международным участием (Рига, 1987 г.)} на ВДНХ СССР в павильоне "Здравоохранение СССР" в 1986 и 1988 гг.; на межобластной конференции по проблемам лечения внутрисус-г тайных повреждений тазобедренного сустава (Черновцы, 1968 г.); на межобластной конференции по вопросам травматизма (Терно-Поль, 1988 г.); на итоговых научных конференциях Тернополь-ского медицинского института 1966-1968 гг.; на заседаниях областного научного общества Тернопольской области 1986-1988 гг. Опубликовано 20 работ, из которых 25 в виде авторских свидо-тельств на изобретения. Изданы два информационных письма.

' РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В основу работы положены материалы клинического обследования И оперативного лечения 294 больных в возрасте от 14 до 86 лет. Основная масса больных - 268 человек - были со свежими переломами шейки бедра, 17 человек - с несросшимися переломами и 9 - с псевдоартрозами шейки бедра. 191 наблюдение составляет личный опыт автора по лечению больных с использованием предложенных подходов и конструкций. Из этого массива наблюдений 132 пациента лечилось с применением технических средств соединения костных отломков, разработанных на принципах управляемого множественного остеоскнтеза. 103 наблюдения представляет собой больных, леченных традиционными методами лечения, взятых из архива клинических баз для контроля.

3 контрольной группе больных дооперационный период в клинике составил 10,0+0,81 суток, послеоперационный - 37,5+2,60 суток. Послеоперационная летальность составила 4,16$,. В подавляющем большинстве случаев остеосинтез проводился закрытым кнесуставным способом канальным трехлопастным гвоздем. В половине наблюдший после оперативного вмешательства накладывалась кокситнак гипсовая повязка на 3-4 месяца. В послеоперационном периоде пролежни наблюдались в 14%, застойные пневмонии - в 17% больных, нагноение раны - в 7,4$, из них глубокое нагноение раны, повлекшее за собой удаление фиксатора, произошло у двух больных (2,0%).

Хороший исход установлен ь 42,2%, удовлетворительный - в 17,2% и неудовлетворительный - в 40,6% случаев. Больные с положительными исходами составили 59,4%. Псевдоартроз образовался в 27,0% случаев. Наиболее частой причиной его развития явилась миграция трехлопастного гвоздя, которая наблюдалась в 20,3% случаев.

Развитие асептического некроза головки бедра при сросшемся переломе шейки бедра устаноглено в 21,9% больных, деформи рующий артроз оперированного тазобедренного сустава с нарушением контура головки бедра - в 34,4% случаев. Неправильно сросшиеся переломы отмечены в 17,2% больных.

Всем пациентам с несросшимися переломами и псевдоартрозами шейки бедра, за исключением одного, производилась открытая репозиция, металлоостеосинтез трехлопастным гвоздем с костной аутопластикой с последующим наложением кокситной гипсовой повязки сроком на 3-5 месяцев. Сращение достигнуто только у двух из четырех больных с несросшимися переломами шейки бедра, причем у одного при резко выраженном варусном смещении отломков. Устранить псевдоартроз не удалось ни в одном из трех наблюдаемых случаев.

На первом этапе исследований по совершенствованию результатов оперативного лечения переломов шейки бедра мы увидели перспективу повышения качества лечения в направлении разработки технических средств остеосинтеза, которые обладали бы совокупностью положительных свойств основных известных групп фиксаторов.

Биологические особенности строения костной ткани проксима ного конца бедра подтолкнули нас к разработке фиксатора на

базе спиралеобразных компонент, повторяющих ход наиболее мощной аркады трабекул шейки и головки бедренной кости.

В литературе мы не встретили конструкций фиксатора, основанных на пространственной спирали - геликсона. Спиралеобразная пространственная компановка фиксирующих элементов (а.с. № 938973) впервые позволила соединить в одном простом устройстве свойства лопастных, винтовых и анкерных фиксаторов при* устранении отрицательных сторон, присущих каждой из этих групп.

В процессе технической проработки идеи было рассмотрено несколько вариантов пространственных компановок и г. линципов функционирования устройств на основе спиралеобразных компонент (а.с. )? 915844, а.с. 923533, а.с. № 944564, н.с. № 1071297, а.с. № 1301392 и др.), средств их ориентации (а.с. № 876121) и диафиксации (а.с. № 1395310).

Из всех рассмотренных вариантов для клинического испытания был отобран один - геликсоидный лопастной фиксатор с де-ротационным лопастным элементом.

Геликсоидным лопастным фиксатором за период 1981-1985- гг. было прооперировано 59 больных с переломами шейки бедра. Из них у 54 человек были свежие переломы, у четверых - несросши-еся переломы и у одного - псевдоартроз шейки бедра. Средний возраст больных - 60,2+1,55 года. Послеоперационная летальность - 3,7%.

Дооперационный период составил 9,5^,71 суток, послеоперационный - 31,0+3,23 день, что на неделю меньше соответствующего показателя контрольной группы (37,5+2.,80 суток, Р<0,01 по критерию хи-квадрат). Большинству больных (51 из 54) проводился закрытый металлоостеосинтез.

В двенадцати наблюдениях (22,2%) бил достигнут хороший результат лечения при незначительном введении геликсондного фиксатора в головку бедра на глубину менее половины ее диаметра без применения в послеоперационном периоде дополнительной гипсовой иммобилизации. Существенная степень эксцентричности расположения фиксатора в головке бедра отмечена, в десяти наблюдениях (18,5%). В пяти наблюдениях и.ч них эг'о привело к вторичному смещению костных отломков, с достижением сращения в неправильном положении в трех случаях и псевдоартроза - в двух наблюдениях.

Активная тактика послеоперационного ведения больных позволила сократить частоту пролежней и застойных пневмоний с 13,5^ и 16,7,2 в контрольной группе до, соответственно, 7,4% и II,1% и позволило исключить эти осложнения из причин послеоперационной летах ности.

Отдаленные результаты удалось изучить у всех выживших боль пах (95,'О в сроки от одного до семи лет. Хороший исход лечения установлен в 66,6$, удовлетворительный - в 19,6$ и неудовлетворительный в шести случаях, что составило 11,0$. К неудовлетворительным исходам лечения были отнесены результаты лечения 10 больных с явлениями частичного асептического некроза при сращении перелома, в двух случаях - при неправильном полокыши костных отломков. Во всех этих наблюдениях болышз могли самостоятельно передвигаться с помощью палочки.

Анализ причин неудовлетворительных результатов рассматриваемой группы больных показал, что во всех случаях развития псевдоартрозов имелись существенные нарушения техники оперативного вмешательства. В двух случаях имело место эксцентричное расположение фиксатора в головке бедра, в одном - фиксатор был введен вне головки с последующим его переломом и образованием псевдоартроза. Причиной единственного наблюдения тотального асептического некроза при сросшемся переломе явилась физическая перегрузка через 2,5-3,0 года после операции, при этом функция конечности у больной на протяжении семи лет сохранилась Еполне удовлетворительная - она продолжает ходить самостоятельно в ортопедической обуви без дополнительной опоры. Двое больных с неудовлетворительными результатами оздоровлены в процессе повторных оперативных вмешательств: ар-тродеза тазобедренного сустава и металлоостеосинтеза псевдоартроза. И только двое больных с образовавшимися псевдоартрозами вынуждены пользоваться костылями, что составляет 3,7% от всех прооперированных больных со свежими переломами шейки бедра.

У двух из_пяти больных с несросшимися переломами отмечен после оперативного лечения хороший рентгенологический и функциональный исход, в одном - удовлетворительный и в двух - неудовлетворительный исход в связи с образованием тугих псевдоартрозов. Причалами образования псевдоартрозов в этих случая} также являлись существенные дефекты техники оперативного вме-

1ательства, а именно эксцентричное введение фиксаторов в вер-:ние отделы шейки и головки бедра с последующим их смещением 1а варус. В обоих случаях образовались тугие псевдоартрозы, >беспечивающие достаточную опорность и функцию конечности и юзволяющие больным передвигаться с палочкой. Объем функции Зольных устраивал и от повторных оперативных вмешательств оба отказались.

У больного, оперированного по поводу псевдоартроза кейки 5едра, достигнуто сращение перелома с удовлетворительном исходом лечения по причине сохранения явлений асептического ^кроза, имевших место до оперативного вмешательства.

Таким образом, использование гсликсоидного фиксатор:1., и конструкции которого воедино собраны положительные свойства гтопастных, винтовых и анкерных устройств, позволило существенным образом повысить качество лечения перелогэв шейки 6ед~ ра, но, вместе с тем, не позволяет во всех случаях предупре-цить вторичное смещение костных отломков и образование псевдоартрозов.

Анализ литературы свидетельствует,' что попытки повысить точность ориентации фиксирующих средств остеосинтеза путем применения самых различных нршравляющих устройств в течение многих десятилетий не привели к желаемому результату. Более рациональным и оправданным в этом отношении, по налиму шен;го, явилась бы разработка технических средств фиксации костных отломков, обладающих свойствами компенсации дефектов или недостатков своего эксцентричного расположения в шейке н головке бедренной кости.

Проведенный системный анализ подходов к фиксации костных отломков известными средствами остеосинтеза позволил выявить их общий и принципиальный недостаток - отсутствие способности адаптации к разнообразию патологии и особенностям процесса остеосинтеза. На основании проведенных биомеханических исследований мь: пришли к выводу, что не может существовать пространственной конфигурации фиксатора, при биологически оправданных габаритах, которая была бы в состоянии исключить риск дислокаций головки при эксцентричном его введении. Причина подобных смещений кроется не о конструкции фиксатора, а в прочностных свойствах губчатой ткани головки бепра в пожилом и старческом возрастах. Подобный вывод днктугт ие.лссосбраз-

ность использования для фиксации перелома нескольких элементов, разнесенных в пространстве головки бедра. Только множественный остеосинтез в наибольшей степени позволяет учитывать индивидуальные особенности перелома путем маневра, в зависимости от обстоятельств, количеством и положением фиксирующих элементов. Другой альтернативы в путях совершенствования технических средств фиксации костных отломков при лечении переломов шейки бедра, по нашему глубокому убеждению, нет.

На этой основе разработана концепция управляемого множественного остеосинтеза, обосновывающая новые принципы конструирования технических средств фиксации костных отломков и открывающая реапьные перспективы улучшения результатов лечения переломов шейки бедренной кости. В качестве центрального ее положения определена необходимость изначального заложения в разрабатываемых конструкциях средств фиксации способностей адаптации к разнообразию патологии и процесса остеосинтеза. Она может быть реализована путем обеспечения специализированным фиксатором потенциальной способности управления в процессе операции прочностью соединения костных отломков по величине и в пространстве. Помимо этого новые средства фиксации должны обеспечивать стабильный остеосинтез при минимальной травмати-зации мягких тканей и губчатой кости головки за счет интенсификации технических решений, направленных на использование несущих возможностей плотного кортикалиса по окружности шейки бедра при сохранении подходов закрытого остеосинтеза.

Нам представлялось возможным решить поставленные задачи при следующих конструктивных подходах. Фиксаторы нового направления должны иметь основание, в котором под разными определенными углами к продольной оси выполнено заведомо избыточное количество направляющих каналов под достаточно тонкие фиксирующие элементы. Сфера суммарного телесного угла направляющих каналов на уровне головки по площади должна значительно превышать площадь головки бедра. Это исключительно важное обстоятельство необходимо для того, чтобы при любом расположении основания фиксатора в подвертелыюй области головка бедра всегда попадала в сферу интереса ее направляющих каналов. Выбор нужного количества фиксирующих элементов, вводимых в необходимом направлении в требуемые участки плоскости перелома, обеспечит возможность управления процесса соединения костных отломков по

прочности как-в пространстве, так и по величине.

На основе положений вышеизложенной концепции управляемого множественного остеосинтеза было разработано несколько новых технических средств остеосинтеза: геликсоидный спицевой и спи-цевой аппараты (а.с. № 1255120, а.с. № 1223899, а.с. Га 1337074, а.с. № 1419687). Каждая из конструкций япилась разбитием и' совершенствованием предыдущей в процессе клинического их применения.

В основу геликсоидного спицевого аппарата была заложена конструкция предыдущего спиралеобразного устройства. При'нципи-ачьным отличием нового технического средства остеосинтеза явилось выполнение по окружности головки фиксатора зав "цомо избыточного количества каналов сложной формы под фиксирующие элементы в виде двухмилиметровых спиц, обеспечивающих возможность радиального шата фиксирующих элементов в пределах от1 4° До 10° от продольной оси устройства. Объем шата подобран таким' образом, чтобы при максимальном отведении фиксирующие э'л'ементы формировали телесный угол, образующий' на уровне головки' бедра: сферу,по площади в два раза превышающую площадь головки' бёдра. Возможность введения различного количества фиксирующих э'л'ем'ен'-тов через каналы в головке устройства в головйу бедренной' кб'с-ти под необходимы?,5 углом, в требуемом направлении" и' На! нужную глубину, позволяет наращивать прочность соединения костных отломков, управляемо в пространстве, в зависимости' о? размеров' костных отломков, степени их порозности, качест'йа репозиции, наличия костных отломков и дефектов костной' ткани',- веса; больного, особенностей расположения и длины фиксатора1,■ особенностей хода плоскости перелома и т.д. Подобная конструкция устройства позволяет надежно фиксировать костные' оТл'омки по периферии плоскости перелома при любом положении' фиксатора в шейке и головке бедра.

В период с 1985 по 1986 гг. геликсоидным спицевым фиксатором прооперировано 44 больных. Сорок человек были со свежими переломами, трое - с несросшимися переломами и один больной -с псевдоартрозом шейки бедра. Средний возраст больных составил 61,5+1,85 г. В раннем послеоперационном периоде умерла одна больная 73 лет на вторые сутки от кровоизлияния в третий желудочек мозга (послеоперационная летальность составила 2,27%).

Применение геликсоидного спицевого фиксатора, по сравнению

с предцдущими сериями больных, позволило сократить на 10-17 суток длительность послеоперационного периода пребывания больных в стационаре, который достиг 19,7+1,12 суток (Р<0,001).

Отдаленные результаты у больных со свежими переломами шейки бедра изучены в сроки от I до 3 лет у B6f0 больных. Хороший исход установлен в 73,6%, удовлетворительный - в 17,7%, неудовлетворительный у трех больных (й,7%).

Асептический некроз головки бедра наблюдался в 17,7% случаев. Тотальный асептический некроз развился у больной 46 лет через 4-5 месяцев после операции. Через восемь месяцев была произведена артропластика сустава и больной возвращена возможность самостоятельного передвижения с помощью палочки. Развитие деформирующего артроза отметили в 31,2% случаев.

Использование принципов управляемого множественного остео-синтеза в геликсоидном спицёвом фиксаторе позволило в этой серии больных исключить риск несращения костных отломков и развития псевдоартроза шейки бедренной кости, риск вторичного смещения костных отломков, достичь положительных исходов лечения у 91,3% больных. Все удовлетворительные и неудовлетворительные результаты лечения были связаны с развитием трофических расстройств тканей травмированного сустава в виде асептического некроза и деформирующего артроза.

Одним из возможных путей снижения частоты развития аваску-лярных осложнений, по нашему мнению, мог являться путь сокращения травматизации губчатой кости головки бедренной кости в процессе остеосинтеза перелома. Исходя из этого, нами был предложен гелпксоидный спицевой аппарат со значительным уменьшением массы той части спиралеобразных лопастей, которая предназначена для введения в головку бедра (а.с. № 1337074).

В последующем, с целью снижения объема имплантируемого в головку бедра металла, мы вообще отказались от лопастей. В новом разработанном спицевом аппарате основание с направляющими каналами было уменьшено до размеров, достаточных лишь для его фиксации к кости подвертельной области бедра (а.с. № I255I20).

Разработанный на принципах управляемого множественного остеосинтеза спицевой аппарат обладает следующей совокупностью положительных свойств: выполнение каналов под фиксирующие элементы в основании аппарата под разными углами, суммарный телесный угол которых равен не менее 0,32 стерадиана, обеспечи-

вает надежный остеосинтез при любом положении основания в под-вертельной зоне бедра и решает тем самым проблему ориентации фиксирующих элементов спицевого аппарата^ наличие избыточного количества направляющих каналов в голочке устройства обеспечивает строго ориентированное распределение нелимитированных по количеству фиксирующих элементов в требуемые участки плоскости перелома, возможность выбора оптимального, в каждом конкретном случае, количества тонких фиксирующих элементов в виде спиц и их эффективного распределения в плоскости перелома, с использованием несущих возможностей плотного кортикалиса по окружности шейки бедра, значительно снижает объем травматизации губчатой кости головки и шейки бедра при значительном относительном увеличении площади контакта металла с костной тканью головки бедра} многокомпоЯентность конструкции и возмогаость многовариантного ее применения обеспеччвает надежный остсосинтез при многооскольчатых, базоцервикальных и чрезвертельных переломах бедра; многокомпонентность конструкции и возможность избирательного ее использования в различных вариантах, в зависимости от динамически изменяющихся обстоятельств процесса осте-осинтеза, обеспечивает возможность управляемого, в пространстве, наращивания прочности соединения костных отломков, что позволяет хирургу конструктивным образом реагировать, с позиций од- . ного устройства, на все разнообразие патологии.

В процессе клинического применения в спицевом аппарате были, выявлены уникальные телескопические свойства^

С 1986 года с помощью спицевого аппарата прооперировано 69 человек с переломами шейки бедра. У 78 больных бьи!и свежие переломы, у б-х - несросшиеся переломы и у 5-х - псевдоартрозы шейки бедра. Средний возраст этой группы пациентов составил 64,9+1,41 года. 73 процента больных были старше шестидесяти лет. В послеоперационном периоде умерла больная 74 лет на пятые сутки после операции от тромбоэмболии легочной артерии (послеоперационная летальность 1,25%).

Длительность послеоперационного периода составила 17,0+1,13 суток. Изучение возможных резервов сокращения послеоперащон-ного периода показало, что помимо медицинских и социальных сторон многие из них носят и чисто психологический характер. У многих врачей сформировался своеобразный стереотип длительного пребывания в стационаре данной категории больных. У паци-

еу/тов, лечившихся после операции в палате автора, длительность послеоперационного периода была доведена до II,8+0,81 суток.

У всех больных со свежими переломами шейки бедра проводился закрытый металлоостеосинтез. До года умерло 8 человек (10,3$). В подавляющем большинстве своем это были люди старческого возраста (от 75 до 86 лет) и онкологические больные (три человека) , у которых остеосинтезу били подвергнуты патологические переломы.

Отдаленные результаты лечения В сроки от одного до двух лет изучены у 56 человек (72$). У остальных больных сроки лечения до года. Среди больных со свежими переломами шейки бедра хороший исход установлен в 83,4% случаев, удовлетворительный - Б II,5% и неудовлетворительный - в 5,1% случаев. Положительные исходы лечения состарили 94,9$.

Применение сцицевого аппарата позволило исключить риск вторичного смещения костных отломков, позволило у всех больных, кромз одного, достичь сращения костных отломков. Все случаи удовлетэорительных и неудовлетворительных результатов лечения атой серии больных были связаны с нарушением трофики костной ткани головки бедра. Развитие асептического некроза головки бедра было отмечено в 7,7% случаев, выраженные явления деформирующего артроза травмированного сустава наблюдались в В,% случаев.

С несросшимися переломами шейки бедра с помощью спицевого аппарата лечилось шестеро, с псевдоартрозом - пятеро больных, беем больным с Несросшимися переломами шейки бедра проводился докрытый металлоостеосинтез. Одна больная в возрасте 81 года умерла дома через 4 месяца после операции. Двое больных находятся на лечении до года. Во всех трех .случаях с изученными отдаленными результатами установлен хороший исход лечения.

Среди больных с псевдоартрозами шейки бедра было трое мужчин возрастом от 67 до 71 года и две аенщины 60 и 63 лет. Давность псевдоартрозов составила 5, 6, 8 месяцев, I год и 4,5 года после травмы. Причинами их развития в трех случаях были попытки лечения перелома скелетным вытяжением, в двух - неудачи оперативного лечения. В одном случае был выполнен открытый металлоостеосинтез, в четырех - закрытая репозиция, металлоостеосинтез спицевым аппаратом, в двух - с костной аутопластикой. Послеоперационный период в этой группе пациентов составил

з среднем 18 суток. У четырех больных в результате лечения бы-ю достигнуто сращение псевдоартроза с хорошим (3) и удовлетворительным (Т) отдаленными исходами. Один пациент находится з процессе лечения до года.

Осложнения, с которыми нам пришлось встретиться в процессе 1рименения спицевого аппарата, условно можно разделить на три 1рулпы, Первые из них зависят от биологических свойств костной гкани и заключаются в перфорации концами фиксирующих элементов яловки бедра, в результате частичного рассасывания и укороче-1Ия, в процессе сращения, шейки бедренной кости. Подобное ос-Южнение наблюдалось у семерых больных. У всех этих пациентов 5ыло достигнуто сращение перелома. При этом функция конечно-:ти, как правило, страдала незначительно, но с разви чем рент-'енологических явлений деформирующего артроза. Для предупреждения подобного осложнения следует использовать выявленные ;елескопические свойства спицевого аппарата, обеспечивающие *озированный выход аппарата из кости по мере укорочения шейки !едра в процессе сращения перелома.

Вторая группа осложнений связана с нарушениям! техники оперативного вмешательства и заключалась в слишком глубоком или шточном введений части фиксирующих элементов спицевого аппарата. Этот вид осложненний наблюдался у шести больных. Не-:мотря на подобное осложнение, у всех пациентов в конечном !Тоге было достигнуто сращение с хорошими (у трех) и удовлет-юрительньши (у двух) исходами лечения. Для этого одну больную фипшось оперировать повторно. Для предупреждения подобных ос-южнений необходимо строгое соблюдение техники оперативного шешательства.

Наиболее серьезным осложнением при использовании спицевого шпарата являлся перелом фиксирующих элементов. Подобное ос-южнение наблюдалось у четырех больных, причем у двух из них )но сочеталось с неточным введением фиксирующих элементов. В ¡дном случае это привело к образованию псевдоартроза шейки >едра. Подобный вид осложнений повлек за собой металловедческий шализ двухмиллиметровых спиц, поставляемых в лечебные учреж-1ения медицинской промышленностью. Исследования показали, что :пицы обладают исключительно широким спектром прочностных характеристик. Если по пределу прочности на разрыв и по твердо-;ти они различаются между собой в пределах 20-25 процентов, то

по пластичности выявились более чем десятикратные различия. Также было установлено, что прочностные показатели спиц тесно коррелируют с магнитными свойствами: по мере их нарастания увеличивается предел прочности на разрыв и твердость, но значительно уменьшается пластичность металла. Все извлеченные из бедра сломанные спицы оказались магнитными.

Проведенный химический анализ металла с различными магнитными свойствами показал, что асе спицы изготовлены из одной хромоникелевой марки нержавеющей стали I7XI8H9T(ГОСТ 563272) со структурой аустенита - твердого раствора углерода в г-железе, пластичного, немагнитного, с твердостью по Виккереу в пределах 170-200 ед. (И.В.Фиргер, 1982). Анализ технической литературы показал, что для повышения предела прочности прово лока из этой марки стали подвергается холодной прокатке. В ре зультате большая часть аустенита превращается в мартенсит, ко торыл является магнитным (Н.Ф.Болховитинов, 1958; А.П.Гуляев, 1977). Мартенсит - это пересыщенный твердый раствор углерода •с-железе, полученный из аустенита в результате перестройки кристаллической решетки ï-железа без изменений массовой доли углерода с твердостью по Виккереу в пределах 500-700 ед. (И.В.Ширгер, 1982). Превращением части немагнитного аустенита в процессе холодной прокатки стали, в мартенсит, который боле прочный, но менее пластичный, и объясняется связь между магнитными свойствами этого сорта металла с его пластичностью.

Следовательно, возникновение последней группы осложнений зависит, как минимум) от двух установленных факторов» от технических ошибок оперативной техники и от прочностных свойств спиц. Для предупреждения подобных осложнений полностью сохраняет силу предыдущий вывод о необходимости строгогособлюдения оперативной техники. Результаты проведенного металловедческог исследования позволяют рекомендовать, с целью снижения или ис ключения риска перелома фиксирующих элементов, использовать для спицевого аппарата (и вообще для погружного остеосинтеза) только диамагнитные спицы.

Таким образом, применение технических средств остеосинтеза разработанных на принципах управляемого множественного остеосинтеза у 132 больных с переломами и последствиями переломов шейки бедра, позволило существенным образом изменить лечение больных этой патологии.

Способность предложенных средств фиксации адаптироваться к разнообразию патологии, управлять прочностью соединения костных отломков по величине и в пространстве, использовать несущие возможности плотного кортикалиса по окружности шейки бедра позволило в каждом случае, независимо от особенностей патологии, обеспечивать стабильное надежное соединение костных отломков при минимальной травматизацин костной и мягких тканей.

Применение геликсоидного спицевого и спицевого аппаратов практически исключило риск несращения и вторичных смещений костных отломков. Из 118 больных со свежими переломами шейки бедра псевдоартроз образовался у одной больной (0,85%) в результате перелома фиксирующих элементов и развития асептического некроза головки бедра. Достигаемая надежность соединения костных отломков позволила существенным образом видоизменитл программу послеоперационного ведения больных: пациентам разрешалось сидеть в кровати со вторых суток, вставать на костыли -с 3-6 суток после операции. Активное ведение послеоперационного периода с полным исключением дополнительной внешней иммобилизации конечности позволило сократить количество ранних послеоперационных осложнений. По сравнению с контрольной группой больных частота образования пролежней уменьшилась в более чем два раза, пневмоний - в три раза.

Послеоперационная летальность была снижена с 4,16% в контроле до 1,25%. В результате активной послеоперационной тактики такие осложнения как пролежни и воспаление легких были исключены из причин летальных исходов, несмотря на то, что средний возраст последних серий больных в среднем на 5-6 лет выше соответствующего показателя контрольной группы.

В два и более раза сократился период послеоперационного пребывания больных в стационаре, с 37,5+2,80 в контрольной группе до 19,7+1,12 и 17,0+1,13 суток последних серий больных. Доказана реальная возможность сокращения послеоперационного периода пребывания больных в стационаре до 11,8+0,81 суток.

Удельный вес положительных исходов удалось увеличить с 59,4% случаев в контрольной группе до, соответственно, 91,3% и 94,9% при применении геликсоидного спицевого и спицевого аппаратов. Основными причинами удовлетворительных и неудовлетворительных исходов продолжаят оставаться трофические расстройства тканей травмированного сустава.

Снижение в два с лишним раза массы имплантируемого в головку бедра металла при использовании спицевого аппарата по сравнению с геликсоидным спицевым аппаратом позволило существенно уменьшить частоту развития асептического некроза головки бедра (с 17,7% до 7,7%) и деформирующего артроза тазобедренного сустава (с 30,0% до 8,%). Частично причина этих различий кроется и в сроках обследования отдаленных результатов сравниваемых групп больных.

Достижение сращения у всех, с изученными отдаленными результатами, больных с несросшимися переломами (у 6 из 9) и с псевдоартрозами шейки бедра (в 4 из 6), леченных с применением геликсоидного и спицевого аппаратов, при исключении вторичных смещений костных отломков, служит серьезным подтверждением правильности биомеханических и конструкторских подходов в концепции управляемого множественного остеосинтеза.

Вторая часть работы посвящена изучению возможности использования контролируемого биомеханического режима для коррекции трофических расстройств тканей травмированного сустава. В постановке этой задачи исходили из известных представлений, что нормальная жизнедеятельность костной и хрящевой ткани опорно-двигательного аппарата возможна только в условиях циклических переменных нагрузок в рамках естественного динамического экологического стереотипа. При лечении переломов шейки бедра травматологи вынуждены прибегать к длительной разгрузке оперированной конечности. Значение этого периода в развитии трофических расстройств костной ткани и суставного хряща травмированного тазобедренного сустава продолжает оставаться малоизученным, а последующий этап восстановления нагрузки является наиболее ответственным и трудноуправляемым.

Исходя из вышеизложенного, мы поставили перед собой задачу изучить характер влияния дозированных переменно-динамических нагрузок на регионарный кровоток в головке в процессе оперативного лечения перелома шейки бедренной кости.

В связи с новизной поставленной цели нам пришлось самостоятельно решать целый ряд задач по разработке технического обеспечения возможностей наведения дозированных переменно-динамических нагрузок, определить и обосновать приемлемые режимы нагрузок, выявить достоверные критерии эффективности их влияния на трофику костной ткани.

Таблица I

Основные показатели результатов лечения медиальных перелокюв шейки бедренной кости

:Причины псевдо- :Асептический :Дефор-:Непра-Псев-:артрозов : некроз :миру- :вильно

доар-: ■ ■ : —:ющий :срос-

?розы:ми- :сме-:вве-:пе- :го- :то-:час-:артроз:шийся• шейки:гра-:ще- где- :ре- :лов-:та-:тич-:тазо- :пере-бедрагцкя :ние :ние :лом :ки :ль-:ный :бед- . :лом (5¿) :фик-:фик-:его :фик-:бед-:ный:{%) :пенно-:шейки :са- :са- :вне :са- :ра :(%): :го су-:бедра :тора:торагго- :тота:(/ь) : : :става : (%) ■ : : :лов-: : : : : (%) : : : : кк : : : : : :

1. Традиционные 96 67 42,2 17,2 40,6 27,0 20,3 6,2 ? - 21,9 1,5 20,4 34,4 17,2 фиксаторы

2. Геликсоидный 54 94 68,6 19,6 11,8 5,9 - 3,8 1,9 . 19,6 1,9 16,7 27,5 5,9 фиксатор

Управляемый множественный остеосинтез

3. Геликсоидный 40 85 73,6 17,7 8,7 • - - - 17,7 2,9 14,8 30,0 -спицевой- п ос

аппарат _

4. Спицевой 78 78 83,4 11,5 5,1 - - - 1,25 7,7 - 7,7 8,9 -

аппарат

. № серии

Вид фиксатора

:Про- :Исходы лечения :цёнт :(в процентах)

Кол- :изу_ :

боль-:кых :Р°" :ле~ ;УД°В~ :отда-:сие :тво- :ле-:лен- : :ри- :тво-:ных : :тель-:ри-:ре- : :ные :тель-:зуль-: : :ные гтатов: : :

Таблица 2

Основные показатели лечения медиальных переломов шейки бедренной кости

:Длитель-:Длитель-:После-: Ранние послеоперационные осложнения Кол- :Сред-:ность :ность :опера-: (в процентах)

во :ний :доопера-:после- :цион- :-

боль-:воз- :ционного:операци-:ная :Про-:Пнев-:Нагно-:Пере-:Остео-:Тромбоз ных :раст :периода :онного глеталь: лаж-:монии:ения :ломы :миелит:гл.илео-: :(сутки) гпериода :ность :ни : :п/о :бедра:бедра :фемораль-: : :(сутки) : (%) : : :раш : : :ных вен

1. Традиционные 96 58 6+ 10 0+ "37д5+ 4,16 13,5 16,7 8,3 2,1 2,1 фиксаторы 1,69" 0,8Г~ 2,8СГ

2. Геликсоидный 54 60.2+ 9,5+ 31,0+ 3,70 7,4 11,1 7,4 1,9 - 1,9 фикстор 1,5э 1,55" 3,23~

Управляемый множественный остеосинтез

3. Геликсоидный 40 спицевой аппарат 61,5+ 6.0+ о,4б~ 19.7+ 1,12- 2,27+ 7,5 7,5 7,5

4. Спицевой 78 аппарат 64.9+ 1,ёз~ 4.9+ 0,41" 17.0+ 1,1эг 1,25 5,0 3,7 6,2

Спицевой аппарат (в палате автора) 4.0+ о,4б~ 11,6+ О.ЙГ-

8

В процессе разработки технических средств наведения дозированных переменно-динамических нагрузок был пройден путь от создания простых механических устройств с ручным приводом до аьто-матических биоуправляемых аппаратов.

При разработке первого из них (а.с. I,™ 921552) мы оттолкнулись от ранее предложенного устройства для репозиции и фиксации костных отломков (а.с. I.» 860758). В предложенном устройстве для лечения переломов кости (а.с. № 921552) переменно-динамическая нагрузка генерировалась вручную рукой пациента или врача и через рычаг, систему муфт, пружину, спицевой механизм передавалась на костные отломки. С целью повышения стабильности аппарата в тканях, уменьшения его габаритов, вибрации, расширения возможностей был предложен ряд его вариантов (а.с. № 1068114, а.с. № 1128923, а.с. № 1313437). Рычажный принцип наведения переменно-динамических нагрузок был использован нами и в разработке механического устройства для обеспечения контролируемого биомеханического режима для лечения переломов шейки бедренной кости (а.с. Г» 1243710).

Опыт эксплуатации подобных механизмов выявил их существенный недостаток - ручной принцип генерации нагрузок не позволяет точно задавать и контролировать режим наводимых нагрузок.

Следующим этапом работы явилась разработка аппаратов с автоматической генерацией переменно-динамических нагрузок. В этом направлении были проработаны возможности использования в качестве генератора электромотора (а.с. I? 1261645) и электромагнита (а.с. I' 1088714). Изготовление таких механизмов и их клиническая апробация выявила ряд недостатков варианта'с использованием электромотора. Примененкэ электромотора с редуктором увеличивает габариты устройства, неизбежно приводит к появлению вибрации, не позволяет наводить динамические нагрузки в сложных режимах и легко варьировать ими в процессе лечения. Более перспективным явилось использование в качестве генератора механических нагрузок электромагнита с якорем. Первое подобное устройство было разработано на базе рычажного механизма (а.с. № 1088714). Появление в устройстве электромагнита с блоками управления и генерации электрических импульсов позволило формировать и управлять каждым нагрузочным циклом, гибко регулировать процесс наведения переменно-динамических нагрузок во времени. Вместе с тем, в этом (а.с. №1088714) и других ранее

предложенных устройствах (приоритет первого из них а.с. № 921552 от 15.09.80 г.) сохраняется существенный недостаток, заключающийся в необходимости жесткой связи аппарата с костно) тканью, что сопровождается достаточно высоким риском инфекционных осложнений и предъявляет исключительные требования к электрозащите больного.

Приведенные предпосылки выдвинули задачу разработки устройства, обеспечивающего возможность наведения переменно-динамических нагрузок на любой участок опорно-двигательного аппарат; при исключении жесткой связи аппарата с тканями пациента. Для достижения поставленной цели из конструктивных элементов пре-дьщущих устройств были отобраны только электромагнит с якорем, генератор электрических импульсов с блоком управления.

Разработанное нагружающее устройство (а.с. № 1263243) состоит из электромагнита, механизма регуляции' исходной' величины смещения его якоря, механизма регуляции скорости передачи механического импульса, механизма фиксации и' перемещения рабочего .органа, генератора электрических импульсов и' трехканальногс блока управления. Генератор электрических импульсов представляет собой достаточно мощную низковольтную силовую установку с семисторной системой формирования электрического импульса. Блок управления выполнен на интегральных схемах, обеспечивающих возможность регуляции частоты, длительности, величины, формы импульса, определение периодов работы и покоя,, чем обеспечивается возможность многосуточной самостоятельной' автоматической работы аппарата. При''снабжении аппарата средствами регистрации и обработки информации с тела пациента в виде каналов обратной связи обеспечивается возможность его работы б индивидуальном биоуправляемом' режиме, при котором частота, величина и форма нагрузки будут определяться биологическими и биомеханическими свойствами регенерата, например, особенностями микроциркуляции (а.с. № 1313437)' и-др. Рабочий орган нагружающего устройства был протестовал на консольной тензометриче-ской балке с регистрацией динамической' информации на зеркальном быстродействующем осцилографе.

В зависимости от необходимости рабочий орган может легко трансформироваться для наведения нагрузок с отрицательным знаком (а.с. № 1258399) или для использования в виде подстопника (а.с. № 1217396). Последнее особенно удобно в условиях поли-

клиники.

Перспективы применения предлагаемого нагружающего устройства выходят за пределы границ вопросов, касающихся лечения переломов костей. Во многих областях медицины, по нашему мнению, существует потребность в подобном мощном и компактном движителе. Нам представляется несколько перспективных направлений возможного использования нагружающего устройства: импульсная механотерапия; импульсное вытяжение позвоночника (а.с. № 1263243); импульсная разгрузка суставов в комплексной терапии деформирующего артроза; механизированный массаж мягких тканей (а.с. № 1355260); профилактика и терапия деминерализации костной ткани в условиях уменьшения или исключения действия гравитационных нагрузок (а.с. № 1217396); при небольшой трансформации рабочий орган нагружающего устройства может выполнять роль автоматизированного импульсного отсоса или насоса и мн.др. Все эти и другие функции могут реализовываться в биоуправляе-мом режиме (а.с. !■' 1313437).

Получив в распоряжение инструмент генерации и наведения переменно-динамических нагрузок, в виде разработанного нагружающего устройства (а.с. 1263243), приемлемый для создания контролируемого биомеханического режима в области травмированного тазобедренного сустава при лечении переломов шейки бедра, мы столкнулись с не менее'сложной задачей определения биологически обоснованных режимов и выбора критериев контроля за эффективностью их воздействия на трофику тканей интересуемой области.

Поиск режимов переменно-динамических нагрузок нам представлялось целесообразным вести первоначально в направлении выбора оптимальных,близких к естественным,скоростей нагрузок при относительно небольших их величин;«:, поскольку известно, что механическая адаптивная перестройка более чувствительна к изменениям в скорости напряжения, чем к его величине.

Наличие множества взаимодействующих элементов, определяющих эффект механического взаимодействия, обусловливает значительную неопределенность последствий для биологических систем. Эти обстоятельства предъявляют особые требования к критериям оценки эффективности механических воздействий на костную ткань в области перелома. Они должны быть селективными, высокочувствительными, количественными и малотравматачними. Отобранные кри-

терпи должны позволять контролировать эффективность воздействия каждого цикла нагрузки, сеанса и курса наводимого биомеханического режима.

В качестве критериев сценки эффективности воздействия контролируемого биомеханического режима на трофику тканей были избраны особенности генерируемых при нагрузках в костной ткани биопотенциалов, регистрируемых с помощью имплантируемых в головку и шейку бедра платиновых электродов. Поведение регионарного кровотока в костных тканях проксимального конца бедра до и после наводимого сеанса переменно-динамических нагрузок оценивали полярографическим методом по клиренсу водорода, до и после проведенного курса механических воздействий - рздио-изотопным методом с Тс-пирофосфатом.

В качестве электродов использовали платиновую проволоку диаметром С,5 мм, герметично присоединенную к концу тонкого многожильного провода в тсфлоновой изоляции. В каждом случае имплантировалось по два электрода. Один вводился в головку бедра, другой, для контроля, в шейку с последующим выводом из мягких тканей через отдельный прокол кожи. Электроды вводились в головку и шейку бедра во время закрытого металлоостео-синтеза по разработанной методике с помощью предложенного инструментария.

Режим переменно-динамических нагрузок определялся следующим образом. Электроды у больного через полтори месяца после операции подключали к осцилографу при максимальной чувствительности аппарата. На область коленного сустава оперированной конечности, согнутой под углом 130-140°, устанавливали рабочий орган нагружающего устройства. Постепенно увеличивали интенсивность подаваемых механических нагрузок до момента появления на осцилографе электрических импульсов. Они появлялись при воздействии механического импульса величиной 3,2 кг при скорости его передачи 108 кг/сек и длительности воздействия 30 мсек. Эти параметры переменно-динамических нагрузок и были избраны для изучения поведения регионарного кровотока в г ловке бедра в условиях контролируемого биомеханического режима.

Для изучения регионарного кровотока полярографическим методом по клиренсу водорода было имплантировано 24 электрода 12 больным с переломами шейки бедра. Все случаи "молчания" элек-

тродов были исключены из последующего анализа. У шести больных, которым проводились сеансы переменно-динамических нагрузок, электроды находились в костной ткани до двух месяцев. Проведенше исследования выявили определенные закономерности по динамике изменений длительности периода полувыведения водорода в течение первых двух месяцев после оперативного вмешательства. В первые пять-восемь суток отмечалось значительное увеличение времени г.;лувыведения водорода и в головке и в шейке бедра. В первую неделю после операции восстановление кровообращения вокруг, электрода в шейке происходило в два раза быстрее, чем в головке бедренной кости. К тридцатым и последующим суткам продолжалась тенденция к усилению кровотока и период полувыведения водорода находится в области 140-200 сек.

Изучение поведения показателей регионарного кровотока в условиях контролируемого биомеханического режима проводили чер!'э 6-8 недель после оперативного вмешательства. Учитывая малые сроки, на область коленного сустава по оси бедренной кости наводились сеансы переменно-динамическ>.х нагрузок длительностью не более десяти минут при частоте подачи механических импульсов I герц. Наведение сеанса переменно-динамических нагрузок практически однозначно вызывали увеличение кровотока как в головке бедра, так и в шейре бедренной кости. В пяти случаях из шести в головке бедра наблюдалось увеличение кровотока в среднем на 13-15 процентов, о чем свидетельствовало уменьшение времени полувыведения водорода из головки и шейки бедра после сеанса переменно-динамических нагрузок, соответственно, с 180+37,6 сек до 153+32,3 сек и с 185+37,4 сек до 159+35,4 сек (различия в обоих случаях, оцениваемые по парному непараметрическому критерию Вилкоксона, оказались достоверными, Р<0,05).

Таким образом, метод имплантации платиновых электродов в головку и шейку бедра позволил, с одной стороны, определить минимальные, но физиологически значимые параметры наводимого механического импульса, с другой - провести селективный анализ регионарного кровотока в головке бедра до и после наведения сеанса переменно-динамических нагрузок. Использование полярографического метода оценки кровотока по клиренсу водорода позволило выявить достоверно значимое усиление кровотока в

головке бедра в условиях контролируемого биомеханического режима в сроки до двух месяцев после оперативного вмешательства.

Способ хронической имплантации электродов в головку бедра открывает перспективы оценки напряжения кислорода и окислительно-восстановительного потенциала, обеспечивающих возможность анализа, помимо скорости доставки кислорода, уровень напряжения кислорода и эффективность его утилизации тканями головки бедра. Разработка имплантируемых систем с телеметрической передачей информации откроет новые перспективы селективного изучения трофики тканей травмированного сустава в течение всего периода лечения этой сложной патологии.

Для изучения процессов кровообращения в тканях тазобедренного сустава в более поздние сроки сращения перелома шейки бедренной кости в условиях контролируемого биомеханического режима нами использован метод количественного радионуклидного сканирования с ^"Чс-пирофосфатом на гамма-камере МВ-9101/А с компьютером типа "СЕГЛМС" ВНР.

Обследовано 12 человек с переломами шейки бедра в сроки от трех месяцев до года и более после оперативного вмешательства, причем 8 больных дважды. В общей сложности радионуклидному анализу было подвергнуто 40 суставов. Четверо больных с дефектом накопления нуклида в области головки бедренной кости или подозрениями на таковые были исключены из дальнейших исследований по изучению влияния переменно-динамических нагрузок на кровоток в тканях травмированного сустава. Четверым больным со сроком в 3, 4, В месяцев и год и два месяца после операции проводились курсы переменно-динамических нагрузок. Четверо больных со сроками в 3, 4, 7 и 8 месяцев после оперативного вмешательства составили контрольную группу. Повторные радионуклидные исследования как в опытной, так и в контрольной группах больных проводились через 3-6 недель после первого. Переменно-динамические нагрузки наводились в ранее определенном режиме с длительностью сеанса, в зависимости от времени с момента операции, от 10 до 30 минут в течение 10-18 суток за исключение;.! выходных дней.

Среди больных как контрольной, так и опытной групп интенсивность накопления радионуклида в оперированном суставе была всегда, как правило, выше, чем в тканях противоположного здорового сустава во все сроки наблюдения.

Неличина различий интенсивности накопления ,п Тс-гшрофос-фата у больных контрольной группы при повторных с месячным интервалом исследованиях оказалась несущественной в пределах двух-десяти процентов.

В опытной группе больных величина различий интенсивности накопления радиоактивного технеция з здоровом и оперированном суставах после проведенных курсов переменно-динамических нагрузок в различные сроки после оперативного вмешательства существенно увеличилась и достигла в среднем 37,2% (зти различия по парному непараметрическому критерии Вилкокоона оказались достоверно значимыми по сравнению с аналогичным показателем контрольной группы, Р<0,05).

Таким образом, результаты проведенных полярографических и радионуклидних исследований тканей тазобедренных суставов в процессе сращения переломов шейки бедра показали принципиальную возможность применения дозированных переменно-динамических нагрузок для стимуляции регионарного кровотока в тканях травмированного сустава. Следует отметить, что изучение влияния переменно-динамических нагрузок на трофику и кровоток в костных тканях тазобедренного сустава при переломах шейки бедра проводились с максимальной осторожностью в методических иод-ходах, при использовании наиболее щадящих режимов нагрузок у больных с благоприятным течением патологии при полной уверенности в стабильности костных отломков. Целью проведенных исследований являлось доказать принципиальную возможность использования дозированных переменно-динамических нагрузок для стимуляции регионарного кровотока в тканях тазобедренного сустава при переломах шейки бедренной кости.

Перспективы исследований по изучению возможностей использования контролируемого биомеханического режима для коррекции трофических расстройств и осложнений при переломах шейки бедра в процессе оперативного их лечения мы связываем с совершенствованием параметров переменно-динамических нагрузок в направлении разработки возможностей работы механизмов генерации нагрузок в условиях биоуправляемых режимов при постоянном поступлении, по обратным каналам связи и анализа, в реальном масштабе времени, биологической и биомеханической информации из области перелома, с постепенным, по мере познания возможностей

предлагаемых подходов, контингента больных с различной патологией тазобедренного сустава и других участков скелета. •

ВЫВОДЫ

1. Большая частота несращений (10-20%), аваскулярных осложнений (от 12 до 32,4%), вторичных смещений костных отломков (до 38%), технических осложнений (40%) свидетельствует о том, что лечение переломов шейки бедренной кости продолжает оставаться сложной и во многом нерешенной проблемой травматологии. Причины неудовлетворительных исходов кроются в несовершенстве технического обеспечения остеосинтеза и трофических расстройствах тканей травмированного сустава.

2. Общим и принципиальным недостатком существующих технических средств остеосинтеза является отсутствие в их конструкциях потенциальной способности адаптации к разнообразию патологии, что не позволяет в каждом случае обеспечивать одинаково надежную стабильность костным отломкам.

3. Разработанная концепция управляемого множественного остеосинтеза обосновывает новые принципы конструирования технических средств фиксации костных отломков и открывает реальные перспективы улучшения результатов лечения переломов шейки бедренной кости. .В качестве центрального ее положения определена необходимость изначального заложения в разрабатываемых конструкциях средств фиксации способностей адаптации к разнообразию патологии и процесса остеосинтеза. Она может быть реализована путем обеспечения специализированным фиксаторам потенциальной способности управления в процессе остеосинтеза прочностью соединения костных отломков по величине и в пространстве.

4. Клиническое применение разработанного на принципах управляемого множественного остеосинтеза геликсоидного спицево-го аппарата в группе из 44 больных с переломами шейки бедра позволило исключить риск несращения и вторичного смещения костных отломков.

5. Клиническое применение разработанных на принципах управляемого множественного остеосинтеза спицевого аппарата в группе из 89 больных с переломами и последствиями переломов шейки бедра позволило, наряду с практическим исключением риска несращения и вторичного смещения костных отломков, благодаря более чем двухкратному снижению объема имплантируемого металла,

значительно уменьшить частоту развития асептического некроза головки бедренной кости (до 7,7%) и деформирующего артроза травмированного сустава (до В,9/5).

6. Достигаемая при применении разработанных на принципах управляемого полиостеосинтеэа фиксаторов степень стабильности костных отломков обеспечила активную тактику послеоперационного ведения больных, что позволило снизить летальность до уменьшить частоту развития пролежней до &,0%, застойных пневмоний до 3,7$, исключить эти виды осложнений из причин летальных исходов, довести послеоперационный период пребывания больных в стационаре до 17,0+1,13 суток (в палате автора до П,Ь+ 0,81 суток).

7. Высокий процент положительных исходов (94,9&), низкая частота асептических некрозов и деформирующих артрозов дает право рекомендовать разработанный спицевой аппарат для широкого внедрения в практику лечения переломов и последствий переломов шейки бедренной кости. Спицевой аппарат по своим фиксационным возможностям и объему травматизации мягких тканей и кости в наибольшей степени отвечает требованиям гериатрической травматологии.

8. Разработанные методические подходы и техническое обеспечение наведения дозированных переменно-динамических нагрузок позволяют создавать условия автоматизированного биоуправляемо-го биомеханического режима в широком диапазоне параметров и видов нагрузок на практически любом участке опорно-двигательного аппарата человека, включая область тазобедренного сустава, с исключением непосредственно связи генератора нагрузок с костной тканью пациента.

9. Применение полярографического и радионуклидного тестов слежения са состоянием кровообращения позволило доказать принципиальную возможность использования контролируемого биомеханического режима для стимуляции регионарного кровотока в головке бедра в различные сроки после оперативного вмешательства, что открывает перспективы его применения для коррекции

трофических расстройств тканей травмированного сустава в реабилитационный период лечения больных с переломами шейки бедренной кости.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Игла для введения остеклованного платинового электрода в биологические объекты // Физиологический журнал. - 1979. -Л? I. - С. 98-98 (в соавторстве с Н.И.Гетьман).

2. A.c. № 860758 (СССР) Устройство для репозиции и фиксации костных отломков. Приоритет 17.09.79. Заявка К" 2018336/28-13. Опубл. в БИ 1981, К° 33,

3. A.c. 876I2I (СССР) Ортопедический кондуктор. Приоритет 26.04.79. Заявка № 2758559/28-13. Опубл. в БИ 1981, № 40 (в соавторстве с А.Н.Единаком).

4. A.c. 915844 (СССР) Фиксатор для компрессионного остео-синтеза. Приоритет 05.08.80. Заявка № 2969618/28-13. Опубл. в БИ 1982, № 12 (в соавторстве с В.В.Коптюхом).

5. A.c. 921552 (СССР) Устройство для лечения переломов кости. Приоритет 15.09.80. Заявка № 2985393/28-13. Опубл. в БИ 1982, № 15.

6. A.c. 923533 (СССР) Устройство для лечения переломов кости. Приоритет 18.07.80. Заявки № 2960436/28-13. Опубл. в БИ 1982, № 16.

7. A.c. 938973 (СССР) Устройство для остеосинтеэа. Приоритет 05.06.80. Заявка )t> 2952096/28-13. Опубл. в Ш 1982, » 24 (в соавторстве с В.В.Коптюхом).

8. A.c. 944564 (СССР) Устройство для остеосинтеза. Приоритет 05.08.80. Заявка № 2990753/28-13. Опубл. в БИ 1982, № 27 (в соавторстве с В.В.Коптюхом).

9. A.c. I068II4 (СССР) Компрессирующее устройство к компрес-сионно-дистракционному аппарату. Приоритет 17.09.82. Заявка

№ 3509268/28-13. Опубл. в БИ 1984, № 3.

10. A.c. I07I297 (СССР) Устройство для остеосинтеза. Приоритет 17.09.82. За^ка № 3507291/28-13. Опубл. в БИ 1984, № 5 (в соавторстве с В.В.Коптюхом).

11. A.c. I07I298 (СССР) Устройство для остеосинтеза. Приоритет 17.09.82. Заявка № 3508766/28-13 и № 3509793/28-13. Опубл. в БИ 1984, 5 (в соавторстве с В.В.Коптюхом).

12. A.c. I0887I4 (СССР) Устройство для лечения переломов

кости. Приоритет 12.11.82. Заявка № 3524698/28-13. Опубл. в Ш 1984, № 16 (в соавторстве с В.А.Борисовым).

13. A.c. II28923 (СССР) Способ лечения деформирующего артроза. Приоритет 12.II.82. Заявка № 3511242/28-13. Опубл. в БИ 1984, № 46.

14. A.c. I2I7396 (СССР) Устройство для переменно-динаыиче-ской компрессии переломов костей. Приоритет 21.09.84. Заявка № 3792297/28-14. Опубл. в БИ 1986, № 10.

15. A.c. 1223899 (СССР) Устройство для вправления вывихов акромиального конца ключицы. Приоритет 21.11.84. Заявка

№ 3811358/28-14. Опубл. в БИ 1986, № 14.

16. A.c. I255I20 (СССР) Фиксатор для остеосинтеза переломов шейки о'едра. Приоритет 04.04.85. Заявка № 3886516/28-14. Опубл. в БИ 1986, № 33.

17. A.c. I2437I0 (СССР) Устройство для лечения переломов шейки бедренной кости. Приоритет 30.11.84. Заявка № 3818656/ 28-14. Опубл. в БИ 1986, № 26.

18. A.c. 1258399 (СССР) Устройство Коптюха В.В. для скелетного вытяжения. Приоритет 05.10.84. Заявка № 3799323/28-14. Опубл. в БИ 1986, К' 35.

19. A.c. I26I645 (СССР) Устройство для лечения переломов. Приоритет 15.Ю.84. Заявка № 3798975/28-14. Опубл. в БИ 1986, № 37.

20. A.c. 1263243 (СССР) Нагружающее устройство В.В.Коптюха. Приоритет 20,03.85. Заявка № 38ö6899/28-I4. Опубл. в БИ 1986, № 38.

21. A.c. I30I392 (СССР) Устройство для остеосинтеза. Приоритет 01.07.85. Заявка № 3918712/28-14. Опубл. в БИ 1987,

№ 13.

22. A.c. I3I3437 (СССР) Устройство В.В.Коптюха для лечения переломов кости. Приоритет15.11.83. Заявка № 3673726/28-14. Опубл. в БИ 1987, № 20.

23. A.c. 1337074 (СССР) Устройство для остеосинтеза. Приоритет 21.06.85. Заявка № 3914830/28-14. Опубл. в Ш 1987, » 34.

24. A.c. 1355260 (СССР) Массажер В.В.Коптюха. Приоритет 06.01.86. Заявка № 4007680/28-14. Опубл. в БИ 1987, ß 44.

25. A.c. I3953I0 (СССР) Устройство для остеосинтеза. Приоритет 11.02.86. Заявка J? 4020816/28-14. Опубл. в Б!1 1958, Iß,

26. A.c. I4I9687 (СССР) Фиксатор для остеосинтеза переломов

шойки бедра. Приоритет 11.08.86. Заявка № 4109317/28-14. Опубл. в БИ 1988, № 32.

27. Управляемый остеосинтеэ шейки бедренной кости спицевы аппаратом при переломах // Ортопед, травматол.- 1988.- № 3,-С. 66-68.

28. Управляемый остеосинтеэ при переломах шейки бедра ге-ликсоидннм фиксатором // Вестник хирургии им. И.Н.Грзкова.-1988,- # 10,- С. 114-115.

29. Биомеханические аспекты и перспективы развития множес, венного остеосинтеэа при переломах шейки бедра.- В кн.: Материалы всесоюзного симпозиума по актуальным вопросам трааиато: гкл и ортопедии (Рига, 9-12.12.87). Рига, 1989,- С. 216-219. (совместно с В.И.Дпюбой), ё .

30. К возможностям обеспечения условий контролируемого бис механического режима при переломах шейки бедра.- В кн.: Материалы всесоюзного симпозиума по актуальным вопросам травматологии и ортопедии (Рига, 9-12.12.87). Рига, 1988.- С. 220-223

•Люй. & НАИЛТЬ