Сравнительная характеристика интенсивности нагрева костного ткани при инсталяции остеофиксаторов для наружного чрескостного остеосинтеза, в зависимости от типа покрытий и режущей кромки в эксперименте

Введение. Наружный чрескостный остеосинтез является эффективным методом лечения больных с патологией опорно-двигательного аппарата. Реализованный спицевым способом, позволяет решить широкий круг лечебных задач по фиксации переломов, коррекции больших угловых деформаций, удлинению сегментов конечностей, функциональному лечению внутрисуставных переломов [Бутовский К.Г., 2006]. Удельный вес наружного чрескостного остеосинтеза среди других методов лечения не превышает 8-12% . Более широкое применение метода сдерживает высокая трудоёмкость методик и большое число специфических осложнений – до 60% случаев [Бейдик О.В., 2002]. Неудовлетворительность результатов остеосинтеза характеризуется расшатыванием в кости почти 60% чрескостных имплантатов, снижением стабильности остеосинтеза в аппаратах внешней фиксации. Данные показатели свидетельствуют о нарушении процесса интеграции остеофиксаторов. На сегодняшний момент данная проблема реализуется поиском биомеханических, физико-химических концепций и требует междисциплинарного подхода по её решению. Одним из ключевых моментов при создании благоприятных условий для интеграции имплантатов, является подбор оптимальных режимов препарирования костной ткани при инсталляции остеофиксаторов, через регулирование температурного воздействия на кость. На данный момент в хирургии существует две системы охлаждения - внешнее и внутреннее. В качестве охлаждающей жидкости используют изотонический раствор натрия хлорида, раствор Рингера-Люка, хлоргексидин (0,12%), элюдрил. Два последних препарата применяют с изотоническим раствором натрия хлорида 1:3. Однако следует иметь ввиду нежелательное токсическое действие растворов хлоргексидина и его производных на губчатую костную ткань [Робустова Т.Г., 2003]. Как показали эксперименты, под влиянием охлаждения остеокластическая резорбция кости через 4 недели возрастает до 0,5 мм. в компактном веществе и до 0.18 мм. в губчатом [Haider R., 1993]. Рядом экспериментаторов доказано, что неблагоприятный температурный фон, создаваемый при инсталляции имплантата негативно влияет на гуморальные и клеточные реакции в кости. При температуре выше 41 С кровеносные сосуды, ток крови, жировые клетки и костные балки начинают претерпевать значительные изменения, а нагрев кости до 52 С приводит к перманентной остановке кровотока и некрозу тканей [Робустова Т.Г., 2003]. Экспериментально выявлено, что при работе в кости бором предельно безопасной является температура до 47 С [Ericson R., 2003]. Следовательно, для достижения оптимальных результатов при лечении переломов методом наружного чрескостного остеосинтеза, является регулирование температурного фона в зоне препарирования кости через подбор оптимального угла заточки, а так же формы режущей кромки спиц.

Цель исследования. Проведение сравнительного анализа интенсивности нагрева костной ткани при использовании традиционных режущих кромок спиц для наружного чрескостного остеосинтеза в эксперименте.

Материалы и методы. При проведении исследования были подготовлены скелетированные костные фрагменты лопаточных костей свиней высотой 25 мм., толщиной 6 мм. Плотность костной ткани соответствовала кости D 1 по Mish. Предварительно в каждом костном блоке формировалось три диагностических канала диаметром 1,5 мм., на расстоянии друг от друга 8 мм. и перпендикулярных продольной оси препарирования и хода спицы. С целью изучения термодинамики в зоне препарирования использовался тепловизор TEST 881. Расстояние от изучаемого объекта составило 30 см. В качестве устройства для введения спиц использовался инерционный станок ЛЛС- 52. Регулирование оборотов вращения проводилось при помощи резистора ЛАТР -250. Изначальная скорость вращения инерционного двигателя составила 600 об/мин. В качестве исследуемых опытных групп были взяты следующие типы режущих кромок. (Табл.1). Каждая группа составила по 5 образцов.

Таблица 1

№ группы	Диаметр (мм.)	Угол заточки	Форма режущей кромки
1-я группа	1,7 мм.	30, 45, 60	Четырёхгранная
2-я группа	1,7 мм	30, 45, 60	Трёхгранная
3-я группа	1,7 мм.	30, 45, 60	Конусовидная
4-я группа	1,7 мм.	-	Перьевидная
5-я группа	1, 7 мм.	-	Перьевидная с покрытием ГАП
6-я группа	1,7 мм.	-	Копьевидная со ступенькой и отводными каналами

Костные блоки нагревали на водяной бане до температуры 36, 6 С, помещали на препаровочный столик и со скоростью 1мм./c проводили препарирование костной ткани.

Результаты и их обсуждение. В ходе проведённых испытаний были получены следующие результаты. (Табл.2)

Таблица 2

Критические температуры препарирования
Угол заточки Форма режущей кромки	30	45	60
Четырёхгранная	40,9	39,9	33,8
Трёхгранная	_	_	35,4
Конусовидная	77,7	34,3	43,0
Перьевидная	33,0
Перьевидная с гидроксилапатиным покрытием	48,8
Перьевидная с гибридным покрытием	43,8
Копьевидная со ступенькой и отводными каналами, длинная	44,7
Копьевидная со ступенькой и отводными каналами, короткая.	99,1

В ходе проведённых исследований абсолютно неблагоприятный температурный фон в кости при её препарировании (более 47 С) обнаружен в спицах с режущими кромками: конусовидная 30, перьевидная с напылением ГАП, копьевидная со ступенькой и отводными каналами короткая. Относительно неблагоприятный температурный фон (41 - 47) обнаружен в группах со спицами: копьевидная со ступенькой и отводными каналами длинная; конусовидная 60. Данные результаты позволяют сделать вывод, о том, что применение спиц с напылением ГАП, и др. типами покрытий приводит к повышению температуры костного ложа при инсталляции остеофиксатора в ротационном режиме, вследствие интенсивной текстурированности поверхности. Применение остеофиксаторов с гибридным покрытием уменьшает температуру в очаге остеотомии за счёт однородности профиля покрытия и выраженной пористой структуры. Режущая кромка, в виде копьевидной со ступенькой и отводными каналами, как короткая, так и длинная, приводят к гипертермии, вследствие резкого перехода ступеньки в режущую грань. Гипертермия при инсталляции конусовидной спицы с углом 30 обусловлена недостаточным углом атаки режущей кромки к продольной оси.

Вывод. Полученные результаты позволяют сделать практические рекомендации по применению данного типа спиц в клинической практике, а также обозначить перспективу исследований в области спицевого остеосинтеза. Применение спиц с гибридным покрытием позволит уменьшить количество послеоперационных осложнений и ускорить сроки реабилитации пациентов с переломами костей лицевого скелета.