Εκτίμηση της σταθερότητας της κεντρικής ασφάλισης του ενδομυελικού ήλου στα κατάγματα του άνω τριτημορίου της κνήμης
Authors: Γκούβας Γεώργιος 
Published: September 2021

Πραγματοποιήθηκε μία πειραματική μελέτη σε συνθετικά οστά με την χρήση ασφαλιζόμενων ενδομυελικών ήλων, σε ένα σενάριο κατάγματος εγγύς μετάφυσης κνήμης 42-C3 κατά ΑΟ. Η διδακτορική διατριβή μελέτησε το θέμα της κεντρικής ασφάλισης των ενδομυελικών ήλων σε συγκεκριμένου τύπου κατάγματα του άνω τριτημορίου της κνήμης σε 2 επίπεδα μελέτης α) σε μηχανικό χρησιμοποιώντας μηχάνημα αντοχής υλικών και β) σε υπολογιστικό με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων μοντελοποίησης και ανάλυσης FEM-FEA. Σε τριάντα συνθετικά δοκίμια έγινε προσομοίωση κατάγματος του κεντρικού τριτημορίου της κνήμης με την μορφή οστεοτομίας 2 εκ. Έξι ομάδες ασφαλιζόμενων ενδομυελικών ήλων κνήμης (5 ανά ομάδα) χρησιμοποιήθηκαν για την οστεοσύνθεση του ανωτέρω κατάγματος. Πραγματοποιήθηκε ήλωση των καταγμάτων και σταθεροποιήθηκαν περιφερικά και κεντρικά με βίδες ασφάλισης. Έγινε μέτρηση της ακαμψίας και των παραμορφώσεων στο σύμπλεγμα οστούν - ενδομυελικός ήλος κάτω από την επίδραση δυνάμεων που ασκήθηκαν με μηχάνημα αντοχής υλικών. 'Εγινε περιφερική και κεντρική σταθεροποίηση των μοντέλων και φόρτισή τους σε ελεγχόμενη αξονική συμπίεση, κάμψη και στρέψη με ταυτόχρονη καταγραφή δύναμης και μετατόπισης στην μηχανή αντοχής υλικών. Σχεδιάστηκε σε υπολογιστή το 3D ψηφιακό ανάλογο όλων των χειρουργικών τεχνικών που επρόκειτο να συγκριθούν. Εφαρμόσθηκαν τεχνικές πεπερασμένων στοιχείων μοντελοποίησης και ανάλυσης FEM-FEA. Εφαρμόστηκε στα ψηφιακά μοντέλα εικονική φόρτισή τους με δυνάμεις αξονικής φόρτισης. Τα αποτελέσματα σχετικά με την ακαμψία ήταν παρόμοια σε αυτούς τους δύο τρόπους δοκιμής, δηλαδή η ομάδα D (Orthofix) είχε τις υψηλότερες τιμές ακαμψίας και στις δύο δοκιμές. Η ομάδα Ε (Stryker ) είχε τις χαμηλότερες τιμές ακαμψίας και στις δύο δοκιμές. Στη μελέτη μας φτάσαμε στο συμπέρασμα, ότι οι ενδομυελικοί ήλοι τιτανίου με τον υψηλότερο αριθμό των βιδών στο εγγύς άκρο (≥ 3) ήταν πιο άκαμπτοι σε σύγκριση με εκείνους που έχουν μόνο δύο βίδες. Στα αποτελέσματά μας της στατικής φόρτισης χρησιμοποιήσαμε ένα σημείο αποκοπής (cut off point) ενός χιλιοστού μετατόπισης και συγκρίναμε τις δυνάμεις που χρειάζονταν για να φτάσουμε σε αυτό το σημείο. Σαν τελικό συμπέρασμα από την υπολογιστική μελέτη FEA - FEM διαπιστώθηκε ότι η διάταξη των βιδών του ήλου της Ομάδας Ε (Stryker), έχει την καλύτερη κατανομή δυνάμεων και δεν εμφανίζεται υψηλή συγκέντρωση τάσεων. Φτάσαμε στο κλινικό συμπέρασμα ότι σε αυτό το μηχανικό μοντέλο ένα άτομο που ζυγίζει έως 100 κιλά μπορεί να φορτίσει με πλήρες βάρος με έναν ενδομυελικό ήλο από την ομάδα D (Orthofix) χωρίς να δημιουργήσει κίνηση μετατόπισης στην περιοχή του κατάγματος πάνω από ένα χιλιοστό. Από την άλλη πλευρά, οι ενδομυελικοί ήλοι από την ομάδα Ε (Stryker) έδειξαν ότι με ένα άτομο που ζυγίζει περισσότερα από 56,1 κιλά επιτρέπει υπερβολική μικροκίνηση όταν το άτομο φορτίζει με πλήρες βάρος (fully weight bear). Κλινικά είναι υποχρεωτικό να ληφθεί υπόψη το σωματικό βάρος του ασθενούς και οι ασθενείς να φορτίζουν μερικώς το πάσχον σκέλος με ένα φορτίο γενικά λιγότερο από 50 kilogramms, μέχρι να εμφανιστούν κλινικά και ακτινολογικά σημεία πώρωσης του κατάγματος. Η παρούσα μελέτη έδειξε ότι οι συμπαγείς ήλοι παρέχουν μεγαλύτερη ακαμψία από τους σωληνοειδείς και ότι ο μέγιστος αριθμός των βιδών στο εγγύς τμήμα του ενδομυελικού ήλου και προς όλες τις δυνατές κατευθύνσεις θα πρέπει να χρησιμοποιείται για να επιτευχθεί μέγιστη σταθερότητα.