ДОСЛІДЖЕННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ МОДЕЛІ КУЛЬШОВОГО СУГЛОБА У ДІТЕЙ В УМОВАХ ДИСПЛАЗІЇ ТА КОНСЕРВАТИВНОГО ЛІКУВАННЯ

Автор(и):

Анотація:

Дана робота є продовженням багатьох теоретичних та експериментально-біомеханічних досліджень, якими показано, що кісткова тканина є мобільним та пластичним матеріалом, і зокрема, зміна механічних навантажень впливає на структуру кістки шляхом зміни її маси і архітектури. Відповідно до раніше проведених досліджень, зростання маси і/або перебудова кісткової тканини стимулюється локальним циклічним механічним пружним впливом (деформуванням) на дану кістку. Доведено, що ефекти клітинної реорганізації кісткової тканини залежать від тривалості, амплітуди і сили навантаження, а також виявлено вплив саме циклічних навантажень на стимуляцію формування кісток. Окремими дослідженнями доведено, що величина сили (наприклад, вага тіла) є важливим фактором впливу на скелет, однак значення мають й інші фізичні характеристики її дії, наприклад – швидкість застосування сили. Класичним прикладом перебудови кісткової тканини є поступове розвинення дистрофічних змін в елементах кульшового суглобу на фоні диспластичного коксартрозу. Грунтуючись на попередніх дослідженнях автори вважають, що у випадку диспластичних змін у кульшовому суглобі, за умов тривалої дії фізіологічних навантажень, які імітують ходьбу або стрибки (зокрема, так званий метод «топтання»), але направлених у напрямку центрації головки стегнової кістки, можна викликати певну перебудову і трансформацію кісткової тканини кульшової западини та проксимального відділу стегна, яка буде ремоделювати компоненти КС в бік дорозвинення у необхідному напрямку. Вданій роботі проведено порівняльне дослідження напружено-деформованого стану елементів кульшового суглоба у дітей в нормі та у випадку його диспластичних змін в умовах застосування методики «топтання», що застосовується для консервативного лікування дисплазії кульшових суглобів і полягає у тому, що за умов збереження стабільної фіксації кінцівок в ортопедичних засобах, їх відведення на 50°-55° і внутрішньої ротації на 15°-20°, виконуються серії періодичних навантажень на кінцівку, направлених по її поздовжній осі. Для вирішення поставленої мети були побудовані декілька математичних моделей дитячого кульшового суглобу за допомогою методу скінчених елементів. У процесі побудови розрахункової моделі за основу була взята геометрична модель таз-стегно, в основу якої покладено методику створення моделі по геометричних перетинах, отриманих з томографічних знімків. В результаті проведеного математичного дослідження встановлено значні зміни характеру напружено-деформованого стану в нормальному та диспластичному кульшовому суглобі при застосуванні методики «топтання» в порівнянні з раніше отриманими даними для одноопорного стояння, що, на нашу думку, може бути одним із суттєвих факторів дорозвитку диспластичного кульшового суглобу в процесі консервативного лікування. Отримані дані мають сприяти визначенню та оптимізації методів додаткової механічної стимуляції компонентів кульшового суглоба для його нормального дорозвитку в процесі лікування.

Ключові слова:

кульшовий суглоб дисплазія діти біомеханіка кульшова западина

Посилання:

1. Goncharenko VA, Stronina SN, Klestova YO. Vrozhdennyy vyvikh bedra: chastota, struktura, analiz metodov diagnostiki i lecheniya. Aktualnyye napravleniya nauchnykh issledovaniy: ot teorii k praktike. 2015; 4 (6): 47–48. [in Russian]
2. Zelenetskyi ÍB. Displastichni syndromy kulshovoho sugloba u ditey, zumovlení spadkovoyu skhylnistyu (genezis, diagnostichno-líkuvalna taktyka). Kharkiv: Pravo; 2015. 320s. [in Ukrainian]
3. Kamosko MM, Poznovich MS. Konservativnoye lecheniye displazii tazobedrennykh sustavov. Ortopediya, travmatologiya i vosstanovitelnaya khirurgiya detskogo vozrasta. 2014; 2 (4): 51–60. [in Russian]
4. Korolkov OI, Oníshchenko OV, vinakhidnyky, patentovlasnyky; Sposib konservatyvnoho likuvannya displaziyi kulshovogo sugloba u ditey. Patent Ukrayiny No. 111924. 2016. 5s. [in Ukrainian]
5. Pozdnikin IY, Baskov VE, Voloshin SY, Barsukov AI, Krasnov AI, Poznovich MS, i dr. Oshibki diagnostiki i nachala konservativnogo lecheniya detey s vrozhdennym vyvikhom bedra. Ortopediya, travmatologiya i vosstanovitelnaya khirurgiya detskogo vozrasta. 2017; 5 (2): 42–51. [in Russian]
6. Klit J, Gosvig K, Jacobsen S, Sonne-Holm S, Troelsen A. The Prevalence of Predisposing Deformity in Osteoarthritic Hip Joints. Hip Int. 2011 Sep-Oct; 21(5): 537–41. DOI: 10.5301/HIP.2011.8678
7. Kurowski P. Engineering Analysis with SolidWorks Simulation 2012. 2012. 475p. ISBN: 978-1-58503-710-0.
8. Ruimerman R. Modeling and remodeling in bone tissue. Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven; 2005. 109p. DOI: 10.6100/IR583545
9. Shen M. Finite element modelling of 10-year-old child pelvis and lower extremities with growth plates for pedestrian protection. Int. J. Vehicle Safety. 2015; 8(3): 263–85.
10. Weinstein S, Mubarak S, Wenger D. Developmental hip dysplasia and dislocation. J.Bone Jt. Surg. 2003 sep; 85A(9): 1824–32.

Публікація:

«Світ медицини та біології» Том 17 № 77 (2021) , с. 142-147
УДК 616.728.2-053.2

DOI:

https://doi.org/10.26724/2079-8334-2021-3-77-142-147