Аксиальная компрессия, вызванная (компрессионной) пластиной
Компрессию пластиной (рис. 1.16) можно создать, наложив на кость предварительно напряженный имплантат. Необходимым условием использования такого типа компрессии является наличие плотного контакта между фрагментами кости, при котором они способны нести нагрузку.
Рис. 1.16 Компрессия, создаваемая пластиной.
Пластина создает стабильную фиксацию лишь при соблюдении специальных условий.
А Метод проверки: сначала определяют жесткость интактной кости, фиксированной пластиной. Затем определяют жесткость в ситуации, когда пластина фиксирована к растягиваемой стороне и затем - когда пластина фиксирована к сдавливаемой (сгибаемой) стороне кости.
B Метод оценки: графически записывают деформацию, вызываемую сгибающим моментом. Кривую для интактной кости с наложенной пластиной, берут за эталон максимальной стабильности.
С Пластина, расположенная с растягиваемой стороны, создает хорошую стабильность фиксации.
D Пластина.помещенная на сдавливаемую (сгибаемую) сторону обеспечивает минимальную стабильность.
Рис. 1.16 Компрессия, создаваемая пластиной (продолжение).
Е Осевая компрессия без предварительного сгибания (вверху) приводит к компрессии лишь в непосредственной близости от пластины. Предварительное сгибание без аксиальной компрессии (в середине) приводит к адаптации лишь отдаленного кортикального слоя. Сочетание осевого сдавленна и предварительного сгибания (внизу) приводит к компрессии всего поперечного сечения.
Компрессия посредством предварительного изгибания пластины
Если пластина, точно соответствующая контуру кости, вызывает аксиальную компрессию, то сжимается лишь близлежащий кортикальный слой. Для достижения компрессии отдаленного кортикального слоя пластину необходимо предварительно изогнуть таким образом, чтобы средний ее участок несколько отстоял от поверхности кости.
Когда предварительно изогнутая пластина фиксирована (т.е. прижата) к кости, то ее изгиб распрямляется. Благодаря своей упругости пластина стремится к восстановлению изгиба, поскольку ее предварительная деформация была пластической (необратимой). Пластина, таким образом, вызывает изгибающий момент, который ведет к закрытию и сдавлению щели перелома (в том числе на противоположной от пластины стороне). Несмотря на то, что в первое время рекомендовалось равномерное сгибание пластины по пологой дуге (рис. 1.18а), со временем стало очевидным, что лишь малая часть изгиба, находящаяся между внутренними шурупами, является по настоящему активной (рис. 1.18b). Поэтому необходим относительно острый изгиб между центральными отверстиями пластины. Угол изгиба должен быть таким, чтобы, например, 4,5-мм DCP (динамическая компрессионная пластина) с 8 отверстиями была приподнята на два миллиметра от поверхности кости. Эффективность данного метода зависит от отношения между величиной изгиба и приложенной аксиальной компрессией (рис. 1.18). Необходимо отметить, что равное сжатие обоих кортикальных слоев само по себе не является целью. Для достижения хорошей стабильности необходимо лишь, чтобы отдаленный кортикальный слой был достаточно сдавлен для поддержания плотного контакта при физиологической нагрузке без перегрузки (стресса). Компрессия отдаленного кортикального слоя важна для сопротивлению кручению и возникающему при этом действию сдвигающих сил. При фиксации пластиной зоны поперечной остеотомии под воздействием сил скручивания появляется смещение по окружности под пластиной. В этом случае плечо рычага от пластины до дальнего кортикального слоя, во много раз длиннее, чем плечо рычага до прилежащего кортикального слоя.
Преимущество предварительного сгибания перед введением стягивающего шурупа заключается в том, что единичный эпизод перегрузки, который вызывает открытие щели перелома, обычно не приводит к пластической деформации пластины. Как только нагрузка исчезает, перелом вновь стабилизируется благодаря ее упругости.
Предварительное сгибание повышает стабильность и его можно комбинировать с введением межфрагментарного стягивающего шурупа. Этот метод особенно эффективен при остеосинтезе костей малого диаметра и/или костей, обладающих недостаточной жесткостью. Недостатком предварительного сгибания является то, что упругость пластины может ухудшить результат достигнутой репозиции.
Влияние предварительного сгибания пластины на сжатие поверхности перелома и стабильность было изучено Hayes and Perren(1971), Ferrenetal. (1974) и Аеbеrhаrdt (1973). В тоже время Gotzen et al. (1981) анализировали преимущественно эффект предварительного сгибания пластин, a Gotzen et aL (1980) и Haas et al. (1985) включили в свои исследования вопросы, касающиеся различного расположения шурупов, крепящих пластину. Сравнивая эффективность использования предварительного сгибания пластины и применения стягивающих шурупов, Claudi et aL (1979) и Regazzoni (1982) определили, что предварительное сгибание пластины предпочтительнее для остеосинтеза мелких и порозных костей, в то время как компрессия стягивающим шурупом приводит к лучшим результатам остеосинтеза крупных и плотных костей. Другим преимуществом предварительного сгибания пластины является то, что она выдерживает единичные эпизоды перегрузки. После перегрузки предварительно изогнутой пластины она возвращается к нормальной функции, в то время как резьба шурупов в этих случаях необратимо повреждается.
Рис. 1.17 Влияние аксиальной компрессии на фоне предварительного сгибания.
А Пластина расположена на стороне растяжения: первично стабильные условия для любой нагрузки и компрессии.
B Пластина расположена на стороне компрессии (сгибания): отсутствует компрессия, отсутствует стабильность. Увеличение стабильности по мере увеличения компрессии.
Рис. 1.18 Действие различных видов предварительного сгибания. Предварительное сгибание всей пластины в сравнении со сгибанием лишь между двумя внутренними отверстиями пластины.
А Сгибание пластины по всей длине имеет при одинаковой высоте меньший эффект, поскольку лишь степень сгибания между внутренними шурупами является действующей.
B Эффективным является сгибание под углом.
Рис. 1.19 Влияние предварительного сгибания на стабильность под воздействием скручивающей нагрузки.
А Кручение, приложенное при отсутствии контакта между поверхностями перелома, приводит к смещению. Ось ротации проходит через пластину.
B Часто аксиальная компрессия не эффективна при скручивающей нагрузке. Трение, вызванное аксиальной компрессией, локализовано вблизи пластины и имеет малый рычаг.
С Предварительное сгибание создает трение вдали от пластины, поэтому оно эффективно из-за наличия большого рычага.
Рис. 1.20 Практическое применение предварительного сгибания. Пластину необходимо сначала смоделировать точно по форме поверхности кости (а). Затем нужно создать относительно острый угол изгиба (b); средняя часть пластины при этом приподнята (с) и при фиксации кости пластина так же сдавливает отдаленный кортикальный слой (d).
Рис. 1.21 Влияние различных сочетаний предварительного сгибания и аксиальной компрессии. Сила осевого сдавления остается постоянной. Небольшое предварительное сгибание (а) приводит к минимальной компрессии отдаленного кортикального слоя. Бели предварительное сгибание слишком велико (с), то близлежащий кортикальный слой сдавлен недостаточно. Целью является взаимосочетание обоих принципов, как показано на рис. b.
Рис. 1.22 Правильная последовательность наложения шурупов в случае предварительного сгибания пластины Для фиксации изогнутой пластины к кости необходимо сначала наложить внутренние шурупы и затем последовательно - по направлению к концам пластины (а). Если сначала наложены крайние шурупы, то открывается щель в близлежащем кортикальном слое, поскольку пластина слишком длинна в сравнении с участком кости, расположенным между наружными отверстиями шурупов (b).
Принцип фиксации стягиванием
Фиксация стягиванием (рис. 1.23) имеет в своей основе компрессию, вызванную динамическим компонентом функциональной нагрузки. Классическим примером является использование проволоки, связывающей наружные поверхности поперечно сломанного надколенника. Эта проволока, совместно с мыщелками бедра, несущими функцию опоры, превращает натяжение четырехглавой мышцы в динамическую компрессию, действующую на внутреннюю поверхность надколенника. Часто дискутируемый вопрос о величине и направлении сил, действующих в различных зонах надколенника, имеет простой ответ: наружная поверхность разгружена, а внутренняя поверхность подвергается нагрузке. Составляющая сила равна разнице (или сумме) статической преднагрузки и динамического компонента силы.
Стягивание позволяет некоторую подвижность при нагрузке. Подобную фиксацию часто используют в области метафиза, где губчатая кость меньше повреждается при небольшой нестабильности и восстанавливается быстрее, чем в случае перелома кортикального слоя диафиза.
Сравнение компрессии шурупом и пластиной
Кортикальный костный шуруп, зятянутый „средним хирургом", вызывает компрессию силой около 3 kN. Пластина для аксиальной компрессии приводит к возникновению силы около 0,6 kN. Компрессия, вызванная шурупом, больше по величине, кроме того, она воздействует на внутреннюю поверхность перелома и приводит к возникновению равномерного сдавления. При использовании „подогнанной" к кости пластины, компрессия действует ассиметрично и, помимо того, сжимает „извне" поверхность перелома. Результирующая компрессия больше непосредственно около пластины (где она даже может превысить прочность кости; Rahn et al. 1971) и меньше на поверхности перелома в области противолежащего кортикального слоя кости.Под воздействием нагрузки щель перелома может открыться с противоположной пластине стороны. Это ассиметричное действие пластины может быть предупреждено путем предварительного ее сгибания (Bagby and Janes 1957). Предварительное сгибание, однако, эффективно только тогда, когда пластина не слишком мягка.
Рис. 1.23 Стягивание: для стабилизации использована динамическая компрессия.
Проволока, расположенная по передней поверхности надколенника, сжимает переднюю часть поперечного перелома (а). Совместное действие растяжения, вызванного мышцами и сопротивления Lig. patellae создает сбалансированную компрессию (Ь). Это непостоянный баланс через определенные промежутки времени внутренняя поверхность перелома смещается. Губчатая кость достаточно толерантка к такой ситуации.
