Biomechanical Modeling of Options for Internal Fixation of Unilateral Fractures of the Sacrum
Open Access
- 8 July 2020
- journal article
- research article
- Published by ECO-Vector LLC in Traumatology and Orthopedics of Russia
- Vol. 26 (2), 79-90-90
- https://doi.org/10.21823/2311-2905-2020-26-2-79-90
Abstract
Актуальность. В настоящее время недостаточно изучена стабильность различных вариантов погружной фиксации переломов крестца методом конечных элементов. Цель — оценить биомеханические характеристики двух вариантов систем внутренней фиксации односторонних переломов крестца при различных конфигурациях имплантатов и локализации линии его разлома по отношению к суставной фасетке L5-S1 позвонков. Материал и методы. При помощи метода конечных элементов проведена оценка биомеханических характеристик двух вариантов систем фиксации одностороннего продольного перелома крестца при различной локализации линии его разлома: кнаружи, кнутри и непосредственно на суставной фасетке L5-S1 позвонков. Рассмотрены два типа фиксирующих конструкций: канюлированные крестцово-подвздошные винты и аналогичный вариант в комбинации с двусторонней пояснично-тазовой транспедикулярной конструкцией. Результаты. Эквивалентные напряжения в имплантатах и костной ткани при компрессионной нагрузке и наклонах туловища вперед или назад практически равнозначны во всех моделях. В модели фиксации крестцово-подвздошными винтами одностороннего продольного перелома крестца, линия которого проходит через суставной отросток S1 позвонка (тип Isler II), наибольшие показатели величины эквивалентных напряжений в винтах при компрессионной нагрузке и изгибающем моменте составили 619,7 МПа, что превышает предел текучести титанового сплава и может привести к разрушению установленных имплантов. Во всех моделях, где в качестве фиксирующих конструкций дополнительно выступала транспедикулярная система, отмечено снижение на 42–77% максимальных перемещений, на 28–79% — эквивалентных напряжений в имплантатах при всех видах нагружений. При этом эквивалентные напряжения в костных структурах существенно не отличались. Заключение. Во всех случаях локализации линии одностороннего перелома крестца более рациональным с точки зрения биомеханики является установка транспедикулярной конструкции в сочетании с крестцово-подвздошными винтами. С точки зрения биомеханики, самым нестабильным является односторонний продольный перелом крестца, проходящий через фасетку L5-S1 позвонков.Keywords
This publication has 23 references indexed in Scilit:
- Biomechanical Comparison of Standard Iliosacral Screw Fixation to Transsacral Locked Screw Fixation in a Type C Zone II Pelvic Fracture ModelJournal of Orthopaedic Trauma, 2013
- Biomechanical comparison of two stabilization techniques for unstable sacral fracturesJournal of Orthopaedic Science, 2012
- Trans-iliosacral plating for vertically unstable fractures of sacral spine associated with spinopelvic dissociation: A cadaveric studyIndian Journal of Orthopaedics, 2012
- Spinal fusion-hardware construct: Basic concepts and imaging reviewWorld Journal of Radiology, 2012
- Lumbosacral Stabilization Using Iliac WingsSpine, 2011
- Biomechanical advantages of dual over single iliac screws in lumbo-iliac fixation constructEuropean Spine Journal, 2010
- Mechanical biocompatibilities of titanium alloys for biomedical applicationsJournal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2008
- Vertically Unstable Pelvic Fractures Fixed with Percutaneous Iliosacral Screws: Does Posterior Injury Pattern Predict Fixation Failure?Journal of Orthopaedic Trauma, 2003
- Three-Dimensional Finite Element Analysis of Several Internal and External Pelvis FixationsJournal of Biomechanical Engineering, 2000
- Lumbosacral Lesions Associated with Pelvic Ring InjuriesJournal of Orthopaedic Trauma, 1990