Вплив точки фіксації штучного трансплантату підколінного м'яза на стабільність колінного суглоба при зовнішньому ротаційному навантаженні

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.262498

Ключові слова:

колінний суглоб, сухожилля підколінного м'яза, зовнішнє ротаційне навантаження, трансплантат, скінчено-елементна модель, жорсткісні характеристики

Анотація

Досліджувалась залежність стабільності колінного суглоба, при впливі зовнішнього ротаційного навантаження на гомілку, від положення трансплантату сухожилля підколінного м'яза. Побудовано розрахункові скінчено-елементні моделі правого колінного суглоба дорослої людини, які включали суглобові кінці кісток, що формують цей суглоб, а також його основні зв'язки. Моделі відображали операцію відновлення структур задньолатерального кута, і відрізнялися тільки положенням трансплантату сухожилля підколінного м'яза. Це положення задавалося точкою прикріплення трансплантата до задньої поверхні великогомілкової кістки. При цьому точка фіксації змінювалася як по вертикалі, так і по горизонталі, у фронтальній площині. Крім того, побудовано контрольну модель, у якої сухожилля підколінного м'яза було повністю відсутнє. В результаті розрахунків отримано картини розподілу полів переміщень точок скінчено-елементної моделі. В якості критеріїв оцінки ефективності обраного положення трансплантата були запропоновані переміщення моделі гомілки в горизонтальній площині. Аналіз результатів розрахунків показав, що найбільші переміщення у всіх напрямках отримані у контрольної моделі, в якій не було сухожилля підколінного м'яза. Величини переміщень, що розглядаються, отримані у контрольної моделі перевищували аналогічні значення у моделі з мінімальними переміщеннями на 17, 37, 17, 32 і 16 %. З точки зору стабільності гомілки при ротаційному навантаженні, найбільш ефективною виявилася фіксація трансплантата на задній поверхні великогомілкової кістки максимально латерально і ближче до її суглобової поверхні. На це вказують величини переміщень, які в даному випадку виявились найменшими у всіх напрямках

Біографії авторів

Сергій Павлович Панченко, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельної, теоретичної та прикладної механіки

Максим Леонідович Головаха, Запорізький державний медичний університет

Доктор медичних наук, профессор

Кафедра травматології та ортопедії

Дмитро Леонідович Колосов, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

Доктор технічних наук

Кафедра будівельної, теоретичної та прикладної механіки

Сергій Валерійович Онищенко, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

Кандидат технічних наук

Кафедра будівельної, теоретичної та прикладної механіки

Тетяна Олександрівна Зуб, Дніпровський державний медичний університет

Кандидат медичних наук

Кафедра медико-соціальної експертизи і реабілітації ФПО

Тарас Олегович Чечель, Dnipro University of Technology

Кафедра будівельної, теоретичної та прикладної механіки

Посилання

  1. Chahla, J., Moatshe, G., Dean, C. S., LaPrade, R. F. (2016). Posterolateral Corner of the Knee: Current Concepts. The archives of bone and joint surgery, 4 (2), 97–103. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4852053/pdf/ABJS-4-97.pdf
  2. Weiss, S., Krause, M., Frosch, K.-H. (2020). Posterolateral corner of the knee: a systematic literature review of current concepts of arthroscopic reconstruction. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery, 140 (12), 2003–2012. doi: https://doi.org/10.1007/s00402-020-03607-z
  3. Golovakha, M., Didenko, I., Krasnoperov, S., Orljanski, W. (2019). The results of treatment of combined injuries of the posterior cruciate ligament and structures of the posterior lateral corner of the knee joint. Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics, 4, 92–101. doi: https://doi.org/10.15674/0030-59872018492-101
  4. Lee, D.-Y., Park, Y.-J., Kim, D.-H., Kim, H.-J., Nam, D.-C., Park, J.-S., Hwang, S.-C. (2017). The role of isolated posterior cruciate ligament reconstruction in knees with combined posterior cruciate ligament and posterolateral complex injury. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 26 (9), 2669–2678. doi: https://doi.org/10.1007/s00167-017-4672-x
  5. LaPrade, R. F., Ly, T. V., Wentorf, F. A., Engebretsen, L. (2003). The Posterolateral Attachments of the Knee. The American Journal of Sports Medicine, 31 (6), 854–860. doi: https://doi.org/10.1177/03635465030310062101
  6. Crespo, B., James, E. W., Metsavaht, L., LaPrade, R. F. (2015). Injuries to posterolateral corner of the knee: a comprehensive review from anatomy to surgical treatment. Revista Brasileira de Ortopedia (English Edition), 50 (4), 363–370. doi: https://doi.org/10.1016/j.rboe.2014.12.008
  7. Treme, G. P., Salas, C., Ortiz, G., Gill, G. K., Johnson, P. J., Menzer, H. et. al. (2019). A Biomechanical Comparison of the Arciero and LaPrade Reconstruction for Posterolateral Corner Knee Injuries. Orthopaedic Journal of Sports Medicine, 7 (4), 232596711983825. doi: https://doi.org/10.1177/2325967119838251
  8. Krasnoperov, S., Golovakha, M., Panchenko, S. (2019). Influence of tibial slope on the forces in anterior cruciate ligament. Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics, 4, 71–76. doi: https://doi.org/10.15674/0030-59872018471-76
  9. Tyuryupov, M. S., Gaivoronsky, I. V., Kudyashev, A. L., Bazarov, I. S. (2021). Improvement of surgical treatment of patients with posttraumatic posterior-lateral instability of the knee joint. Russian Military Medical Academy Reports, 40 (1), 71–78. doi: https://doi.org/10.17816/rmmar64488
  10. Triantafyllidi, E., Paschos, N. K., Goussia, A., Barkoula, N.-M., Exarchos, D. A., Matikas, T. E. et. al. (2013). The Shape and the Thickness of the Anterior Cruciate Ligament Along Its Length in Relation to the Posterior Cruciate Ligament: A Cadaveric Study. Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery, 29 (12), 1963–1973. doi: https://doi.org/10.1016/j.arthro.2013.09.007
  11. Cho, H.-J., Kwak, D.-S. (2020). Mechanical Properties and Characteristics of the Anterolateral and Collateral Ligaments of the Knee. Applied Sciences, 10 (18), 6266. doi: https://doi.org/10.3390/app10186266
  12. Logterman, S. L., Wydra, F. B., Frank, R. M. (2018). Posterior Cruciate Ligament: Anatomy and Biomechanics. Current Reviews in Musculoskeletal Medicine, 11 (3), 510–514. doi: https://doi.org/10.1007/s12178-018-9492-1
  13. Cone, S. G., Howe, D., Fisher, M. B. (2019). Size and Shape of the Human Anterior Cruciate Ligament and the Impact of Sex and Skeletal Growth. JBJS Reviews, 7 (6), e8–e8. doi: https://doi.org/10.2106/jbjs.rvw.18.00145
  14. LaPrade, R. F., Bollom, T. S., Wentorf, F. A., Wills, N. J., Meister, K. (2005). Mechanical Properties of the Posterolateral Structures of the Knee. The American Journal of Sports Medicine, 33 (9), 1386–1391. doi: https://doi.org/10.1177/0363546504274143
  15. Panchenko, S. P., Golovakha, M. L., Shtoffel', M. (2009). Obosnovanie sposoba fiksatsii fragmentov bol'shebertsovoy kosti pri otkryvayuscheysya korrigiruyuschey osteotomii. Zbirnyk naukovykh prats: haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo, 1 (3 (25)), 159–164.
  16. Orozco, G. A., Tanska, P., Mononen, M. E., Halonen, K. S., Korhonen, R. K. (2018). The effect of constitutive representations and structural constituents of ligaments on knee joint mechanics. Scientific Reports, 8 (1). doi: https://doi.org/10.1038/s41598-018-20739-w
  17. Kapandji, A. I. (2019). The Physiology of the Joints – Volume 2: The Lower Limb. Handspring Publishing Limited, 324.
  18. Feodos'ev, V. I. (1986). Soprotivlenie materialov. Moscow: Nauka, 560.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-08-30

Як цитувати

Панченко, С. П., Головаха, М. Л., Колосов, Д. Л., Онищенко, С. В., Зуб, Т. О., & Чечель, Т. О. (2022). Вплив точки фіксації штучного трансплантату підколінного м’яза на стабільність колінного суглоба при зовнішньому ротаційному навантаженні. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (118), 72–78. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.262498

Номер

Том 4 № 7 (118) (2022): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Serhii Panchenko, Maksym Golovakha, Dmytro Kolosov, Serhii Onyshchenko, Tetiana Zub, Taras Chechel

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.