YATSUN Y. Experimental substantiation of the biodegradable magnesium-based alloys use in dynamic intramedullary osteosynthesis of diaphyseal fractures of the tibia

Українська версія

Thesis for the degree of Candidate of Sciences (CSc)

State registration number

0424U000007

Applicant for

Specialization

  • 14.01.21 - Травматологія та ортопедія

26-01-2024

Specialized Academic Board

Д 64.607.01

State Institute "Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology National Academy of Medical Sciences of Ukraine"

Essay

Object: Magnesium-based bioresorption alloys; regeneration of the tibia after performing dynamic BIOS using implants made of magnesium alloy MC-10. Subject: Physical and bioresorptive properties of implants based on magnesium alloys, strain of implants, features and timing of healing of diaphyseal tibial fractures in patients after performing dynamic BIOS using implants made of magnesium alloy MC-10. Purpose: To improve the results of treatment of patients with diaphyseal tibia fractures by experimental and clinical substantiation of the method of dynamic blocked intramedullary osteosynthesis using a biodegradable blocked screw made of magnesium alloy. Research methods: clinical, information and patent, biomechanical, metallographic analysis, mechanical, radiographic, biochemical, statistical. Scientific novelty: For the first time, on the basis of comparative analysis it was determined that the alloy MS-10, doped with Ag and Sc in the amount of 0.05-0.1%, has the best strength, plasticity, microhardness for the manufacture of implants for dynamic BIOS of diaphyseal fractures of the tibia compared to alloy ML-5. It is proved that only the modified alloy MS-10 after 3 months exposure in gelofusin retains its mechanical properties at the level of the properties of bone tissue, which ensures the integrity of the implant before the axial load on the operated limb. For the first time, as a result of mathematical modeling of the stress-strain state of the "fixator-bone" system, the strength and rigidity of screws made of modified alloy MS-10 were calculated. New knowledge has been obtained to determine the loss of strength of screws made of modified alloy MS-10 in the process of biodegradation, which confirms the possibility of dynamization of the fracture in a given period of time. For the first time, based on a significant number of experimental and clinical studies, a method of dynamic tibial BIOS using biodegradable screws made of MS10 magnesium alloy was developed. Practical significance: The technique of dynamic BIOS of diaphyseal fractures of the tibia using a biodegradable implant made of magnesium alloy MS-10 (patent No. 123569 Ukraine) is developed that allows to avoid additional surgery to remove the implant and perform dynamization of fractures complications, improves the quality of life of patients. Clinical testing of impairs made of the developed magnesium-based alloy (MS-10) revealed their high efficiency in the case of diaphyseal fractures of the tibia due to the ability to maintain dynamic contact between bone fragments for the period of callus formation without surgery. Scope of use: Medicine (Traumatology and Orthopedics).

Research papers

1. Яцун Є. В. Перспективи застосування біодеградуючих сплавів на основі магнію в остеосинтезі (літературно-аналітичний огляд) / Є. В. Яцун, В. М. Чорний, М. Л. Головаха // Збірник наукових праць Української військово-медичної академії «Проблеми військової охорони здоров’я». – 2013. –№ 36. – С. 141-148.

2. Наш опыт закритого интрамедуллярного остеосинтеза диафизарных переломов дистального отдела большеберцовой кости / Е. В. Яцун, Д. В. Ивченко, М. А. Кожемяка, В. Д. Трашков // Проблеми травматології та остеосинтезу. – 2019. – № 1-2. – С. 73-81.

3. Панченко С. П. Исследование прочности биодеградирующего винта используемого при блокирующем интрамедулярном остеосинтезе / С. П. Панченко, Е. В. Яцун, М. Л. Головаха // Проблеми травматології та остеосинтез. – 2019. – № 4. – С. 76-86.

4. Яцун, Е. В. Первый опыт динамического интрамедуллярного остеосинтеза диафизарных переломов большеберцовой кости с применением имплантатов на основе магниевого сплава / Е. В. Яцун, Д. В. Ивченко, М. Л. Головаха // Вісник ортопедії, травматології та протезування. – 2020. – № 4. – С. 43-50. doi: 10.37647/0132-2486-2020-107-4-43-50

5. Дослідження перебігу запального процесу у пацієнтів після БІОС великогомілкової кістки при застосуванні біоінертних та біодеградуючих імплантів на основі магнієвого сплаву МС-10 / Є. В. Яцун, Г. О. Прозорова, В. М. Чорний, М. Л. Головаха, Д. В. Івченко // Проблеми травматології та остеосинтезу. – 2021. – №1. – С. 3-17. doi: 10.51309/2411-6856-2021-20-1-3-17

6. The results of biochemical and cytological studies in patients after BIOS of the tibia, using bioinert and biodegradable implants based on magnesium alloy MS-10 / E. V. Yacun, I. F. Belenichev, M. L. Golovaha, S. O. Maslennikov // Biological Markers in Fundamental and Clinical Medicine. – 2021. – Vol. 5, № 1. – Р. 6-12. doi: 10.2956/v.05.01.2021 escbm01-04

7. Haematological and Biochemical Parameters of Blood in Patients after BIOS of theTibia using Bioinert and Biodegradable Implants based on Magnesium Alloy MA-10 / E. V. Yatsun, M. L. Golovakha, S. O. Maslennikov, L. V. Makyeyeva // Biomedical & PharmacologyJournal. – 2022. – Vol. 15, №3 – Р. 1529-1537.

8. Пат. 123569 Україна, МПК A61B 17/56 (2006.01), A61B 17/58 (2006.01). Спосіб лікування переломів великогомілкової кістки / Є. В. Яцун, В. М. Чорний, М. Л. Головаха, Д. В. Івченко, В. А. Шаломеєв; заявник і патентовласник Запорізький державний медичний університет. – № u 2017 10916; заявл. 08.11.2017; опубл. 26.02.2018, Бюл. № 4.

9. Сплави на основі магнію для імплантатів при остеосинтезі / В. О. Богуслаєв, С. Б. Беліков, Ю. М. Колесник, В. А. Шаломєєв, Е. І. Цивірко, В. М. Чорний, М. Л. Головаха, Є. В. Яцун. – Запоріжжя: АТ «Мотор Січ», 2020.

10. Биорезорбтивные свойства сплавов магния / В. Н. Черный, Е. В. Яцун, В. Ю. Юркив, М. Л. Головаха: матеріали щорічної науково-практичноїсесії [«Впровадження наукових розробок у практику охорони здоров’я 2011»] (Київ, 23 грудня 2011 р.) // Літопис травматології та ортопедії. – 2012. – № 1-2 (23-24). – С. 256.

11. Наш опыт остеосинтеза биодеградирующими имплантатами, изготовленными из оригинального магниевого сплава МС-10 / Е. В.Яцун, В. Н. Черный, М. Л. Головаха, Д. В. Ивченко: збірник матеріалів науково-практичної конференції з міжнародною участю [«Нові технології в ортопедії та травматології»] (Одеса, 11-12 жовтня 2018 р.) / МОЗ України, НАМН України, ВОГ «Українська асоціація ортопедів травматологів». – Одеса, 2018. – С. 179-180.

12. Яцун Е. В. Применение биодеградирующих блокирующих винтов изготовленных из сплава МС-10 при динамическом БИОС диафизарных переломов большеберцовой кости / Е. В. Яцун, В. Н. Черный, М. Л. Головаха: матеріали четвертої всеукраїнської науково-практичної конференції [«Актуальні питання лікування патології суглобів та ендопротезування»] (Запоріжжя-Приморськ, 12-14 вересня 2019 p.) / Запорізький Державний медичний університет, ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І. Ситенка НАМН України», ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», АТ «Мотор-Січ», Українська асоціація ортопедів-травматологів, Запорізька обласна асоціація ортопедів-травматологів. – Запоріжжя-Приморськ, 2019. – С. 91-93.

13. Позапічне рафінування магнієвого сплаву МС10 для виробництва біорозчинних імплантатів / В. А. Шаломєєв, Е. І. Цивірко, Є. В. Яцун, А. Н. Зеленюк, О. С. Лук’яненко: матеріали п’ятої всеукраїнської науково-практичної конференції [«Актуальні питання лікування патології суглобів та ендопротезування»] (Запоріжжя-Приморськ, 2-4 вересня 2021 р.) /Запорізький Державний медичний університет, ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М. І. Ситенка НАМН України», ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», АТ «Мотор-Січ», Українська асоціація ортопедів-травматологів, Запорізька обласна асоціація ортопедів-травматологів. – Запоріжжя-Приморськ, 2021. – С. 91-92.

Files

Similar theses