Димань М. М. Деформівність систем остеосинтезу кінцівок з врахуванням виду навантажень

Розроблений метод випробування засобів фіксації переломів кісток при навантаженнях з одночасним вимірюванням зміщень точок переломів. Застосований безконтактний спосіб цифрового фотозйомки, що дозволяє реєструвати просторові переміщення точок та не утворює додаткових навантажень на об’єкт випробування. Результат зіставлення даних отриманих методом цифрової фотозйомки з даними, отриманими шляхом безпосереднього вимірювання переміщень безконтактним методом за допомогою оптичної системи, показав задовільну точність методу цифрової фотозйомки. Розбіжність між контрольними вимірами і вимірами за допомогою каліброваного приладу знаходяться на рівні (1 ... 4)%. Розроблений та створений пристрій для навантаження кісток із системами остеосинтезу при одночасній дії осьового навантаження, поперечної сили та крутильного моменту. При цьому методом цифрового фотографування вимірювали просторові переміщення різних точок перелому. Розроблені методики та програми випробувань великогомілкових, таранних, п’ясних та стегнових кісток з модельованими переломами та системами фіксації. Одержані характеристики міцності та жорсткості систем фіксації кісток з переломами та системами остеосинтезу при одноразових та циклічних навантаженнях. При цьому поряд із загальною жорсткістю системи остеосинтезу враховувались просторові переміщення окремих точок переломів. На основі запропонованої методики в середовищі Solid Work створено програмні файли, які базуються на методі скінчених елементів і дають можливість оцінки параметрів напружено-деформованого стану цілих та синтезованих пластинами пошкоджених кісток. Розроблена методика дає змогу оцінювати напружено-деформований стан кістки при різних типах переломів та обирати найбільш стабільну, оптимальну систему фіксації перелому. Одержані критеріальні співвідношення для розрахунку рівнів навантажень, за яких не виникають недопустимі переміщення та взаємні повороти частин переломів. Необхідні для розрахунків приведені переміщення визначаються за результатами простих випробувань при окремій дії стиску, згину та кручення зразків кісток з модельованими переломами та засобами фіксації. За результатами простих видів навантажень (стиск, згин, кручення), розраховано приведені переміщення для пластин для фіксації переломів великогомілкових кісток. За визначеними приведеними переміщеннями розраховані рівні допустимих навантажень при сумісній дії стиску, згину та кручення і визначені області дії допустимих навантажень. При дії зазначених навантажень лінійні та кутові переміщення в переломах знаходяться в межах фізіологічно обґрунтованих величин (взаємне переміщення в межах 1 мм, кут повороту в межах 3 градусів). Проведено випробування з вимірюванням просторових переміщень найбільш небезпечних точок перелому при складному навантаженні (стиск, згин та кручення). Порівняння результатів випробувань з розрахунками, проведеними з використанням даних простих випробувань (роздільна дія стику, згину та кручення), показало задовільний збіг результатів. Запропоновані способи дають можливість прискорених порівняльних оцінок жорсткості різних систем остеосинтезу на натурних зразках з модельованими переломами.