BACKGROUND: Various biomechanical options are used in surgical practice to fix osteochondral fragments, including support on a bone graft reinforced with subchondral wires, osteosynthesis with forked fixators, and specialized plates with screws placed directly under the articular surface fragments. In the work, a method of subchondral tensioned reinforcement was utilized.
AIM: The work aimed to evaluate and compare the fixation properties of different biomechanical osteosynthesis options for comminuted intra-articular fractures using porcine tibial bone models.
METHODS: An indented, single-center, non-blinded experimental study included two types of models that shared identical fracture configurations, bone defect parameters, and non-tensioned wire reinforcement: A, with the bone defect filled with a graft, and B, without a bone graft. The results of osteosynthesis in models A and B were examined: 1) plate osteosynthesis with support of the articular surface on a bone autograft, option A-I; 2) plate osteosynthesis with support of the articular surface on the plate’s fixing elements and the bone graft, option A-II; 3) plate osteosynthesis with fixation of articular surface fragments using U-shaped tensioned wires, option B-III; 4) osteosynthesis with fixation of the articular surface using tensioned subchondral wires in a modular plate-based fixation device, option B-IV. Testing was performed under static indentation on models from the proximal metaphyseal-epiphyseal region of porcine tibia.
RESULTS: The best fixation properties were observed in the tensioned subchondral reinforcement options B-III and B-IV compared with non-tensioned wire reinforcement (model A). When comparing the four biomechanical options, the best strength characteristics were observed in the variants with tensioned subchondral reinforcement: B-III and B-IV. In the study of Option A-II, the resistance of the biomechanical system to vertical load was lower than in Options B-III and B-IV. The worst variants were observed in option A-I.
CONCLUSION: The most effective fixation was achieved with tensioned subchondral reinforcement using U-shaped wires (B-III) and a modular plate-based fixation device (B-IV) without the use of an additional bone graft.
Обоснование. В хирургии применяются различные биомеханические варианты фиксации костно-хрящевых осколков: опора на костный трансплантат с армированием субхондральными спицами, остеосинтез вильчатыми фиксаторами и специализированными пластинами с проведением винтов сразу под осколками суставной поверхности. Авторами используется способ субхондрального напряжённого армирования.
Цель. Оценить и сравнить фиксационные свойства различных биомеханических вариантов остеосинтеза оскольчатых внутрисуставных переломов на моделях из большеберцовой кости свиньи.
Материалы и методы. Проведено индентированное одноцентровое неослеплённое исследование. Объектом исследования являлись два типа моделей с одинаковыми переломами, параметрами костного дефекта и армированием ненапряжёнными спицами: А — с заполнением костного дефекта трансплантатом и В — без костного трансплантата. Исследованы результаты остеосинтеза моделей А и В: 1) остеосинтез накостной пластиной с опорой суставной поверхности на костный аутотрансплантат, вариант А-I; 2) остеосинтез накостной пластиной с опорой суставной поверхности на фиксирующие элементы накостной пластины и костный трансплантат, вариант А-II; 3) остеосинтез накостной пластиной с фиксацией осколков суставной поверхности П-образными напряжёнными спицами, вариант В-III; 4) остеосинтез с фиксацией суставной поверхности напряжёнными субхондральными спицами в модульном накостном фиксирующем устройстве, вариант В-IV. Исследования были проведены при статическом индентировании моделей из проксимального метаэпифиза большеберцовой кости свиньи.
Результаты. Авторами были отмечены лучшие фиксационные свойства вариантов напряжённого субхондрального армирования В-III и В-IV по сравнению с армированием ненапряжёнными спицами (модель А). При сравнении четырёх биомеханических вариантов наилучшие прочностные характеристики отмечены у вариантов с напряжённым субхондральным армированием — В-III и В-IV. При исследовании варианта А-II результаты сопротивления биомеханической системы вертикальной нагрузки были ниже, чем при вариантах В-III и В-IV. Наихудшие варианты отмечены при варианте А-I.
Заключение. Авторами были сделаны выводы о наибольшей эффективности вариантов с напряжённым субхондральным армированием П-образными спицами (В-III) и с использованием модульного накостного фиксирующего устройства (В-IV) без дополнительной опоры на костный аутотрансплантат.