Zařízení na vnější fixace

Video: Achondroplasia | Zvýšení pro růst dětí | Dr. Veklich

Léčba onemocnění a poranění svalů a až dosud je komplexní klinickým problémem, protože četnost ortopedické a traumatologické patologii zůstává v podstatě konstantní úrovni. Sociální a ekonomické ztráty nuceni lékařům a výzkumným pracovníkům zlepšit staré a hledání nových, efektivních způsobů a prostředků terapie.

Ortopedické trauma tradiční volby pro více než 100 let, počínaje designem Dr. Parkhill (1897), je použití vnější fixační prostředky (APS).

Zcela běžně lze rozdělit do tří hlavních etap ve vývoji vnějších fixačních prostředků:

1. strukturálně biomechanická;
2. Materials Science;
3. intelektuální.

Dialektika APS v první fázi indikuje, že vychází z jádra do paprsků, a pak kombinované spitsesterzhnevym systémů. Posledním byl nejvšestrannější, vysoké biomechanické parametry systémů, které zlepšují hojení zlomenin. Poté u některých typů APS začal používat dynamičtější princip, který aktivuje procesy kostní opravy. Jiný přístup, který může zlepšit kvalitu APS, je vybudovat teleskopický design. Studie ukázaly, že teleskopická AVF mají vyšší biomechanické vlastnosti ve srovnání s konvenčními systémy, které má pozitivní vliv na výsledky léčby zlomenin dlouhých kostí.

Na konci 90. let se ukázalo, že biomechanické období v jeho klasickém slova smyslu, se vyčerpala. Je zřejmé, že strukturálně AVF přijít až na hranici svých biomechanických vlastností.

Doba aktivního použití nových materiálů v ponorné prvky AVF. Ukázalo se, že k vytvoření optimální biomechaniky AVF mohou nejen zlepšením designu, ale také použitím nových přístupů k vytváření implantovaných částí vnějších upevňovacích systémů. Jsou (tyče, paprsky), do značné míry určuje průběh opravných procesů v fixaci kostí a tuhosti kostí, ze které, v konečném důsledku, závisí na stabilitě APS.

Rozpoznán jako klasika k tomu, že za stejných lékařských a biologických podmínek úspěchu při uplatňování AMF závisí na reakci na rozhraní mezi kostí a implantátem. V tomto ohledu existují dva zásadně odlišné přístupy k řešení tohoto problému. Jeden z nich využívá princip minimální interakci s okolními tkáněmi (bioinert materiály), druhý, protilehlý, aktivně spolupracuje s kostní regeneraci ovlivnění a mineralizace (osteokonduktivní a osteoinduktivní materiálů). V obou případech jsou implantáty jsou vysoce biokompatibilní a nezpůsobují nežádoucí účinky.

Bioinert implantáty jsou navrženy tak, aby se minimalizovalo perturbace zavedených do biologického systému. Vytvoření dielektrickou vrstvu na povrchu ponořených konstrukcí možné snížit nežádoucí electrogenesis, snížit proces biodegradace implantátu a izolace toxických nečistot z kovu, což výrazně omezena reakční pojivovou tkáň. Použití v posledních letech v těchto implantátů AMF snížila negativní výsledky při léčbě zlomenin dlouhých kostí 2-3%.

V porovnání s konvenční ocelové materiály studie prokázaly vysokou klinickou účinnost bioinert implantátů a to jak z hlediska zvýšení pevnosti fixace v kosti a snížení pravděpodobnosti zánětlivých a infekčních komplikací po celou dobu hardwaru léčby. Redukce mikro-mobility slouží jako účinný preventivní spitsesterzhnevyh kanály infekce faktoru a zabrání předčasnému odstranění APS podle klinické indikace.

Nicméně bioinert povlaky tvoří s kostí pouze mechanické spojení kvůli klíčení pojivové tkáně vláken do pórů dielektrické vrstvy. Dalším krokem ve vývoji ortopedických implantátů může být považován za vytvoření materiálu, aktivně a cíleně ovlivňovat mechanismy kostní rekonstrukce podle typu osteoconduction a osteoinduction. Taková schopnost mají kaltsiofosfatnye povlak. Je známo, že fosforečnany vápenaté jsou hlavní složkou anorganického kostní matrice.

Bioaktivní keramický povlak sestává z přírodní nebo syntetické fosforečnanu vápenatého při zachování přirozené krystalické struktury, odpovídající poměr vápníku / fosforu a sadou stopových prvků uložených na oxidovaném titanu různými způsoby (elektrochemie, plazmové stříkání, suspenzní techniky, za použití magnetronu, a další.) V závislosti na místě určení a geometrie implantátu. Čím silnější vazbu s kostní implantát, tím vyšší jsou biomechanické charakteristiky Zařízení na vnější fixace.

Shrneme-li vlastních a údaje z literatury, můžeme konstatovat, že pro dobu strávenou v těle kalcium-fosfátováním:

Video: Julia Opolchenke Kasenkova instalován přístroj Ilizarovův, zaplatil „Bílá kniha“

• vyplní místní nedostatek vápníku a fosforu pro růst kosti;
• tvoří kolem zárodečných center endogenních krystalizace implantátů a stimuluje epitaxe procesy potřebné pro růst kostní tkáně osteokonduktivní a osteoinduktivní typů.
• zlepšuje procesy tvorbu kostí.

Podobné vlastnosti fosfátových vrstev vápníku v důsledku předem určené informace v nich obsažené pro růst kostí. HA nebo samotná TCP není schopen osteoinduction. Fenomén osteoinduction fosfáty materiálů vápníku je zprostředkována kaskadopodobny mechanismus pro vytvoření specifického kostní mikroprostředí.

Bylo zjištěno, že tvorba určitých povlaků microarchitectonics určuje vlastnosti a biomedicínském implantovatelné zařízení. jsou požadované parametry povlak:

Video: Všechny oběti z havárie na proměnění - ve vážném stavu

1. kaltsiofosfatny vrstvou o známé tloušťce, struktury a pórovitost, napodobující strukturu osteon a stanovení hladiny příslušné biologické odpovědi (buněčný, organotkanevoy, systémový);
2. předem stanovené složení fáze a krystalinita kaltsiofosfatov vytvoření požadované koncentrace na rozhraní implantátu kosti;
3. adekvátní připevňovací síly fosforečnan vápenatý povlak na titanu substrátu;
4. Zpracovatelnost ukládání fosforečnanu vápenatého povlaků na kovových implantátů se zachováním požadovaných biologických vlastností.

V tomto případě se informace vložené do implantátu během jeho výroby na atomární a molekulární úrovni, přispívá k vytvoření strukturně funkční spojení mezi implantátem a kostí, který definuje, podle pořadí, optimální biomechaniky Zařízení na vnější fixace.

Ukázalo se, že přítomnost na implantovatelné zařízení bioaktivní apatitu vrstvy je výchozím bodem pro vytvoření zvláštního kostní mikroprostředí nezbytné pro opravných spuštění regeneračních mechanismů v poškozené metabolismus kostí a minerálů normalizace. Podle předem stanovených fyzikálně-chemických vlastností (jemné pórovitosti, malá tloušťka povlaku) elektrochemický vápenatý povlaky se podporovat kosti podél rozhraní typu implantátu tkání „plíživé“ osteogeneze. osteokonduktivní materiál pracuje v tomto režimu.

Dalším krokem v našem vývoji byly osteoindukční materiály. Příkladem je jednoduchý suspenze technologie použití fosforečnanu vápenatého povlaků na titanových implantátů. Vysoká porozita (velikost pórů přibližně 200 mikronů, pórovitost 40-50%) a převážná část materiálu přispívá k integraci fosforečnanu vápenatého povlaku do kostní tkáně 4 propojených fází:

1. Mechanická expanze kostní tkáně do pórů fosforečnan vápenatý keramický povlak.
2. Tvorba mikroprostředí pro proliferaci a diferenciaci osteogenních buněk.
3. Indukce osteogenesis procesů v pórech, za použití povlaku fosforečnanu vápenatého pro růst krystalů endogenní HA.
4. Osteoconduction kosti tím, že podporuje novou kost na povrchu povlaku fosforečnanu vápenatého a jeho osteointegration prostřednictvím mechanismů biodegradace a remodelace anorganické struktury.

Informační technologie schopnost vložené do tvorby osteoindukční povlaky, realizována prostřednictvím vysoké „inteligence“ samotné implantáty, reakcí kosti tvořící jako jediný strukturní a funkční systém. Jako výsledek, kterým se tuhost v kostní osteoinduktivní materiálů se zvyšuje ve srovnání s povlaky osteokonduktivní. Tak osteoinduktivní povlak tak pevně rostou do kostní tkáně, že existují problémy kvůli povaze hranicemi kosti titanu nátěrových postupuje do procesu biomedicínského sektoru.

Na základě našeho výzkumu patogenetické mechanismu účinku osteoindukční materiálů lze znázornit pomocí následujícího schématu:

1. Aktivace texturou apatitu vrstvu.
2. Tvorba požadované lokální koncentraci amorfních fosforečnanů vápenatých.
3. Zapnutí Endogenní mechanismy gidroksilkarbonat krystalizaci apatitu a vápenatých fosfátů.
4. Adsorpce biologicky aktivních molekul (ICB, FGF, atd.), A zvýšení jejich počtu na úroveň nezbytnou pro růst kostní tkáně.
5. Zapnutí kaskadopodobnogo mechanismu tvorby zprostředkované specifické kostní mikroprostředí.
6. Přilnavost osteogenní kmenové buňky a pomocné buňky.
7. Stimulace proliferace a diferenciace osteogenních prekurzorových buněk.
8. Vznik a vývoj kostní tkáně na bázi mechanismy osteoconduction a práva Wolff.
9. Zapnutí mechanismy osseointegrace biodegradace a fosforečnanu vápenatého povlaku, s vytvořením jediné strukturálních a funkčních systémů: APS > implantát > kost.

Použití osteokonduktivní a osteoinduktivní implantáty v APS v léčbě dlouhých zlomenin kostí v naší nemocnici ukázala, že byly výrazně (1,5-3 krát) zvýšení pevnosti uchycení implantátu v kosti a může odstranit mikro pohyby na kontaktu kostních fragmentů a prevenci infekce dráhy tyče. Tím se snižuje množství komplikací spojených nejen s rozvojem infekce, ale také regeneraci poruchy a mineralizaci kostí. Osteoinduktivní tyče ukázaly jako účinné při léčbě pacientů s osteoporózou, kdy konvenční implantáty často uspokojivé výsledky. Experimentální a klinický důkaz naznačuje, že tito pacienti jsou zlepšování procesů opravy kostní tkáně.

Nicméně, i přes pokles počtu nežádoucích účinků po implantaci dosaženo použitím nové generace materiálů, varování možných infekčních komplikací je velkým problémem při tvorbě souboru implantáty vlastností.

Modifikace povlaků pro dodání antimikrobiální vlastnosti se podílejí na světě. Rozhodli jsme se pro tento účel použít implantace iontů kovů, zejména stříbra, s definicí přijatelného poměru baktericidního a cytotoxicity. Bylo zjištěno, že obsah stříbra v povlaku v dávce 6-9 at.%, Poskytuje optimální poměr baktericidní aktivity a minimální škodlivý účinek na buňky.

Celková filozofie využívání APS v traumatologii a ortopedii musí být v souladu s principem korespondence mezi optimální biomechaniky vytvořených stroje a optimální biokompatibility implantátů, biomateriály kvůli výběru pro každý jednotlivý případ. Pokud tak neučiní, má za následek narušení normálního procesu hojení zlomenin a rozvoji komplikací. Jinými slovy, v optimálních biomechanice vnějších upevňovacích zařízení, nemůže být vytvořen bez použití moderních materiálů se známými biologickými vlastnostmi. Vyvinuli jsme bioinert, osteokonduktivní, osteoindukce a baktericidní implantáty výrazně zvýší jak strategické a taktické schopnosti lékaře při léčbě dlouhých zlomenin a jiných onemocnění pohybového aparátu.

Pro další fázi vývoje APS (duševní) jsme právě přišli. Tam byly pouze obecný trend, bude struktura APS být postaveny s přihlédnutím nejen biomechaniku z nejlepších výsledků v oblasti materiálů, ale také pochopit jemné procesy probíhající v poškozené kosti v každé etapě její regeneraci. Učinili jsme jen pokus o vytvoření takových systémů s využitím softwaru ovlivňovat regulaci reparační osteogeneze při léčbě zlomenin dlouhých kostí. Nicméně, intimní mechanismy transformace mechanický stimul do specifické biologické odezvy stále zůstává nejasný. Je třeba dále provádět výzkum více do hloubky v této oblasti odborných znalostí.


AV Karpov VP Shakhov
Externí fixační systém a regulační mechanismy optimální biomechanika

Video: Dog 4 roky polytrauma (srazilo auto)