Сравнительный биомеханический анализ схем установки спонгиозных винтов при хирургической коррекции нефиксированной формы плоскостопия у детей

Рассмотрены биомеханические аспекты хирургической коррекции нефиксированной

формы плоскостопия у детей и подростков путем имплантации спонгиозных винтов в лате-

ральный отросток тела таранной кости.

Цель: выполнить сравнительный биомеханический анализ влияния схемы установки и ха-

рактерных размеров спонгиозных винтов на параметры их напряженного состояния и выра-

ботать на этой основе рекомендации по оптимизации размерных параметров имплантации

и выбору материала металлоконструкций.

Выполнено математическое моделирование и сравнительный численный анализ параметров

напряженного состояния для упорной, наклонной и консольной схем установки спонгиозных

винтов применительно к широкому диапазону изменения опорных нагрузок, действующих

на винт. Проанализировано влияние размерных параметров (длина консольной части, угол

с нормалью к опорной поверхности, диаметр сердечника) на величину расчетных напряже-

ний, возникающих в сжатой и растянутой зоне наклонно установленного винта. Комплекс вы-

полненных исследований показал, что с позиций эксплуатационной надежности по критериям

прочности при статическом нагружении (случайные перегрузки) и многоцикловом нагруже-

нии наиболее высокой работоспособностью характеризуются короткие винты, установленные

по упорной схеме. Наименее благоприятными в применении являются консольно и наклонно

установленные винты, причем с увеличением длины консольной части и угла между линией

действия опорного усилия и осью винта расчетные значения возникающих напряжений воз-

растают. Винты из термообработанной нержавеющей стали предпочтительны с позиций со-

хранения несущей способности при разовых перегрузках благодаря повышенной в 4–5 раз

пластичности (остаточная деформация при разрушении) в сравнении с титановыми сплавами.