Экспериментальное исследование ультразвуковой перфорации позвонков

Авторы: Сайфутдинова М.С., Борде А.С.
Опубликовано в выпуске: #7(24)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-7-352
Раздел: Медицинские науки | Рубрика: Медицинское оборудование и приборы
Ключевые слова: ультразвук, хирургия, транспедикулярная система, биомеханические испытания, позвоночник, прокалывание, костная ткань, кортикальный слой
Опубликовано: 06.08.2018

Различные заболевания и травмы позвоночника могут стать причиной повреждения нервных структур, что приводит к грубым неврологическим осложнениям вплоть до парализации конечностей и органов. Поэтому необходимо совершенствовать технологии хирургического вмешательства в вертебрологии. В работе проведено экспериментальное исследование ультразвуковой перфорации позвонков при подготовке канала для установки транспедикулярного винта. Выполнена количественная оценка силы, необходимой для прокалывания кортикального слоя позвонка ультразвуковым инструментом при различной амплитуде колебаний его рабочего окончания. Для испытаний в условиях, приближенных к реальным, в качестве модели биообъекта выбран бараний позвонок грудного отдела позвоночника. Перфорация костной ткани осуществлялась с наложением ультразвуковых колебаний на инструмент, резонансная частота колебаний которого составила 25 кГц, с большой амплитудой 53 мкм, малой амплитудой 15 мкм и без наложения ультразвуковых колебаний. Показано, что при проникновении окончания инструмента в кость на 1 мм сила прокалывания кортикального слоя позвонка барана без наложения ультразвука (83,5 ± 37,2 Н) почти в 2 раза превышает силу (47,5 ± 40,8 Н), необходимую для прокалывания кортикального слоя при амплитуде рабочего окончания инструмента 15 мкм, и в 4 раза (24,6 ± 36,9 Н) — при амплитуде 53 мкм. Экспериментально показана работоспособность идеи применения ультразвука при подготовке канала для установки транспедикулярного винта в позвонок.

Литература

[1] Храпов Д.В., Сизиков М.Ю. Способ введения винтов для транспедикулярной фиксации позвонков. Патент РФ 2187978. Заявл. 10.11.1999, опубл. 27.08.2002.

[2] Усиков В.Д., Пташников Д.А., Михайлов Д.А., Магомедов Ш.Ш. Способ перкутанной транспедикулярной фиксации позвоночника с пункционной вертебропластикой в лечении пациентов с распространенным остеопорозом и множественными метастатическими поражениями позвоночника. Патент РФ 2479274. Заявл., 23.12.2011, опубл. 20.04.2013.

[3] Дзукаев Д.Н., Семченко В.И., Крашенинников Л.А. Устройство для проведения стабилизирующей операции на позвоночнике (его варианты) и способ проведения стабилизирующей операции на позвоночнике. Патент РФ 2285483. Заявл. 25.11.2004, опубл. 20.10.2006.

[4] Абакиров М.Д., Абдрахманов Р.Р., Мадер А.Е., Артемьев А.А., Ахпашев А.А. Способ транскутанной транспедикулярной фиксации позвоночника. Патент РФ 2577457C1. Заявл. 12.03.2015, опубл. 20.03.2016.

[5] Титан: совместн. изд. прогр. ООН по окружающей среде. Москва, Медицина, 1986, 58 с.

[6] Wallach S., Feinblatt J.D., Avioli L.V. The bone “quality” problem. Calcified Tissue International, 1992, no. 51, pp. 169–172.

[7] Афаунов А.А., Усиков В.Д., Афаунов А.И., Дунаев И.М., Гаврюшенко Н.С., Мишагин А.В., Тахмазян К.К. Изучение сравнительных показателей ротационной стабильности транспедикулярного остеосинтеза позвоночника в эксперименте. Хирургия позвоночника, 2005, № 3, с. 25–30.

[8] Леонов Г.В., Хмелев В.Н., Савин И.И., Абраменко Д.С. Способ измерения амплитуды колебаний. Патент РФ 2292530. Заявл. 14.04.2005, опубл. 27.01.2007.

[9] Макаров Л.О. Акустические измерения в процессах ультразвуковой технологии. Москва, Машиностроение, 1983, 55 с.