Анотація до роботи:

Стебліна К.В. Розробка шляхів і методики проектування та біомеханічного обґрунтування накісткових конструкцій для остеосинтезу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – Біологічні та медичні прилади і системи – Національний університет „Львівська політехніка”, Львів, 2008.

Дисертація присвячена розробці шляхів та методик проектування накісткових конструкцій для остеосинтезу.

Розроблено методики проектування нових конструкцій для накісткового остеосинтезу довгих кісток, проведено теоретичну та експериментальну оцінку міцності та жорсткості плоских накісткових пластин і пластин з багатоплощинною фіксацією; запропоновано та створено нові малоконтактні демпферні конструкції для накісткового остеосинтезу, проведено обґрунтування форм та розмірів нових розроблених та запропонованих накісткових конструкцій фіксаторів; запропоновано методику визначення кількості та розмірів фіксуючих елементів накісткових конструкцій при використанні полімерного осердя. Створено обладнання і методики експериментальної оцінки міцності та жорсткості металевих накісткових конструкцій фіксуючих систем в умовах дії простих та складних видів навантажень, що дає можливість проводити проектування біомеханічно обґрунтованих біотехнічних систем із необхідними властивостями міцності та жорсткості.

В роботі проведено математичне моделювання напружено-деформованого стану біотехнічних систем "кістка-фіксатор" при різних видах навантажень, оцінено параметри напружено-деформованого стану за припущень про ізотропну та анізотропну структури кістки, розроблено модель пошкодженої кістки при поперечному діафізарному переломі, синтезованому металевою пластиною; оцінено напруження та переміщення, що виникають у матеріалі кістки та пластини при різних видах деформацій – стиску, згину та кручення.

1. Аналіз сучасних літературних джерел практичної медичної статистики та звітності в області травматології показав, що накістковий остеосинтез в наш час залишається одним з найбільш доступних та розповсюджених способів оперативного лікування переломів та пошкоджень довгих кісток. Дослідження тенденцій змінення та вдосконалення конструкцій для накісткового остеосинтезу свідчить, що покращення їх властивостей з метою створення оптимальних біомеханічних умов для зрощення відламків є важливою та актуальною задачею.

2. Вперше розроблено методику проектування нових конструкцій для накісткового остеосинтезу довгих кісток, проведено теоретичне та експериментальне біомеханічне обґрунтування форм та розмірів нових розроблених та запропонованих накісткових конструкцій фіксаторів, визначена необхідна кількість та розміри фіксуючих та блокуючих елементів накісткових біотехнічних систем.

3. Вперше створено обладнання і методики експериментальної оцінки міцності та жорсткості металевих накісткових конструкцій фіксуючих систем в умовах дії простих та складних видів навантажень, що дає можливість проводити проектування біомеханічно обґрунтованих біотехнічних систем із необхідними властивостями міцності та жорсткості.

4. Доведено теоретично та експериментально, що малоконтактні фіксатори з багатоплощинною фіксацією набагато краще опираються деформаціям згину та кручення, ніж аналогічні одноплощинні.

5. Показано, що використання полімерного осердя значно збільшує силу виривання фіксуючих гвинтів. Для І-ої вікової групи таке збільшення знаходиться у межах 1,35–1,4 разів, для ІІ-ої вікової групи сила виривання гвинтів збільшується в 1,47-1,57 разів, для ІІІ-ої групи – в 1,64-1,78 разів. Це пояснюється тією обставиною, що при потоншенні кортикального шару у ІІ-й та ІІІ-й віковій групах полімерне осердя виконує ще більш важливу роль, оскільки бере на себе значну частину навантажень. Для забезпечення міцності та стабільності фіксації необхідно в І-й віковій групі хворих при остеосинтезі пластиною з полімерним осердям застосовувати як мінімум 4 гвинти на кожному кістковому відламку, в ІІ-й ввіковій групі – 5 гвинтів, в ІІІ-й віковій групі – 6 гвинтів.

6. Встановлено, що для пацієнтів ІІІ-ої вікової групи з явищами остеопорозу накістковий остеосинтез доцільно доповнювати введенням у кістковомозкову порожнину полімерного осердя із поліаміду П-12, за допомогою якого фіксуючі гвинти більш надійно блокуються у кістці.

7. На основі запропонованої методики в середовищі Solid Work та Cosmos 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 біотехнічну систему.

Публікації автора:

1. Рубленик І.М., Шайко-Шайковський О.Г., Васюк В.Л., Тимофієва Є.М., Гуцуляк К.В. Методика визначення розмірів та кількості блокуючих гвинтів субфасціальної біотехнічної системи в залежності від положення корпуса фіксатора// Український журнал медичної техніки і технології. – 2000. – № 3 – 4. – С. 66 – 72.

2. Рубленик І.М., Олексюк І.С., Шайко-Шайковський О.Г., Гуцуляк К.В. Остеосинтез діафізарних переломів накістковою металевою пластиною та полімерним сердечником// Буковинський медичний вісник. – 2002. – Т. 6. – № 1. – С. 164 – 169.

3. Рубленик І.М., Білик С.В., Гуцуляк К.В., Шайко-Шайковський О.Г. Порівняльний біомеханічний аналіз накісткового остеосинтезу при використанні різних фіксуючих конструкцій// Клінічна та експериментальна патологія. – 2003. – Т.2, №1 – С.70-73.

4. Рубленик І.М., Гуцуляк К.В., Шайко-Шайковський О.Г. Методика аналітичного порівняння біомеханічних властивостей плоскої та подвійної деротаційної пластин для накісткового остеосинтезу// Вісник ортопедії, травматології та протезування. – 2003. - №4. – С.73-75.

5. Рубленик І.М., Стебліна К.В., Ковальчук П.Є., Шайко-Шайковський О.Г. Біомеханічне обґрунтування умов стабільності накісткового остеосинтезу// Клінічна анатомія та оперативна хірургія. – 2005. – №3. – С.19-22.

6. Рубленик І.М., Стебліна К.В., Ковальчук П.Є., Шайко-Шайковський О.Г. Біомеханічні аспекти фіксації при накістковому остеосинтезі// Науковий вісник Чернівецького національного університету. Вип.261. Фізика. Електроніка. – Чернівці – 2005. – С.107-109.

7. Стеблина Е.В., Шайко-Шайковский А.Г. Биомеханические аспекты накостного остеосинтеза поперечных и косых диафизарных переломов длинных костей Z-образной и волнообразной пластины// Российский журнал биомеханики. – 2005. – Т.9, №3 – С.89-95

8. Стебліна К.В. Оцінка умов стабільності накісткового остеосинтезу// Науковий вісник Чернівецького національного університету. Вип.268. Фізика. Електроніка. – Чернівці – 2005. – С.106-109.

9. Рубленик И.М., Стеблина Е.В., Шайко-Шайковский А.Г. Биомеханическая оценка эффективности конструкций для остеосинтеза косых диафизарных переломов бедренной кости//MECHANIKA W MEDYCYNIE. – 2006. – №8. – С.197-202.

10. Стебліна К.В., Шайко-Шайковський О.Г., Зінченко А.Т. Методика оцінки деформативності біотехнічної системи «кістка-фіксатор» при використанні хвилеподібної пластини для остеосинтезу// Вісник морської медицини. – 2006. – №3. –С.310-312.

11. Рубленик І.М., Стебліна К.В., Зінченко А.Т., Шайко-Шайковський О.Г. Експериментальні шляхи оцінки ефективності біотехнічних систем остеосинтезу// Травма. – 2006. – Т.7. №3. – C.411-415.

12. Олексюк І.С., Зінченко А.Т., Стебліна К.В., Шайко-Шайковський О.Г. Шляхи та методи вдосконалення накісткових конструкцій для остеосинтезу //Науковий збірник Ужгородського університету. – 2007. – Вип.32. Медицина. – С.125-128.

13. Деклар. пат. (11)2602, (51)7А61В17/56. Пристрій для оцінки міцності гвинтових з’єднань при остеосинтезі/ Шайко-Шайковський О.Г., Білик С.В., Олексюк І.С., Зінченко А.Т., Ковальчук П.Є., Стебліна К.В.; Заявл. 19.01.04; Опубл.15.06.04, Бюл.№6.

14. Деклар. пат. (11)2601, (51)7А61В17/56. Пристрій для остеосинтезу з хвилеподібним демпфером/ Шайко-Шайковський О.Г., Білик С.В., Стебліна К.В.; Солійчук О.В., Василов В.М., Ковальчук П.Є.; Заявл. 19.01.04; Опубл.15.06.04, Бюл.№6.

15. Деклар. пат. (11)8243, (51)7А61В17/56. Пристрій для остеосинтезу з Z -подібним демпфером та деротаційним елементом/ Рубленик І.М., Шайко-Шайковський О.Г., Білик С.В., Стебліна К.В.; Царик Т.О., Ілик Б.В., Галіц В.К.; Заявл. 17.02.05; Опубл.15.07.05, Бюл.№7.,

16. Деклар. пат. (11)8241, (51)7А61В17/56. Пристрій для остеосинтезу з хвилеподібним демпфером та деротаційним елементом/ Шайко-Шайковський О.Г., Білик С.В., Стебліна К.В.; Царик Т.О., Солійчук О.В., Зінченко А.Т.; Заявл. 17.02.05; Опубл.15.07.05, Бюл.№7.

17. Шайко-Шайковський О.Г., Рубленик І.М., Васюк В.Л., Гуцуляк К.В. Забезпечення якості та стабільності біотехнічних систем остеосинтезу переломів довгих трубчастих кісток за допомогою методів математичного моделювання// Матеріали науково-практичної конференції, присвяченої 10-річчю Чернівецького обласного медичного діагностичного центру. – Чернівці, 2001. – С. 166.

18. Рубленик І.М., С.В.Білик, Гуцуляк К.В., Шайко-Шайковський О.Г. Порівняльний біотехнічний аналіз накісткового остеосинтезу при використанні різних фіксуючих конструкцій// Матеріали міжнародного симпозіуму “Актуальні питання сучасної медичної допомоги населенню”. – Чернівці, 2003. – С.8-13.

19. Билык С.В., Гуцуляк К.В., Рубленик И.М., Шайко-Шайковский А.Г. Экспериментальное определение усилия крепления накостных фиксаторов при остеосинтезе переломов трубчатых костей разного уровня локализации// Материалы международного симпозиума „Надёжность и качество”. – Пенза – UNESCO. – 26 мая – 1 июня 2003. – С.478

20. Рубленик І.М., Білик С.В., Стебліна К.В., Васильчишен Я.Н., Шайко-Шайковський О.Г. Біомеханічне обґрунтування накісткового остеосинтезу малоконтактними накістковими пластинами// Матеріали Х конгресу світової федерації українських товариств СФУЛТ. – Чернівці – 2004. – C.502.

21. Шайко-Шайковский А.Г., Стеблина Е.В. Использование математического моделирования в проектировании накостных фиксаторов для остеосинтеза длинных костей// Материалы международного симпозиума „Надёжность и качество”. – Пенза – UNESCO. – 24 мая – 31 мая 2004. – C.75.

22. Стеблина Е.В., Илык Б.В., Шайко-Шайковский А.Г. Сопоставление результатов биомеханических исследований деформативности бедренной кости животных и человека// Матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції „Динаміка наукових досліджень - 2005”. – Дніпропетровськ. – 20-30 червня 2005. – Т.30. – C.29-30.

23. Рубленик І.М., Стебліна К.В., Ковальчук П.Є., Шайко-Шайковський О.Г. Біомеханічне обґрунтування умов стабільності накісткового остеосинтезу// Матеріали науково-практичної конференції „Малоінвазійні методи лікування пошкоджень та захворювань опорно-рухового апарату”. – Чернівці. – 15-16 вересня 2005. – C.95.

24. Стеблина Е.В., Шайко-Шайковский А.Г. Фиксаторы для накостного динамического остеосинтеза переломов длинных костей// Материалы международного симпозиума „Надёжность и качество”. – Пенза – UNESCO. – 23 мая – 31 мая 2005. – С.467

25. Стебліна К.В., Шайко-Шайковський О.Г. Дослідження способів здійснення накісткового остеосинтезу за допомогою металевих пластин та полімерного осердя// Матеріали II Міжнародної науково-практичної конференції „Науковий потенціал світу - 2005”. – Дніпропетровськ. – 19-30 вересня 2005. – Т.20. – C.30-32.

26. Стебліна К.В., Олексюк І.С., Шайко-Шайковський О.Г. Методика оцінки деформативності біотехнічної системи «кістка-фіксатор» при використанні Z-подібної накісткової пластини для остеосинтезу// Матеріали II Міжнародної науково-практичної конференції „Сучасні наукові дослідження - 2006”. – Дніпропетровськ. – 20-28 лютого 2006. – Т.13. – C.80-83.

27. Стебліна К.В., Олексюк І.С., Шайко-Шайковський О.Г. Накістковий остеосинтез за допомогою малоконтактних пластин// Матеріали I Міжнародної науково-практичної конференції „Європейська наука ХХІ століття: стратегія та перспектива розвитку 2006”. – Дніпропетровськ. – 22-31 травня 2006. – Т.4. – C.67-69.

28. Стебліна К.В., Зінченко А.Т., Шайко-Шайковський О.Г. Накістковий остеосинтез пластиною із Z- подібним демпфером та деротаційним елементом// Матеріали III Міжнародної науково-практичної конференції „Актуальні проблеми сучасних наук: теорія та практика - 2006”. – Дніпропетровськ. – 16-30 червня 2006. – Т.5. – C.29-30.

29. Стебліна К.В. Шляхи вдосконалення накісткових конструкцій для остеосинтезу// Матеріали I Міжнародної науково-практичної конференції „Наука: теорія та практика- 2006”. – Дніпропетровськ. – 21-31 серпня 2006. – Т.9. – C.30-33.

30. Кирилюк С.В., Якимюк Д.И., Стеблина Е.В., Зинченко А.Т., Шайко-Шайковский А.Г. Биомеханическое обоснование и использование математического моделирования в повышении надёжности и качества остеосинтеза // Материалы международного симпозиума „Надёжность и качество”. – Пенза – UNESCO. – 21 мая – 31 мая 2007. – С.142

31. Матущак А.И., Падинич Ю.М., Стеблина Е.В., Зинченко А.Т., Шайко-Шайковский А.Г. Математическое моделирование и биомеханическое обоснование остеосинтеза переломов проксимальной части лучевой кости при деформации изгиба // Материалы международного симпозиума „Надёжность и качество”. – Пенза – UNESCO. – 21 мая – 31 мая 2007. – С.147-148.

32. Стеблина Е.В., Билык С.В., Шайко-Шайковский А.Г. Моделирование напряженно-деформированного состояния препаратов бедренной кости с помощью образцов из древесины// Материалы международного симпозиума „Надёжность и качество”. – Пенза – UNESCO. – 21 мая – 31 мая 2007. – С.156.

33. Олексюк І.С., Зінченко А.Т., Стебліна К.В., Шайко-Шайковський О.Г. Шляхи моделювання та порівняльного біомеханічного аналізу деформативності стегнових кісток// Матеріали науково-практичної конференції з міжнародною участю „Реконструктивно-відновні методи в травматології та ортопедії”. – Донецьк. - 31 травня – 1 червня 2007. – С.135-138.

34. Шайко-Шайковский А. Г., Василов В.М., Олексюк И.С., Стеблина Е.В. Пути совершенствования интрамедуллярных и накостных конструкций для лечения переломов длинных костей// Сборник трудов международной научной конференции „On the modern achievements of science and education” – г.Натания, Израиль. – 9-17 вересня 2007. – С.129