Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ

НЕВРОЛОГИ, НЕЙРОХІРУРГИ, ЛІКАРІ ЗАГАЛЬНОЇ ПРАКТИКИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"Тrauma" Том 23, №3, 2022

Back to issue

Experimental study of elastic spinal column properties in the presence of burst fracture of Th6

Authors: Попсуйшапка К.О., Тесленко С.О., Попов А.І., Карпінський М.Ю., Карпінська О.Д.
ДУ «Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Травматичні переломи грудного відділу хребта хоч і становлять невелику кількість серед усіх переломів, можуть призводити до тривалого лікування, втрати працездатності та інвалідності. У роботі ми спробували вивчити основні принципи розвитку деформацій залежно від навантажень, що прикладаються, і ступеня пошкоджень хребетних сегментів. Мета: вивчити основні принципи розвитку деформацій грудного відділу хребта залежно від прикладених навантажень і ступеня пошкоджень хребетних сегментів. Матеріали та методи. Проведено експериментальне дослідження пружних властивостей хребетного стовпа за наявності вибухового перелому хребця Тh6. Досліджено 5 анатомічних препаратів хребтів свиней з грудною кліткою та повністю збереженими дисками та зв’язковими структурами. На кожному препараті моделювали вибухові переломи хребця Тh6 шляхом послідовного руйнування структур хребетно-рухового сегмента (ХРС). Результати. У результаті проведених експериментальних досліджень було отримано дані про величини деформації стискання та залишкової деформації препаратів хребетного стовпа при моделюванні вибухових переломів хребця Th6 різного ступеня. Показано, що незруйнований препарат хребта при знятті навантаження відновлює свою довжину практично в повному обсязі. У разі збільшення руйнувань структур ХРС збільшується як величина стискання зразків, так і залишкова деформація. Руйнування ребер призвело до втрати стабільності хребта в зоні зруйнованого сегмента під дією тяжкості грудної клітки, що унеможливило вимірювання величини деформації як під навантаженням, так і після його зняття. Висновки. Руйнування ХРС призводить до втрати пружних властивостей ХРС і всього хребта. При порівняно незначних руйнуваннях (50 % тіла хребця і диск) очікується часткове збереження пружних якостей, тому що залишкова деформація становить 4,3 % від величини деформації під навантаженням. Подальше руйнування ХРС призводить до повної втрати не тільки пружності, але й здатності до опору навантаженню та подальшого відновлення, про що свідчить збільшення величини залишкової деформації до 48,2 % вже при руйнуванні дуг та зв’язок, а також припинення приросту енергетичних витрат на рівні 11 Дж за відновлення початкової довжини препарату. Руйнування ребер призводить до втрати стабільності хребта лише на рівні пошкодженого сегмента.

Background. Traumatic fractures of the thoracic spine, although they represent a small number among all fractures, can lead to long-term treatment, and disability. In this work, we tried to study the basic principles of the development of deformities depending on the applied loads and the degree of damage to the vertebral segments. The purpose was to study the basic principles of the development of deformities of the thoracic spine depending on the applied loads and the degree of damage to the vertebral segments. Materials and methods. An experimental study of the elastic properties of the spinal column in the presence of a burst fracture of the Th6 vertebra was carried out. Five anatomical specimen of pig spines with thorax and completely preserved discs and connected structures were stu-died. On each of the preparations, burst fractures of the Th6 vertebra were simulated by sequential destruction of the structures of the spinal motion segment (SMS). Results. As a result of the experimental studies, data were obtained on the magnitude of compression deformation and residual deformation of the spinal column specimen when modeling burst fractures of the Th6 vertebra of various degrees. It was shown that the intact specimen of the spine, when the load is removed, restore its length almost fully. With an increase in the destruction of the SMS structures, both the magnitude of the compression of the samples and the residual deformation increase. The destruction of the ribs led to the loss of stability of the spine in the area of the affected segment under the influence of the chest weight, which made it impossible to measure the magnitude of the deformation, both under load and after its removal. Conclusions. The destruction of the SMS leads to the loss of the elastic properties of the SMS and the entire spine. With relatively minor damage (50 % of the vertebral body and disc), partial preservation of elastic properties can be expected, since residual deformation is 4.3 % of the value of deformation under load. Further destruction of the SMS leads to a complete loss of not only elasticity, but also the ability to resist load and further recovery, as evidenced by an increase in the value of residual deformation up to 48.2 % already with the destruction of arcs and ligaments, as well as the termination of an increase in energy costs at the level of 11 J, restoration of the original length of the specimen. The destruction of the ribs leads to a loss of stability of the spine at the level of the damaged segment.


Keywords

грудний відділ хребта; хребетно-руховий сегмент; робота; потенційна енергія стискання; деформація

thoracic spine; spinal motion segment; work; potential compression energy; deformity


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. Москва: Высшая школа, 2000. 560 с.
2. Наследов А. SPSS 19: профессиональный статистический анализ данных. Санкт-Петербург: Питер, 2011. 400 с. 
3. Неттер ФГ. Атлас анатомії людини [Atlas of Human Anatomy]: пер. 7-го англ. вид.: двомов. вид. Київ: Медицина, 2020.
4. Образцов И.Ф., Адамович И.С., Барер И.С. и др. Проблема прочности в биомеханике: Учебное пособие для технич. и биол. спец. вузов. Москва: Высш. школа, 1988.
5. Попсуйшапка К.О., Карпінський М.Ю., Тесленко С.О., Карпінська О.Д., Попов А.І. Залишкова фіксованість хребтових сегментів при вибухових переломах грудопоперекового відділу хребта. Травма. 2017. 18 (4). 82-87. DOI: 10.22141/1608-1706.4.18.2017.109348.
6. Попсуйшапка К.О., Карпінський М.Ю., Попов А.І., Суббота І.А., Тесленко С.О. Клініко-експериментальні кореляції розвитку залишкової деформації хребта за умов вибухових переломів грудопоперекового відділу. Ортопедия, травматология и протезирование. 2017. 4. 49-56. DOI: 10.15674/0030-59872017449-56.
7. Радченко А.В., Попсуйшапка К.А., Карпинский М.Ю., Карпинская Е.Д., Тесленко С.А. Экспериментальное исследование модуля упругости препарата грудопоясничного отдела позвоночника свиньи. Травма. 2016. 17 (6). 91-100. DOI: 10.22141/1608-1706.6.17.2016.88623.
8. Радченко В.А., Попсуйшапка К.А., Карпинский М.Ю., Карпинская Е.Д., Тесленко С.А. Экспериментальное моделирование взрывных переломов грудопоясничного отдела позвоночника. Травма. 2017.; 18 (2). 46-52. DOI: 10.22141/1608-1706.2.18.2017.102558.
9. Magerl F., Aebi M., Gertzbein S.D., [et al.] A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur. Spine J. 1994. 4(3). 184-201.
10. Ponkilainen V.T., Toivonen L., Niemi S., Kannus P., Huttunen T.T., Mattila V.M. Incidence of Spine Fracture Hospitalization and Surgery in Finland 1998–2017. Spine. 2020. 45 (7). 459-464. doi: 10.1097/BRS.0000000000003286.
11. Vaccaro A.R., Rizzolo S.J., Allardyce T.J., Ramsey M., Salvo J., Balderston R.A., Cotler J.M. Place mentofpediclescrewsin the thoracic spine. Part I: morphometric analysis of the thoracic vertebrae. J. Bone Jt. Surg. Am. 1995. 77(8). 1193-9. https://doi.org/10.2106/00004623-199508000-00008.
12. White A.A., Panjabi M.M. Clinical biomechanics of the spine: Vol. 2. Philadelphia: JB Lippincott Company, 1990.

Back to issue