89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów

zatora ma umożliwiać zmianę sztywności stabilizatora w
funkcji czasu leczenia. W przypadku konstrukcji wykonanych
z kompozytów 1D i k63712 zakres takich zmian jest bardzo
ograniczony – odpowiednio: 200,9 N/mm (iii), 193,6N/mm
(ii), 174,9N/mm (i) dla konstrukcji z kompozytu 1D, co
daje możliwość zmiany sztywności o 13%, a w przypadku
zastosowania materiału k63712 sztywność osiowa osiąga
wartości: 181,9N/mm (iii), 170,7N/mm (ii), 146,3N/mm (i), co
zapewnia zmianę o 19,6%. Znacznie szerszy zakres zmian
sztywności (blisko 48%) uzyskuje się przypadku stabilizatora
wykonanego z materiału o strukturze dwukierunkowej (2D).
W tym przypadku najwyższa wartość sztywności osiowej
wynosi k A=130,6N/mm.
W przypadku stabilizatorów o konstrukcji klamrowej
jednym z parametrów geometrycznych wykorzystywanym
do kształtowania sztywności stabilizatora jest odległość
b płytki od powierzchni kości. również w analizowanych
przez nas konstrukcjach parametr ten daje możliwość sterowania
wartością sztywności stabilizatora. Przykładowo w
przypadku sztywności osiowej zmieniając odległość b z 10
do 15mm uzyskano zmniejszenie wartości sztywności od
12 do 18% w zależności od badanego wariantu konfiguracyjnego
stabilizatora.
Przeprowadzone badania pokazują, że przyjęta koncepcja
konstrukcji kompozytowego stabilizatora zewnętrznego
pozwala na praktyczne zrealizowanie postulatu zmiennej
sztywności stabilizatora w czasie leczenia złamania. Warto
podkreślić, że zastosowanie kompozytów polimerowo-węglowych
daje wiele korzyści istotnych w praktyce klinicznej.
Oprócz uzyskania pożądanych charakterystyk mechanicznych
stabilizatora, możliwe jest obniżenie jego masy,
a także zwiększa się możliwość wykorzystania techniki
rentgenowskiego obrazowania do oceny postępu procesu
zrostu kostnego.
podziękowania
Praca finansowana ze środków Ministerstwa Nauki i
Szkolnictwa Wyższego (grant nr 0408/R/2/T02/06/01)
piśmiennictwo
[1] Będziński r., Filipiak J. (1999): Experimental analysis of external
fixators for femoral bone elongation. Acta Bioeng. Biomech.,
Vol.1, No 2, pp. 93-105
[2] Claes L.E., heigele C.A. (1998): Magnitudes of local stress and
strain along bony surfaces predict the course and type of fracture
healing. J. Biomech., 32, pp. 255-266
[3] Filipiak J., Ścigała k. (2004): Displacement of bone fragments
as a factor determining bone regenerate formation. Engineering of
Biomaterials, No. 38-42, pp. 136-138
discussion
Prototype fixators showed a non-linear pattern in each
of loading model. It is opposed effect to the other unilateral
fixators: Zespol, Polfix [6], Orthofix, hoffmann [4].The main
idea of fixators is possibility of change their stiffness in the
function of treatment process time. In the case fixators with
was made from composite 1D and 1DM the range of stiffness
change it has been very limited. For example axial stiffness
for fixator made with composite 1D fare values: 200,9 N/mm
(iii), 193,6N/mm (ii), 174,9N/mm (i), and change of stiffness
about 13% after-effects. In the case of fixator made with
composite 1DM adequately values of axial stiffness are:
181,9N/mm (iii), 170,7N/mm (ii), 146,3N/mm (i), and change
of stiffness about 20%. Much wider range of stiffness change
–on the level 48% - is possibility in the case fixator made
with two direction structure material (2D).
Distance between basic plate and surfaces of the bone
fragments (parameter b) has been one of the most important
geometrical parameter, that has decisive about fixator
stiffness [6]. results our investigations showed, that change
parameter b from 10mm to 15mm decrease value o axial
stiffness (about 12 -18%).
The obtained results clearly show that composite external
fixator idea allow practically execute of postulate variable
of fixator stiffness in the function of treatment process time.
It’s very important that application composite material offer
many other essential advantages in medical practice. Aside
from adequate mechanical characteristics of external fixator
is possible reduce of its weight as well as increase possibility
take advantage of X-ray technique to assessment of the
bone fracture healing and callus formation progress.
acknowledgment
This work was supported by grant no. 0408/R/2/T02/06/01
from the Polish Ministry of Science and Higher Education
references
[4] Podolski A., Chao E.y.: Mechanical performance of Ilizarov
circular external fixators in comparison with other external fixators.
(1993), Clin. Orthop., pp. 61-70
[5] Prendergast P.J., huiskes r., Sřballe k. (1997): Biophysical
stimuli on cells during tissue differentiation at implant interfaces.
J. Biomech., Vol. 30, pp. 539–548
[6] ramotowski W.: Stabilizatory płytkowe Zespol i Polfix. (1998)
Bhh Mikromed
213