Repositional-fixation ring for surgical treatment of acetabular fractures (preliminary results of static tests)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Currently, several types of designs of support rings of M. Muller, Burch-Schneider, rings of the company “Protek” (Switzerland), implanted in the BB are widely used, which are used in the surgical treatment of long-standing fractures of the BB, as a rule, as a device that strengthens the walls of the BB.

AIM: Study of the deformation properties of the repositional-fixing ring.

MATERIALS AND METHODS: For carrying out mechanical tests, a ring with an external diameter of 52 mm was made by the method of sequential sintering using additive technologies by the company “Konmet” LLC, Moscow. Laboratory mechanical tests were carried out by the Testing Laboratory of Medical Devices and Materials of the N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics.

RESULTS: As a result of static testing of the ring for compression, tension, torsion, and joint stretching and twisting of the edges of the ring connector, its deformation properties are studied. Load corresponding to the deformation of 2 mm, kN: compression — 0.180; tension — 0.061; torsion (torque corresponding to the angle of rotation of 5 degrees, Nm) — 2.653; joint tension with twisting of the edges of the ring connector (load corresponding to the deformation of 10 mm, kN) — 0.048.

CONCLUSION: The results of the initial study of the deformation behavior of the ring structure show that it is necessary to refine the ring design and further study the deformation and strength characteristics of the ring.

About the authors

Aleksandr I. Kolesnik

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: ko-lesnik@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1435-8743

MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), professor

Russian Federation, 10, Priorova str., 127299, Moscow

Nikolay S. Gavryushenko

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: testlabcito@mail.ru
SPIN-code: 3335-6472

PhD, Dr. Sci. (Technol.), professor

Russian Federation, 10, Priorova str., 127299, Moscow

Leonid V. Fomin

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics; Research Institute of Mechanics of Lomonosov Moscow State University

Email: fleonid1975@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9075-5049
SPIN-code: 7186-8776

MD, PhD

Russian Federation, 10, Priorova str., 127299, Moscow; Moscow

Nikolay V. Zagorodni

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics; Peoples’ friendship university of Russia

Email: zagorodniy51@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6736-9772
SPIN-code: 6889-8166

Corresponding Member of RAS, MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), professor

Russian Federation, 10, Priorova str., 127299, Moscow; Moscow

Sergey V. Donchenko

S.P. Botkin City Сlinical Hospital

Email: don_03@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3341-7446

MD, PhD

Russian Federation, 10, Priorova str., 127299, Moscow

Ivan M. Solodilov

Kursk City Clinical Hospital No. 4

Email: Ivan_s_007@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8219-5582

MD, traumatologist

Russian Federation, Kursk

Dmitriy A. Ivanov

Lytkarino City Hospital

Email: Ivanovda2001@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5821-6774

MD, traumatologist

Russian Federation, Moscow Region, Lytkarino

Anton V. Ovcharenko

Kaluga City Clinical Hospital

Email: antovcharenko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3014-4828

MD, traumatologist

Russian Federation, Kaluga

Vladislav V. Surikov

Russian medical Academy of continuing postgraduate education

Author for correspondence.
Email: Airbag366@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3668-2376

postgraduate student

Russian Federation, 10, Priorova str., 127299, Moscow

References

  1. Grin’ AA, Runkov AV, Shlykov IL. The choice of surgical approach in the treatment of two-column acetabular fractures. Travmatologiya i ortopediya Rossii. 2014;(1):92–97. (In Russ).
  2. Bondarenko AV, Kruglykhin IV, Plotnikov IA, et al. Features of treatment of pelvic injuries in polytrauma. Politravma. 2014;(3):46–57. (In Russ).
  3. Beletskiy AV, Voronovich AI, Murzich AE. Determination of indications to surgical treatment and choice of surgical approaches in complicated complex acetabular fractures. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2010;(4):30–37. (In Russ).
  4. Sardesai NR, Miller MA, Jauregui JJ, et al. Operative management of acetabulum fractures in the obese patient: challenges and solutions. Orthop Res Rev. 2017;9:75–81. doi: 10.2147/ORR.S113424
  5. Butterwick D, Papp S, Gofton W, et al. Acetabular fractures in the elderly: evaluation and management. J Bone Joint Surg Am. 2015;97(9):758–768. doi: 10.2106/JBJS.N.01037
  6. Erden A. Fractures — a review of their management. J Trauma Treat. 2015;4:4. doi: 10.4172/2167-1222.1000278
  7. Laird A, Keating J. Acetabular fractures: a 16-year prospective epidemiological study. J Bone Joint Surg Br. 2005;87-B(7):969–973. doi: 10.1302/0301-620X.87B7.16017
  8. Negrin L, Seligson D. Results of 167 consecutive cases of acetabular fractures using the Kocher–Langenbeck approach: a case series. J Orthop Surg Res. 2017;12(1):66. doi: 10.1186/s13018-017-0563-6
  9. Kubota M, Uchida K, Kokubo Y, et al. Changes in gait pattern and hip muscle strength after open reduction and internal fixation of acetabular fracture. Arch Phys Med Rehabil. 2012;93(11):2015–2021. doi: 10.1016/j.apmr.2012.01.016
  10. Rickman M, Young J, Bircher M, et al. The management of complex acetabular fractures in the elderly with fracture fixation and primary total hip replacement. Eur J Trauma Emerg Surg. 2012;38(5):511–516. doi: 10.1007/s00068-012-0231-9
  11. Lont T, Nieminen J, Reito A, et al. Total hip arthroplasty, combined with a reinforcement ring and posterior column plating for acetabular fractures in elderly patients: good outcome in 34 patients. Acta Orthopaedica. 2019;90(3):275–280. doi: 10.1080/17453674.2019.1597325
  12. Solod EI, Lazarev AF, Lazarev AA, et al. Potentialities of surgical treatment for acetabular fractures using low-invasive techniques. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2009;(2):3–9. (In Russ).
  13. Magu NK, Gogna P, Singh A, et al. Long term results after surgical management of posterior wall acetabular fractures. J Orthop Traumatol. 2014;15(3):173–179. doi: 10.1007/s10195-014-0297-8
  14. Lazarev AF, Solod EI, Gudushauri YaG, et al. Problems in acetabular fractures treatment. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2013;(4):81–85. (In Russ).
  15. Solod EI, Lazarev AF Gudushauri YaG, et al. Modern potentialities of acetabular osteosynthesis. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2014;(2):25–32. (In Russ).
  16. Judet R, Judet J, Letournel E. Fractures of the acetabulum: classification and surgical approaches for open reduction. Preliminary report. J Bone Joint Surg Am. 1964;46:1615–1646.
  17. Boelch SP, Jordan MC, Meffert RH, Jansen H. Comparison of open reduction and internal fixation and primary total hip replacement for osteoporotic acetabular fractures: a retrospective clinical study. Int Orthop. 2016;41(9):1831–1837. doi: 10.1007/s00264-016-3260-x
  18. Hanschen M, Pesch S, Huber-Wagner S, Biberthaler P. Management of acetabular fractures in the geriatric patient. SICOT-J. 2017;3:37. doi: 10.1051/sicotj/2017026
  19. Letournel E. Acetabulum fractures: classification and management. Clin Orthop Relat Res. 1980;(151):81–106.
  20. Walley KC, Appleton PT, Rodriguez EK. Comparison of outcomes of operative versus non-operative treatment of acetabular fractures in the elderly and severely comorbid patient. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2017;27(5):689–694. doi: 10.1007/s00590-017-1949-1
  21. Park DW, Lim A, Park JW, et al. Biomechanical evaluation of a new fixation type in 3d-printed periacetabular implants using a finite element simulation. Appl Sci. 2019;9(5):820. doi: 10.3390/app9050820
  22. Tidermar J, Blomfeldt R, Ponzer S, Söderqvist A. Primary total hip arthroplasty with a Burch-Schneider antiprotrusion cage and autologous bone grafting for acetabular fractures in elderly patients. J Orthop Trauma. 2003;17(3):193–197. doi: 10.1097/00005131-200303000-00007
  23. Borg T, Hernefalk B, Hailer NP. Acute total hip arthroplasty combined with internal fixation for displaced acetabular fractures in the elderly. А short-term comparison with internal fixation alone after a minimum of two years. Bone Joint J. 2019;101-B(4):478–483.
  24. Anglen JO. Acute total hip arthroplasty for fracture of the acetabulum: indications and current techniques. In: Borrelli J Jr, Anglen JO, editors. Arthroplasty for the treatment of fractures in the older patient. Switzerland: Springer International Publishing; 2018. P. 129–144. doi: 10.1007/978-3-319-94202-5_8
  25. Westerborn А. Central dislocation of the femoral head treated with mold arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 1954;36(A:2):307–314.
  26. Rickman M, Young JM, Bircher M, et al. The management of complex acetabular fractures in the elderly with fracture fixation and primary total hip replacement. Eur J Trauma Emerg Surg. 2012;38(5):511–516. doi: 10.1007/s00068-012-0231-9
  27. Clarke-Jenssen J, Røise O, Storeggen SA, Madsen JE. Long-term survival and risk factors for failure of the native hip joint after operatively treated displaced acetabular fractures. Bone Joint J. 2017;99-B(6):834–840. doi: 10.1302/0301-620X.99B6.BJJ-2016-1013.R1
  28. Salama W, Mousa S, Khalefa A, et al. Simultaneous open reduction and internal fixation and total hip arthroplasty for the treatment of osteoporotic acetabular fractures. Int Orthop. 2018;41(1):181–189. doi: 10.1007/s00264-016-3175-6
  29. Tempelaere C, Divine P, Begue T. Early simultaneous bilateral total hip arthroplasty for the management of bilateral acetabular fracture in an elderly patient. Arthroplast Today. 2019;5(2):139–144. doi: 10.1016/j.artd.2019.03.008
  30. Cochu G, Mabit С, Gougam Т, et al. Total hip arthroplasty for treatment of acute acetabular fracture in elderly patients. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2007;93(8):818–827. (In French). doi: 10.1016/s0035-1040(07)78465-9
  31. Iqbal F, Ullah A, Younus S, et al. Functional outcome of acute primary total hip replacement after complex acetabular fractures. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2018;28(8):1609–1616. doi: 10.1007/s00590-018-2230-y
  32. Salar N, Bilgen MS, Bilgen ÖF, et al. Total hip arthroplasty for acetabular fractures: “Early Application”. Ulus Travma Acil Cerrahi Derg. 2017;23(4):337–342. doi: 10.5505/tjtes.2016.55675
  33. De Bellis UG, Legnani C, Calori GM. Acute total hip replacement for acetabular fractures: a systematic review of the literature. Injury. 2014;45(2):356–361. doi: 10.1016/j.injury.2013.09.018
  34. Patent RUS № 2692526/ 25.06.2019. Byul. № 18. Kolesnik AI, Zagorodnii NV, Solod EI, et al. Universal’noe repozitsionno-fiksatsionnoe kol’tso s dinamicheskoi kompressiei dlya operativnogo lecheniya smeshchennykh perelomov vertluzhnoi vpadiny. Available from: https://patents.s3.yandex.net/RU2692526C1_20190626.pdf (In Russ).
  35. Gavryushenko NS. Materialovedcheskie aspekty sozdaniya erozionnostoikikh uzlov treniya iskusstvennykh sustavov cheloveka [dissertation]. Moscow; 2000. 281 p. (In Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Universal repositional-fixation ring with an external diameter of 52 mm for surgical treatment of acetabulum fractures: a — view from the inner surface; b — view from the outer surface

Download (98KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Static tests of the repositional-fixing ring for compression, stretching, joint action of stretching and twisting edges of the connector (opening of the ring) and torsion

Download (224KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Static tests of the repositional-fixing ring: a — for compression; b — for torsion; c — for tension; d — for the joint action of stretching and twisting the edges of the connector (opening the ring)

Download (252KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».