Анотація до роботи:

Васильчишин Я.М. Оптимізація технології цементного ендопротезування кульшового суглоба – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.01.21 – травматологія та ортопедія. ДУ "Інститут травматології та ортопедії АМН України", Київ, 2008.

Автором розроблено та апробовано в клінічних умовах при хірургічному лікуванні 160 пацієнтів новий цементний ендопротез кульшового суглоба, який враховує варіабельність шийково-діафізарного кута. Розрахунковим шляхом визначено геометричні характеристики перерізів ніжки ендопротезів різних модифікацій. Експериментально досліджено поведінку деталей та вузлів ендопротеза при використанні різних пар тертя в умовах статичної та динамічної взаємодії, в умовах сухого тертя, а також при використанні аналогів синовіальної рідини. Отримано результати триботехнічних вимірювань на поверхні головки ендопротеза, а також застосовано їх комп’ютерну обробку. Змодельовано відносну мікрорухомість компонентів ендопротезів (прилеглих шарів кістки, цементу, металевої та полімерної частин ендопротезу) в умовах ходи пацієнта та визначено небезпечні фази процесу, величини мікрорухомості, що дає можливість встановлювати терміни та режими післяопераційної реабілітації пацієнтів. Розроблено біомеханічну математичну модель корпуса ендопротеза, яка дозволяє визначати залежності робочих напружень в матеріалі ендопротеза від типорозмірів (модифікацій) конструкції, величини шийково-діафізарного кута та власної ваги хворого (анатомічних особливостей пацієнтів). Розроблено та запропоновано комп’ютерну методику автоматизованого проектування, аналізу міцності ніжки ендопротеза кульшового суглоба за допомогою методу скінчених елементів, яка дозволяє оцінити його експлуатаційні характеристики в залежності від матеріалу, модифікації, навантаження.

За допомогою розроблених методик та конструкцій успішно прооперовано 160 пацієнтів. При цьому ніжка ендопротеза з кутом нахилу 125 встановлена у 22,64 % пацієнтів, з кутом 135 – у 62,26 %, а з кутом 145 – у 15,09 %. Проведення статистичної обробки даних оцінювання віддалених результатів операцій на кульшовому суглобі за шкалою Harris Hip Score з використанням кореляційного та регресійного аналізу показало чітку залежність впливу окремих показників на суму балів у цілому. Ця залежність для таких показників, як кульгання та використання додаткової опори, була більш вірогідно значимою при використанні протезів типу Howmedica (7,97±0,97 балів, r=0,6954, p<0,001 та 7,79±1,09 балів, r=0,3363, p<0,05 відповідно) і Zimmer (7,34±1,32 балів, r=0,7495, p<0,001 та 7,83±1,31 балів, r=0,5837, p<0,01 відповідно) та менш залежною при застосуванні протезів власної конструкції (8,50±0,94 балів, r=0,5616, p<0,01 та 8,50±1,15 балів, r=0,5032, p<0,05 відповідно). Таким чином, розроблена нова технологія ендопротезування кульшового суглоба може бути рекомендована до широкого впровадження в практику.

1. В роботі вирішено актуальне завдання ортопедії та травматології – покращення анатомо-функціональних результатів тотального цементного ендопротезування кульшового суглоба на основі розробки математичного та клінічно-експериментального обґрунтування нової технології ендопротезування з урахуванням варіабельності шийково-діафізарного кута та фрикційних властивостей метало-полімерної пари ендопротеза.

2. Експериментально та математично обґрунтовано нову конструкцію цементного ендопротеза кульшового суглоба, що дозволяє враховувати варіабельність шийково-діафізарного кута.

3. Розроблена аналітична методика оцінки міцності тотальних ендопротезів кульшового суглобу дозволила провести порівняльну оцінку на міцність ендопротезів різних типорозмірів та модифікацій. Методику застосовано при проведенні розрахунків міцносних характеристик трьох модифікацій ніжки ендопротеза, розроблених та запропонованих автором, які відрізняються кутом нахилу шийки (125, 135 та 145), для діапазону ваги пацієнта Р=6090 кг.

4. Визначено, що матеріал ніжки ендопротеза знаходиться у складному напружено-деформованому стані та зазнає одночасної дії стискаючих та згинаючих зусиль. Розрахунковим шляхом визначено геометричні характеристики перерізів ніжки ендопротезів різних модифікацій, а також визначені напруження, які виникають в небезпечному перерізі ніжки фіксатора, що дає можливість оцінити його міцність та надійність конструкцій ендопротезів. Показано, що діючі максимальні розрахункові напруження виникають при значенні кута нахилу шийки =125. При цьому розтягуючі напруження _Pmax=381,779 МПа, стискаючі напруження _Сmax=431,773 МПа, а допустимі напруження для матеріалу фіксатора []=360580 МПа.

5. При експериментальному моделюванні поведінки деталей та вузлів ендопротеза при використанні різних пар тертя в умовах сухого тертя та при використанні аналогу синовіальної рідини доведено, що зношування на поверхні системи “поліетилен-сталь” параболічно залежить від числа циклів. При цьому сухе тертя дає швидкість зношування у 8-10 разів більше, ніж при застосуванні аналогу синовіальної рідини.

6. Розроблена комп’ютерна методика автоматизованого проектування, аналізу міцності ендопротеза кульшового суглобу за допомогою методу скінчених елементів дозволяє оцінити його експлуатаційні характеристики в залежності від зміни матеріалу, модифікації, навантаження та диференційовано здійснювати вибір варіанту тотального ендопротезування кульшового суглоба. При цьому ендопротези з кутом нахилу ніжки 125 встановлено у 22,64 % пацієнтів, з кутом 135 – у 62,26 %, а з кутом 145 – у 15,09 %.

7. Аналіз результатів статистичної обробки віддалених результатів тотального цементного ендопротезування кульшового суглоба за шкалою Harris Hip Score з використанням кореляційного та регресійного аналізу показало чітку залежність впливу окремих показників на суму балів у цілому. Ця залежність для таких показників, як кульгання та використання додаткової опори, була більш вірогідно значимою при використанні протезів типу Howmedica (7,97±0,97 балів, r=0,6954, p<0,001 та 7,79±1,09 балів, r=0,3363, p<0,05 відповідно) і Zimmer (7,34±1,32 балів, r=0,7495, p<0,001 та 7,83±1,31 балів, r=0,5837, p<0,01 відповідно) та менш залежною при застосуванні протезів власної конструкції (8,50±0,94 балів, r=0,5616, p<0,01 та 8,50±1,15 балів, r=0,5032, p<0,05 відповідно).

Публікації автора:

1. Міцносні характеристики фіксатора для біологічного остеосинтезу переломів вертлюгової ділянки стегна / І. М. Рубленик, В. Л. Васюк, О. Г. Шайко-Шайковський, В. І. Рубленик, А. В. Юрценюк, М. А. Понич, Я. М. Васильчишин // Буковинський медичний вісник. – 1999. – Т.3, № 1. – С. 100-104.

Особистий внесок автора полягає в проведенні експериментальних досліджень та участі у розробці математичної моделі.

2. Перший досвід ендопротезування кульшового суглобу на Буковині / І. М. Рубленик, А. Т. Зінченко І. С. Олексюк, В. Л. Васюк, П. Є. Ковальчук, М. В. Гасько, Я. Н. Васильчишин, А. В. Юрценюк // Актуальні питання медичної допомоги населенню : матеріали міжнар. симпозіуму, 10-11 квіт. 2000 р., Чернівці. – 2000. – С. 139-141.

Особистий внесок автора полягає в тому, що здобувач виконав переважну більшість оперативних втручань, проводив аналіз ранніх і віддалених післяопераційних результатів лікування хворих.

3. Значення правильної установки стегнового компонента для досягнення тривалого клінічного успіху при тотальному цементному ендопротезуванні кульшового суглобу / Я. М. Васильчишин, А. В. Юрценюк, В. І. Єршов, Д. Г. Манчуленко // Медицина залізничного транспорту України. – 2003. – № 2. – С. 21-23.

Особистий внесок автора полягає в тому, що він виконав переважну більшість оперативних втручань з використанням розробленої конструкції, вивчав рентгенологічну динаміку стояння ендопротезу в часі, проводив аналіз ранніх і віддалених післяопераційних результатів лікування хворих.

4. Пат. 53583 Україна, МПК⁷ A 61 F 2/32, Пристрій для ендопротезування проксимальної частини стегнової кістки / Я. М. Васильчишин, І. М. Рубленик, В. П. Пішак, С. В. Білик, А. В. Юрценюк; заявники і патентовласники Я. М. Васильчишин, І. М. Рубленик, В. П. Пішак, С. В. Білик, А. В. Юрценюк. – № 2002097309 ; заявл. 09.09.02 ; опубл. 15.01.03, Бюл. № 1.

Автору належить основна ідея, методологічні підходи та практична реалізація патенту.

5. Значення положення стегнового компонента в кістковомозковій порожнині стегнової кістки для досягнення тривалого клінічного успіху при повному цементному ендопротезуванні кульшового суглоба / І. М. Рубленик, І. С. Олексюк, Я. М. Васильчишин, А. В. Юрценюк // Актуальні питання сучасної медичної допомоги населенню: матеріали міжнар. симпозіуму, 24-25 квіт. 2003 р., Чернівці. – 2003. – С. 45-48. Особистий внесок автора полягає в тому, що він виконав переважну більшість оперативних втручань з використанням розробленої конструкції, вивчав рентгенологічну динаміку стояння ендопротеза, проводив аналіз ранніх і віддалених післяопераційних результатів лікування хворих.

6. Пат. 67686 Україна, МПК⁷ A 61 F 2/32, Пристрій для ревізійного ендопротезування проксимальної частини стегнової кістки / І. М. Рубленик, Я. М. Васильчишин; заявники і патентовласники І. М. Рубленик, Я. М. Васильчишин. – № 20031211804 ; заявл. 18.12.03 ; опубл. 15.06.04, Бюл. № 6.

Автору належить основна ідея, методологічні підходи та практична реалізація патенту.

7. Механічна оцінка параметрів канюльованого гвинта-фіксатора для лікування переломів шийки стегнової кістки / І. М. Рубленик, О. Г. Шайко-Шайковський, Я. М. Васильчишин, І. С. Олексюк, С. В. Білик, В. М. Василов // Вісник ортопедії, травматології та протезування. – 2005. – № 2. – С. 64-67.

Особистий внесок автора полягає в проведенні експериментальних досліджень та участі у розробці математичної моделі.

8. Новітні технології профілактики повітряного забруднення операційної рани / Д. Крістенссон, В. Л. Васюк, Я. М. Васильчишин, С. В. Васюк // Зб. наук. праць співробітників НМАПО імені П. Л. Шупика. – Випуск 16. – Книга 4. – С. 71-76.

Особистий внесок автора полягає в проведенні аналізу ранніх і віддалених післяопераційних результатів лікування хворих.

9. Новітні технології профілактики повітряного забруднення операційної рани / Д. Крістенссон, В. Л. Васюк, Я. М. Васильчишин, С. В. Васюк // Новітні технології в спеціалізованій медичній допомозі : наук.-практ. конф. з міжнар. участю, 29-30 листоп. 2007 р. : тези доп. – К., 2007. – С. 66.

Здобувач виконав переважну більшість оперативних втручань з використанням розробленої конструкції, проводив аналіз ранніх і віддалених післяопераційних результатів лікування хворих.

10. Васильчишин Я. М. Нова технологія ендопротезування кульшового суглоба / Я. М. Васильчишин, В. Л. Васюк // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія медицина. – Випуск 32. – 2007. – С. 34-39.

Автору належить основна ідея, методологічні підходи та практична реалізація роботи.