Finite elemental analysis of local osteoporosis formation in the surgical treatment of fubilar fractures

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. When providing surgical medical care to patients with fibular fractures, one of the most common types of treatment is fixing the fracture area with a metal plate with screws during metallosteosynthesis surgery. During treatment, bone tissue is often thinned in the area of the fracture, which significantly increases the duration of treatment. Aim. Establishment of the mechanism of formation of osteoporosis in the fracture area after the operation of osteosynthesis of the fibula. Material and methods. The finite element method is used to simulate the destruction process using ANSYS. Results. A comparative study of the location of formation of focal osteoporosis formed in the fracture area of the distal part of the fibula diaphysis, under a metal plate installed during osteosynthesis, and the area of formation of maximum equivalent loads in the experimental mathematical model of the stress-strain state revealed complete similarity of the location. Conclusions. The formation of a zone of local osteoporosis in the area of a fibular fracture after osteosynthesis surgery is explained by a combination of factors, which are the presence of a fibular fracture fixed with metal screws with a metal plate, the support of the foot on the foot with pressure on the fibula. The zone of local osteoporosis in the area of the fibula fracture after osteosynthesis surgery occurs from the compression of compact plates of the fracture edges with limited mobility under the metal fixing plate.

About the authors

Konstantin N. Krupin

Moscow Region Bureau of Forensic Medical Examination

Author for correspondence.
Email: konst.inn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6999-8524

Candidate of Medical Sciences, Assoc. Prof. of the Mitishinskii Department of the Moscow Region Bureau of Forensic Medical Examination

Russian Federation, Moscow

Maxim A. Kislov

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: smedik@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9303-7640

Dr. Sci. (Med.), Assoc. Prof., Prof., I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

Russian Federation, Moscow

References

  1. Барабаш Ю.А., Балаян В.Д., Кауц О.А., Тишков Н.В. Клиническое использование продольной остеотомии отломков кости при лечении псевдоартрозов длинных костей. Травма (Донецк). 2009;10(2):134−138. [Barabash Yu.A., Balayan V.D., Kautz O.A., Tishkov N.V. Clinical use of longitudinal osteotomy of bone fragments in the treatment of pseudoarthritis of long bones. Trauma (Donetsk). 2009;10(2):134−138. (In Russ.)]
  2. Кислов М.А. Моделирование колото-резаных повреждений методом конечно-элементного анализа. Судебная медицина. 2017;3(3):18−25. [Kislov M.A. Modeling of stab injuries by the method of finite element analysis. Russian journal of forensic medicine. 2017;3(3):18−25. (In Russ.)]. https://doi.org/10.19048/2411-8729-2017-3-3-18-24
  3. Попов В.А., Самчук В.В. Методы трехмерного и математического моделирования в судебной медицине (современное состояние вопроса). Судебная медицина. 2017;3(3):36−39. [Popov V.A., Samchuk V.V. Methods of three-dimensional and mathematical modeling in forensic medicine (the current issue). Russian journal of forensic medicine. 2017;3(3):36−39. (In Russ.)]. https://doi.org/10.19048/2411-8729-2017-3-3-36-39
  4. Кислов М.А., Леонов С.В. Использование метода конечных элементов для прогнозирования разрушения колото- резаных повреждений плоских костей. Медицинская экспертиза и право. 2016;(3):22−24. [Kislov M.A., Leonov S.V. Using the finite element method for predicting the destruction of stab injuries of flat bones. Meditsinskaya ekspertiza i pravo. 2016;(3):22−24. (In Russ.)]
  5. Пинчук П.В., Крупин К.Н., Панфилов Д.А. Математическое моделирование травмирующего воздействия на большеберцовую кость для оценки характера перелома. Медицинская экспертиза и право. 2016;(5):37−39. [Pinchuk P.V., Krupin K.N., Panfilov D.A. Mathematical modeling of traumatic impact on the tibia to assess the nature of the fracture. Meditsinskaya ekspertiza i pravo. 2016;(5):37−39. (In Russ.)]
  6. Кислов М.А., Клевно В.А. Использование трехмерного математического моделирования для прогнозирования разрушения в случаях колото-резаных повреждений плоских костей. Медицинская экспертиза и право. 2016;(1):31−34. [Kislov M.A., Klevno V.A. Use of three-dimensional mathematical modeling for predicting destruction in cases of stab injuries of flat bones. Meditsinskaya ekspertiza i pravo. 2016;(1):31−34. (In Russ.)]
  7. Кислов М.А., Клевно В.А. Применение теории резания материалов при идентификации колото-резаных повреждений плоских костей. Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2016;15(1):119−123. [Kislov M.A., Klevno V.A. Application of the theory of cutting materials in the identification of stab injuries of flat bones. System analysis and management in biomedical systems. 2016;15(1): 119−123. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Radiograph of the lower third of the fibula and developed focal osteoporosis in the fracture area after osteosynthesis surgery with a metal plate

Download (394KB)
3. Fig. 2. Image of the equivalent load distribution in a titanium plate under experimental loading

Download (607KB)
4. Fig. 3. Image of the load distribution in the fibula under experimental loading

Download (640KB)

Copyright (c) 2020 Krupin K.N., Kislov M.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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».