ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ ЭЛЕМЕНТОВ ИНТРАМЕДУЛЛЯРНОГО РАСШИРЯЕМОГО СТЕРЖНЯ ЗА СЧЕТ ОПТИМИЗАЦИИ ГЕОМЕТРИИ РЕБЕР

  • Павел Александрович Огин Тольяттинский государственный университет
  • Олег Валентинович Бойченко Тольяттинский государственный университет
  • Олег Николаевич Проценко Городская клиническая больница № 5
  • Михаил Михайлович Криштал Тольяттинский государственный университет
Ключевые слова: имплантаты медицинского назначения, блокируемый остеосинтез, оптоволоконный лазер, лазерная сварка

Аннотация

В работе рассмотрена проблема сборки составных частей инновационной конструкции интрамедуллярного расширяемого стержня блокируемого остеосинтеза, которая была разработана в Тольяттинском государственном университете. Медицинская практика с использованием интрамедуллярных расширяемых стержней является одним из самых передовых методов лечения переломов трубчатых костей на данный момент. Сокращение времени операции, кровопотерь пациента, дозы облучения рентгена пациента и персонала открывают пути к массовому применению подобных конструкций в медицинской практике, поэтому их создание является актуальной задачей. При конечной сборке изделия должны быть учтены технологические особенности конструкции стержня, а также сложная специфика нагрузок во время эксплуатации. При проведении экспериментальных исследований для сварки компонентов стержня применяли лазерную машину ЛКД4-015.150. Сварку изделия выполняли с дополнительной защитой зоны нагрева в среде аргона с расходом газа 6–10 л/ч. При сварке компонентов стержня, имеющих разную толщину, в качестве факторов варьирования были рассмотрены условия формирования и качество сварного шва по исходному, без технологической выемки, и предлагаемому варианту с технологической прямоугольной выемкой ребра стержня. Были произведены измерения микротвердости сварного шва и свариваемых элементов по исходному и предлагаемым вариантам. При сварке по исходному варианту происходит проплавление трубки стержня на всю толщину. При анализе микротвердости при сварке по исходному варианту установлено значительное повышение микротвердости сварного шва относительно свариваемых компонентов. Этот фактор способствует разрушению сварного шва при нагружении стержня. При анализе микротвердости при сварке по предлагаемому варианту установлено, что величина микротвердости сварного шва сопоставима микротвердости свариваемых компонентов. При этом происходит проплавление трубки стержня на величину 0,1 мм, что позволяет сохранить ее пластичность и обеспечивает работоспособность стержня при его нагружении.

Биографии авторов

Павел Александрович Огин, Тольяттинский государственный университет
аспирант
Олег Валентинович Бойченко, Тольяттинский государственный университет
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства»
Олег Николаевич Проценко, Городская клиническая больница № 5
главный травматолог-ортопед Тольятти, кандидат медицинских наук, заведующий травматологическим отделением
Михаил Михайлович Криштал, Тольяттинский государственный университет
доктор физико-математических наук, профессор, ректор Тольяттинского государственного университета

Литература

Tolga A., Fazıl C. A., Vecihi K., Yakup B. B., Ahmet A., Metin L., Baydar F. Diafiz Kırıklarında Genişleyebilir İntramedüller Çivi Sonuçlarımız [Our Results Of Treatment With Expandable Intramedullary Nails In Femoral Shaft Fractures] // Kocatepe Tip Dergisi. 2008. Vol. 9. № 3. P. 11–15.
Еманов А.А., Митрофанов А.И., Борзунов Д.Ю., Колчин С.Н. Экспериментально-клиническое обоснование комбинированного остеосинтеза при замещении дефектов длинных костей // Травматология и ортопедия России. 2014. № 1. C. 16–23.
Öztürk H., Öztemür Z., Bulut O., Ünsaldi T. Complication following intramedullary fixation with a Fixion nail in a patient with osteogenesis imperfecta: A case report // Acta Orthopædica Belgica. 2005. Vol. 71. № 2. P. 227–229.
Барабаш А.П., Барабаш Ю.А. Интрамедуллярная система фиксации Fixion в лечении переломов, ложных суставов длинных костей // Гений ортопедии. 2010. № 2. C. 44–49.
Kajzer A., Kajzer W., Marciniak J. Expandable intramedullary nail – experimental biomechanical evaluation // Archives of Materials Science and Engeneering. 2010. Vol. 41. P. 45–52.
Барабаш Ю.А., Барабаш А.П., Гражданов К.А. Эффективность видов остеосинтеза при переломах плечевой кости и их последствиях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 10. P. 76–80.
Zoccali C., Di Francesco A., Ranalletta A., Flamini S. Clinical and radiological midterm results from using the Fixion expandable intramedullary nail in transverse and short oblique fractures of femur and tibia // Jornal Orthopaed Traumatol. 2008. Vol. 9. № 3. P. 123–128.
Zhen T., Yu C., Xiao Z., Hai B., Zong P., Qi R. Femoral Midshaft Fractures: Expandable Versus Locked Nailing // Feature article. 2015. Vol. 38. № 4. P. 314–318.
Елдзаров П.Е., Зелянин А.С., Ямковой А.Д. Ошибки и осложнения интрамедуллярного блокирующего остеосинтеза // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2012. № 11. C. 73–77.
Steinberg E.L., Blumberg N., Dekel S. The fixion proximal femur nailing system: biomechanical properties of the nail and a cadaveric study // Journal of Biomechanics. 2005. Vol. 38. № 1. P. 63–68.
Çilli F., Mahiroğullari M., Pehlivan Ö., Kelkikçi K., Kuşkucu M., Kiral A., Avşar S. Şişirilebilir intramedüller çivilerle femur şaft kiriklarinin tedavisi [Treatment of femoral shaft fractures with expandable intramedullary nail] // Ulus Travma Acil Cerrahi Derg. 2009. Vol. 15. № 4. P. 383–389.
Stegemann J. Zur operativen Versorgung von per– bis subtrochanteren Femurfrakturen am Beispiel des Fixion PF–Nagels und des Classic–Nagels: Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Medizin dem Fachbereich Medizin der Universität Hamburg vorgelegt von. Hamburg, 2005. 67 p.
Барабаш А.П., Норкин И.А., Барабаш Ю.А., Барабаш А.А., Норкин А.И. Способ лечения длительно срастающихся переломов и ложных суставов длинных костей: патент РФ № 2375006 от 10.12.2009.
Барабаш А.П., Барабаш Ю.А. Способ интрамедуллярной фиксации отломков с широким диаметром костномозгового канала длинной кости: патент РФ № 2402298 от 27.10.2010.
Бойченко О.В., Проценко О.Н., Криштал М.М. Стержень для фиксации положения и формы трубчатых костей: патент РФ № 100717 от 27.12.2010.
Криштал М.М., Проценко О.Н., Бойченко О.В., Котельников Г.П. Стержень для фиксации положения и формы трубчатых костей: патент РФ № 2452426 от 10.06.2012.
Бойченко О.В., Проценко О.Н., Криштал М.М. Золотник: патент РФ № 119996 от 10.09.2012.
ГОСТ 28915–91. Сварка лазерная импульсная. Соединения сварные точечные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. М.: Изд-во стандартов, 1991. 9 с.
Котельников Г.П., Проценко О.Н., Волова Л.Т., Ларцев Ю.В., Зуев-Ратников С.Д., Долгушкин Д.А., Татаренко И.Е., Шорин И.С., Кудашев Д.С. Анализ биосовместимости материалов для изготовления расширяющегося самоблокирующегося интрамедуллярного стержня с помощью культуры остеогенных фибробластоподобных клеток // Фундаментальные исследования. 2015. № 2-23. С. 5120–5123.
Казаков Ю.В., Корчагин П.В. Способ сборки под сварку плавлением разнотолщинных деталей: а. с. СССР № 1704991 от 11.03.1990.
Опубликован
2016-03-30
Выпуск
Раздел
Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>