Đánh giá kết quả thử nghiệm cơ tính và ứng dụng đinh nội tủy xương đùi ngược dòng chế tạo trong nước từ thép K92 để điều trị gãy thân xương đùi

Bài viết trình bày đánh giá độ bền của ĐNT XĐ ngược dòng, vít chốt sản xuất trong nước từ thép K92 theo tiêu chuẩn ASTM F1264-03 và phương pháp thử nghiệm bậc thang, đánh giá kết quả điều trị gãy thân XĐ bằng phương pháp đóng ĐNT ngược dòng chế tạo trong nước từ thép K92.

TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ ĐẶC BIỆT - 2012 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CƠ TÍNH VÀ ỨNG DỤNG ĐINH NỘI TỦY XƯƠNG ĐÙI NGƯỢC DÒNG CHẾ TẠO TRONG NƯỚC TỪ THÉP K92 ĐỂ ĐIỀU TRỊ GÃY THÂN XƯƠNG ĐÙI Trần Anh Tuấn*, Lưu Hồng Hải** * Khoa CTCH Bệnh viện 354 Email: trananhtuantayho @yahoo.com.vn ** CTCHQĐ Bệnh Viện TƯQĐ 108 TĨM TẮT Đặt vấn đề: Đóng đinh nội tủy (ĐNT) ngược dòng có ưu điểm dễ bộc lộ đường vào nắn chỉnh, nhược điểm đường mổ phải qua khớp gối, bắt vít chốt đầu trung tâm khó, phải mở khớp gối lần để rút đinh Hiện nay, nước loại ĐNT phải nhập ngoại Do đó, mục đích nghiên cư#u đánh giá tính ĐNT xương đùi ngược dòng chế tạo nước từ thép K92 kết ứng dụng đinh để điều trị gãy thân xương đùi Đối tượng phương pháp nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu gồm: Vít chốt, ĐNT XĐ ngược dòng chế tạo nước từ thép K92 (ĐNT K92) 40 BN với 42 thân XĐ bị gãy Phương pháp nghiên cứu: Thử nghiệm độ bền uốn điểm tónh, xoắn tónh, uốn mỏi điểm ĐNT, vít chốt độ bền nén mỏi ĐNT theo tiêu chuẩn ASTM F1264-03 phương pháp thử nghiệm bậc thang Đánh giá kết lâm sàng theo tiêu chuẩn Larson - Bostman Đánh giá kết liền xương dựa vào lâm sàng XQ, đánh giá kết phục hồi chức theo tiêu chuẩn Sanders R Kết nghiên cứu: Kết quản thử nghiệm: Độ cứng uốn đinh số 8, 9, 10 (25,50,17), (37,00,12) (37,50,12) N.m2 Độ bền uốn mỏi 106 chu trình lực (37,30,4); (42,40,4) (51,60,5) N.m Lực nén mỏi trung bình theo trục ĐNT 5×105 chu trình lực (138062,1); (154069,3) (173077,8) N Độ cứng xoắn (0,2180,007); (0,5270,003) (0,6130,004) N.m/o Kết lâm sàng: Kết gần: 92,86% đạt kết tốt tốt 7,14% đạt kết trung bình Kết xa: Tỷ lệ liền xương 95% 73,69% đạt kết tốt, 18,42% đạt kết tô#t, 2,63% đạt kết trung bình 5,26% kết Kết luận: Cơ tính ĐNT K92 đáp ứng tiêu chuẩn ASTM F1264-03, lớn lực tác động lên ĐNT đóng vào thể người ĐNT K92 loại đinh an toàn, hiệu điều trị gãy thân XĐ Thiết kế đinh có cải tiến để bắt vít chốt nhanh xác, xương liền, rút đinh đỉnh mấu chuyển lớn, mở khớp gối lần Từ khóa: Đinh nội tủy xương đùi ngược dòng, độ bền nén, độ bền uốn, thép không gỉ ngoại khoa K92 Evaluation of mechanics and application of interlocking retrograde intramedullary femoral nail made domestically from k92 steel to treat femoral shaft fractures Tran Anh Tuan*, Luu Hong Hai** ABSTRACT Background: Advantages of interlocking retrograde intramedullary femoral nail were easy to reveal the way in intramedullary femur and management of the fractures 194 However disadvantages were difficulty to screw at the proximal nail and opened the knee joint for the second time to unnailing Nowaday, in Viet Nam, intramedullary nails were imported The purpose of the study were evaluation of mechanics of retrograde intramedullary femoral nail made domestically from K92 stainless steel and clinical results of the application to treat femoral shaft fractures Materials and Methods: Transverse screw, retrograde intramedullary femoral nail made domestically from K92 stainless steel and 40 patients with 42 femoral shaft fractures Method: Testing of four-point bending static strength, static torsional strength, fourpoint bending static fatigue strength, axial compressive fatigue strength of the screws and nails according to ASTM F1264-03 criteria and the staircase up and down method Evaluation of the clinical results according to Larson - Bosmant criteria Evaluation of bone union base on clinial and X-ray, evaluation of the rehabilitation outcome according to Sander R criteria Results: Testing results: Bending stiffness of the K92 nail with 8, 9, 10mm in diameter were (25,5 0,17), (37,0 0,12) (37,5 0,12) N.m2, respectively Bending fatigue strength at 106 loading cycles were (37,3 0,4); (42,4 0,4) (51,6 0,5) N.m The mean of loading axial compressive fatigue strength at 5×105 loading cycles were (1380 62,1); (1540 69,3) (1730 77,8) N Torsional stiffness were (0,218 0,007); (0,527 0,003) and (0,613 0,004) N.m/o Cnilical results: Early result: 92,86% excellent and good 7,14% fair Result of bone union: 95% bone union, 73,69% excellent, 18,42% good, 2,63% fair and 5,26% poor Conclusions: Mechanics of K92 nail responded to ASTM F1264-03 criteria and bigger than load acting on intramedullary nail in human femur K92 nail was safety and effectively in treatment of the shaft of the femoral fractures Designing of this nail were improved to fix screw quickly and accurately, after bone union, unnailing from greater trochanter but need not to open the knee second time Key words: Retrograde intramedullary femoral nail, compressive fatigue strength, bending strength, surgical stainless steel K92 I Đặt vấn đề: Gãy thân xương đùi (XĐ) gãy xương thường gặp, tần xuất 7,1/100 000 người/năm, chiếm 12% loại gãy xương quan vận động Hiện nay, đóng đinh nội tủy (ĐNT) có chốt phương pháp điều trị áp dụng phổ biến Đóng ĐNT ngược dòng được chỉ định gãy thân XĐ ở BN đa chấn thương (ĐCT), gãy nhiều xương kết hợp, gãy 1/3 dưới Ưu điểm phương pháp dễ bộc lộ đường vào nắn chỉnh, nhược điểm đường mổ phải qua khớp gối, bắt vít chốt đầu trung tâm khó, phải mở khớp gối lần để rút đinh Ở nước, đóng ĐNT có chốt điều trị gãy thân XĐ áp dụng nhiều Bệnh viện Tuy nhiên, đến nay, tất loại đinh phải nhập ngoại, giá thành cao, không đáp ứng cầu điều trị đa số BN Trong từ năm 1992, nước ta sản xuất thép không gỉ ngoại khoa K92 đạt tiêu chuẩn thép không gỉ dùng để chế tạo phương tiện kết xương bên Năm 2006, đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Quốc phòng: “Nghiên cứu chế tạo loại ĐNT từ thép không gỉ ngoại khoa K92 chế tạo nước để điều trị gãy thân xương dài” thiết kế, chế tạo ĐNT XĐ xương chày Hội đồng Y Đức Bộ Quốc phòng họp ngày 29/01/2008 cho phép thử nghiệm lâm sàng loại đinh Từ lý trên, thực đề tài: “Đánh giá kết thử nghiệm tính ứng dụng đinh nội tủy ngược dịng, có chốt, chế tạo nước từ thép K92 để điều trị gãy thân xương đùi” với mục tiêu: Đánh giá độ bền ĐNT XĐ ngược dịng, vít chốt sản xuất nước từ thép K92 theo tiêu chuẩn ASTM F1264-03 phương pháp thử nghiệm bậc thang Phần Phần chấn thương chung 195 TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ ĐẶC BIỆT - 2012 Đánh giá kết điều trị gãy thân XĐ phương pháp đóng ĐNT ngược dịng chế tạo nước từ thép K92 II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm: Vít chốt, ĐNT XĐ ngược dịng chế tạo nước từ thép K92 (ĐNT K92), Viện Cơng nghệ - Tổng cục Cơng nghiệp Quốc phịng (TCCNQP) Mặt bên Mặt sau Mặt trước Ảnh 2.1 ĐNT xương đùi ngược dịng Ảnh 2.2 Vít chốt ngang * Đối tượng nghiên cứu lâm sàng: 40 BN với 42 thân XĐ bị gãy (tuổi trung bình 40,5 tuổi; Gãy 1/3G: 13 XĐ, gãy 1/3D: 29 XĐ; Gãy xương loại A: 19, loại B: 16, loại C: 7; Gãy XĐ đơn 17 BN, tổn thương kết hợp đa chấn thương: 23 BN) Ðược điều trị Viện CTCH - Bệnh viện TƯQĐ 108, Bệnh viện 354, Bệnh viện 105 Bệnh viện Xanh Pôn từ 9/2005 đến 6/2009 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp thử nghiệm tính ĐNT * Lấy mẫu gờm: 78 ĐNT K92 (số 8, 9, 10), 185 vít chốt lấy ngẫu nhiên - Thử nghiệm độ bền uốn điểm tĩnh, xoắn tĩnh, uốn mỏi điểm ĐNT, vít chốt thực theo phụ lục A1, A2, A3, A4 tiêu chuẩn ASTM F126403 [1] - Thử nghiệm độ bền nén mỏi ĐNT thực theo phương pháp thử nghiệm bậc thang Collins J.A [4] , Brumback R.J [3] 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu lâm sàng Nghiên cứu tiến cứu, không đối chứng thực theo bước: 196 * Chuẩn bị bệnh nhân, chuẩn bị dụng cụ, phương pháp vơ cảm: Như chuẩn bị mổ đóng ĐNT có chốt thơng thường * Các phẫu thuật: Thì 1: Tư BN: Nằm ngửa bàn mổ, gối gấp 45o Thì 2: Đường vào ống tuỷ nắn chỉnh + Khoan tạo lỗ vào ống tủy rãnh liên lồi cầu, cách điểm bám dây chằng chéo sau phía trước cm + Nắn chỉnh: Nắn chỉnh kín dụng cụ nắn chỉnh đưa vào ống tủy ngoại vi, nắn chỉnh đầu ngoại vi theo đầu trung tâm C-Arm nắn chỉnh qua mở tối thiểu ổ gãy Thì 3: Khoan ống tủy khoan mềm theo đinh dẫn Dùng đinh khác độ dài đặt bên để đo đoạn đinh dẫn nằm ống tủy Thì 4: Chọn đinh có đường kính nhỏ đường kính mũi khoan cuối 1mm, độ dài đoạn đinh dẫn nằm ống tủy cộng thêm 1,5cm Đóng đinh theo đinh dẫn, đầu đinh nhô cao đỉnh mấu chuyển lớn 1,5cm, đầu nằm lớp sụn lồi cầu Thì 5: Bắt vít chốt ngang + Chỉ định: Tất ĐNT phải bắt vít chốt để chống tụt đinh xuống khớp gối Ổ gãy vững 1/3T: chốt đầu trên, 1/3D: chốt đầu Gãy không vững: chốt đầu + Bắt vít chốt qua khung ngắm lắp vào đầu đinh, dùng ta rô để xác định vị trí lỗ vít + Kiểm tra XQ để đánh giá kết nắn chỉnh, vị trí độ dài đinh, vít Ảnh 2.4 Rút đinh đỉnh mấu chuyển lớn * Phương pháp rút đinh: Rút đinh đỉnh mấu chuyển lớn rút đinh Küntscher * Phương pháp đánh giá kết - Đánh giá kết gần: Theo tiêu chuẩn Larson Bostman - Đánh giá kết xa dựa vào lâm sàng phim XQ Đánh giá kết phục hồi chức theo tiêu chuẩn Sanders R [9] Ảnh 2.3 Khung ngắm bắt vít chốt * Chăm sóc hậu phẫu, tập vận động theo dõi sau mổ Như chăm sóc theo dõi BN sau đóng ĐNT có chốt thơng thường, tập vận động khớp gối sớm Định kỳ tái khám sau tuần, tháng, tháng, tháng, 12 tháng III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Kết thử nghiệm tính ĐNT, vít chốt: * Kết thử uốn điểm tĩnh ĐNT K92 Bảng 3.3 Kết thử uốn điểm tĩnh ĐNT K92 đinh Küntscher Loại đinh EIe (Nm2) Fy (N) My (N.m) Mmax (N.m) Đinh K92 số 25,50,17 101314,7 38,50,56 50,00,7 Đinh K92 số 37,00,12 11484,2 43,60,21 56,70,2 Đinh K92 số 10 37,50,12 185325,2 70,40,95 91,61,2 A 179,59 4828,16 183,47 237,22 B 396,49 2082,37 79,13 107,15 C 25,30 290,26 11,03 12,57 Nhóm mẫu theo ASTM F1264-03 (EIe: Độ cứng uốn; Fy, My: Lực, mô men chảy; Mmax: Giới hạn bền) * Kết thử xoắn tĩnh: Độ cứng xoắn ĐNT K92 số 8, 9, 10 (0,218 0,007) N.m/o; (0,527 0,003) N.m/o (0,613 0,004) N.m/o * Kết thử uốn mỏi - Độ bền uốn mỏi trung bình ĐNT K92 số 8, 9, 10 106 chu trình lực (37,3 0,4) N.m, (42,4 0,4) N.m (51,6 0,50) N.m; Tương ứng với mức lực 982 N, 1116 N, 1359 N * Kết thử nén mỏi theo trục ĐNT Hình 3.1 Biểu đồ xác định độ bền nén mỏi ĐNT Hình 3.2 Biểu đồ uốn mỏi ĐNT Phần Phần chấn thương chung 197 TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ ĐẶC BIỆT - 2012 - Với độ tin cậy 95%, lực nén mỏi trung bình 5×105 chu trình ĐNT K92 số 8, 9, 10 (1380 62); (1540 69) (1730 77) Newtons (N) - 36 ổ gãy (89,48%) hết di lệch, đạt kết tốt ổ gãy mở góc < 10o kết tốt ổ gãy mở góc > 15o bị cong đinh, kết - Đinh số 8: mẫu gãy vít, mẫu gãy lỗ vít đầu dưới; Đinh số 9: mẫu gãy vít; Đinh số 10: mẫu gãy vít Mặt gãy có miền nhẵn (75%) miền xù xì, gợn hạt (25%) - Độ dài chi: 97,37% đạt tốt tốt BN ngắn chi