Андрей Николаевич Николаенко – кандидат медицинских наук, директор НИИ бионики и персонифицированной медицины
Самара
Andrey N. Nikolaenko – Candidate of Medical Sciences
Samara
Виктор Вячеславович Иванов – кандидат медицинских наук, врач травматолог-ортопед
Самара
Viktor V. Ivanov – Candidate of Medical Sciences
Samara
Святослав Олегович Дороганов – врач травматолог-ортопед
Самара
Svyatoslav O. Doroganov – M.D.
Samara
Алексей Станиславович Букатый – доктор технических наук, профессор, руководитель отдела
Самара
Alexey S. Bukaty – Doctor of Technical Sciences, Professor
Samara
Денис Олегович Згирский – врач травматолог-ортопед
Самара
Denis O. Zgirsky – M.D.
Samara
Павел Юрьевич Исайкин – врач травматолог-ортопед
Самара
Pavel Yu. Isaykin – M.D.
Samara
Введение. Современное состояние проблемы эндопротезирования мелких суставов кисти и стопы, и в частности пястно-фалангового сустава, продиктовало необходимость поиска новых конструктивных решений в разработке имплантов, а также материалов для их изготовления. В настоящее время устоялся вектор разработки анатомически адаптированных имплантов, и для получения наилучших функциональных результатов использования новых медицинских изделий требуется полное доклиническое их исследование.
Цель. Провести анализ цифровых моделей критических состояний эндопротезирования пястно-фалангового сустава с механической и клинической точки зрения.
Материалы и методы. В период 2017 по 2021 год был разработан двухкомпонентный цельнокерамический, анатомически адаптированный эндопротез пястно-фалангового сустава. С помощью технологии 3D-моделирования была построена цифровая модель эндопротеза пястно-фалангового сустава. С использованием метода конечных элементов изучены критические состояния разработанной цифровой модели, имитирующей основные стереотипы движений, и получены объективные технические результаты, интерпретированные клиническим языком.
Результаты. В раннем послеоперационном периоде следует избегать нагрузки свыше 20 кг при движениях до 60°. При движениях от 60° до 90° нагрузка не должна превышать 10 кг. Разработанный эндопротез позволяет достичь функционального объема движения в МСР после эндопротезирования, который составляет 30-60° без значимых рисков развития описанных осложнений. Дискуссия. Проведённое исследование обосновывает важность объективизации клинических результатов, что позволяет минимизировать риск развития осложнений в реальной клинической ситуации.
Заключение. Разработанная технология на основании построения цифровой модели пястно-фалангового сустава для расчёта критических состояний в программном комплексe Ansys позволила спрогнозировать наиболее распространённые осложнения после эндопротезирования и предварила собой дальнейшие мультицентрические клинические испытания.
Introduction The current status of small joint arthroplasty, the metacarpophalangeal joint replacement, in particular, dictates the need for development and research of new implant designs and materials for their manufacture. The vector of development of anatomically adapted implants has become established, and full preclinical study is required to obtain the best functional results from the use of new medical devices.
The objective was to analyze digital models of critical conditions of metacarpophalangeal joint replacement using mechanical and clinical data.
Material and methods A two-component all-ceramic, anatomically adapted endoprosthesis of the metacarpophalangeal joint was developed between 2017 and 2021. A digital model of the metacarpophalangeal joint endoprosthesis was constructed using 3D modeling technology. Critical conditions of the digital model imitating the main stereotypes of movements were explored with the finite element method; objective technical results obtained and interpreted in a clinical language.
Results Loads over 20 kg should be avoided with movements up to 60° in the early postoperative period. The load must not exceed 10 kg for motion ranging between 60° and 90°. The endoprosthesis allowed for a functional range of motion of 30-60° after MCP joint replacement without significant risks of complications. Discussion The study has demonstrated the importance of objectifying clinical results to minimize the risk of complications in a clinical scenario.
Conclusion The technology based on a digital model of the metacarpophalangeal joint constructed to calculate critical conditions using the Ansys software facilitated prediction of most common complications of MCP arthroplasty and preceded further multicentric clinical trials.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.