مقايسه بيومكانيكي استفاده از پلاك و يا ميله داخل كانال استخواني در مفصل شاركو، در بيماران ديابتي: تحليل المان محدود

Biomechanical Comparison of plates and nail Methods in Diabetic Charcot foot: A Finite Element Analysis

زمينه و هدف: پاي شاركو بيماري ناتوان كننده مرموزي است كه به طور شايع در بيماران ديابتي ديده مي‌شود و به صورت كلاسيك با تخريب مفاصل كوچك قسمت مياني پا و نشست كردن قوس طولي داخلي پا خود را نشان مي‌دهد. هنگامي كه جراحي براي حفظ يك پاي داراي عملكرد ضرورت يابد سؤال بعدي يافتن بهترين روش فيوژن (fusion) و بازسازي و فيكس كردن و بي‌حركت كردن پا با كمترين آسيب نسج نرم است. امروزه استفاده از پلاك مديال و پلنتار براي حفظ قوس پا توصيه مي‌شود، همچنين در مواردي كه سابقه زخم و عفونت وجود دارد استفاده از پيچ‌هاي بلند، ترجيحاً اينترامدولاري، با نتايج موفق بالايي همراه بوده است. هدف اين مطالعه مقايسه بيومكانيكي روش‌هاي مختلف فيكس كردن به صورت فينيت آناليز است. در اين پژوهش رفتار بيومكانيكي سه روش با بارگذاري شبه‌استاتيك روي مدل ساخته شده در نرم افزارهاي المان محدود بررسي مي‌شود. روش‌ها: از جمله اهداف اين پژوهش مدل‌سازي و شبيه‌سازي به گونه‌اي بود كه تا حد ممكن نزديك به آناتومي واقعي موضع محل بررسي باشد. براي اين منظور از تصاوير ثبت شده به روش سي‌تي‌اسكن كه از پاي يك خانم 40 ساله تهيه شده بود استفاده كرديم و اين تصاوير براي تكميل مدل هندسي به نرم افزار ميميكس (mimics) منتقل شد. سپس، مدل تحت آناليز بيومكانيكي به صورت شبه‌استاتيك در محيط نرم‌افزار آباكوس (abaqus19.0) قرار گرفت. ﺑﺮاي دﺳﺘﻴﺎﺑﻲ ﺑﻪ ﻣﺪل واﻗﻌﻲ از ﻟﺤﺎظ ﺧﻮاص، خواص مكانيكي براي استخوان كورتيكال و اسفنجي به صورت ارتوتروپيك خطي لحاظ شده است. بافت نرم به صورت هايپرالاستيك توصيف ماهيت غيرخطي و تراكم‌ناپذير در نظر گرفته شد. نتايج: با مقايسه اقسام سازه‌هاي مورد بررسي در مدل ميله، تنش بيشتر روي ايمپلنت و تنش كمتر روي استخوان مشاهده شد. روش پلاك پلنتار از نظر حداكثر تنش به پا بدون ايمپلنت، نزديكتر بود. نتيجه‌گيري: مطالعه حاضر نشان داد كمترين تنش در حالت پلاك پلنتار رخ مي‌دهد كه احتمالا باعث خستگي كمتر و با تاخير بيشتر اين پلاك مي‌شود و نيز معلوم شد تنش وارده بر ميله بيشتر از پلاك‌ها بوده است كه اين مي‌تواند نشانه استحكام (regidity) بيشتر ساختمان ايجاد شده و افزايش سپر تنش (stress sheilding) باشد. البته جنس استيل يا تيتانيوم و قطر ميله مي‌تواند در اين مقادير تأثيرگذار باشد.

The foot quickly becomes a problem in diabetics, so itchr('39')s important to diagnose problems and treat them early. One of these problems is the Charcot foots. Charcot problem is a type of deformity in the joint, also called neuropathic arthropathy. Because of this problem, the foot is removed from its natural axis. To compensate for this abnormality, the surgeon removes some of the bone and places the other bones of the foot next to each other so that the foot returns to its normal position. To stabilize the bones next to each other, stabilizers such as plates on the two common surfaces of the medial and plantar or intramedullary nails are required. This study examines the biomechanical behavior of these three methods. One of the purpose of this study was to model and simulate as close as possible to the actual anatomy of the position of the study site. For this purpose, the images recorded by CT- Scan method were used by a 40-year-old woman and were transferred to mimics software to complete the geometric model. Then, the model was subjected to biomechanical analysis in abaqus19.0 software. By comparing the types of structures studied, in the nail model, more stress on the implant and less stress on the bone were observed. The plantar plate method is closer to the foot without implants in terms of maximum stress and is more suitable in this regard.