Ортопедические спицы

Многие авторы спицы наименьших размеров именуют как спицы Киршнера (Kirschnerwires, K-wire), их диаметр составляет 0.9, 1.1 и 1.6 мм. Спицы, внешне ничем не отличающиеся от спиц Киршнера, но имеющие больший диаметр именуются как спицы Штеймана (Steinmannpins), их диаметр может находиться в диапазоне 2.0-6.4 мм. Спицы в основном противодействуют силам сгибания, их сила и жесткость определяется зоной момента инерции, которая во многом обусловлена диаметром спицы, т.е. чем толще спица, тем больше показатель и большее ожидаемое противостояние сгибанию (см. таблицу ниже).
Таблица. Площадь момента инерции спиц различного диаметра.

Длина выпускаемых спиц во многом зависит от их предназначения, так спицы Киршнера выпускаются с длиной от 150 до 300 мм, малая длина спиц наиболее подходит для фиксации костных отломков, спицы больше длины используются в кольцевом наружном фиксаторе. Также, на длинных спицах для аппарата циркулярной фиксации обычно располагается утолщение или олива.
Спица затачивается либо с одного конца (чаще), либо с обоих. Наиболее распространенный вид заточки конца спицы – трехгранная (троакарная), но может встречаться перьевая (штыкообразная) заточка и некоторые другие виды.
 
Рисунок 1. Различные виды заточки спиц.
Источник – просторы интернета.
При использовании спиц Штеймана в аппарате внешней фиксации используются различные виды наложения резьбы (позитивная, негативная, по центру, на конце и прочие модификации). Жесткость спицы также находится под влиянием длины спицы подвергающейся сгибающим силам. Для примера, при использовании спицы как части наружного скелетного фиксатора – жесткость определяется расстоянием от кости до зажима (изгиб консоли). Это кубическое взаимоотношение: Более короткая длина, более жесткая структура. Длина спиц для аппарата внешней фиксации также зависит от предназначения, более короткие спицы с резьбой на одном конце именуются половинными спицами, более длинные спицы с резьбой посередине именуются трансфиксационными.
Фиксация костных отломков
Принципиальное предназначение спиц Киршнера – пронизывать малые фрагменты или выступать в роли дополнения других имплантов поперек главной линии перелома (см. шпилечная техника в разделе «ортопедическая проволока»). Они действуют для нейтрализации сгибающих сил, но относительно слабы (за исключением малых пациентов). По этим причинам, они редко используются в монорежиме (см. проволока натяжения в разделе ортопедическая проволока), но они часто используются для противодействия ротации при расположении в паре (параллельно или перекрестно) или как добавление к стягивающему винту. Для противодействия ротации, спицы Киршнера лучше располагать параллельно друг к другу в небольшом отдалении. При отдельном расположении для поддержания положения фрагмента, они обычно располагаются под углом друг к другу (наперекрест). Однако, при использовании для восстановления переломов, вовлекающих зону роста молодых пациентов, оптимальное положение спиц Киршнера будет перпендикулярно к зоне роста и параллельно друг к другу (такое построение дает больше шансов для восстановления оставшегося потенциала роста).
Для простых переломов рядом с суставом, используется техника перекрещенных спиц – они вводятся с наружной стороны сустава удерживаемой в состоянии реконструкции и продвигаются либо через противоположную кору, либо по костномозговой полости. Проникновении спиц через противоположную кору кости именуется как стандартная техника перекрещенных спиц, но также широко используется динамическая техника – при этом спицы направляются в костномозговую полость для создания пруженного эффекта. При проведении стандартной техники достигается большая стабильность, данные по статистике динамической техники отсутствует. Техника расположения перекрещенных спиц широко используется для лечения переломов физа, и существуют некоторая вероятность повреждения физа и нарушении дальнейшего роста кости. Однако, по причине избыточного повреждения физа переломов, в большинстве случаев импланты не влияют на потенциал роста и зона роста остается функциональной.
 
Рисунок 2. Перелом дистального физа бедра восстановленный при помощи двух перекрещенных спиц Киршнера.
Источник. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat

Интрамедуллярнаяфиксация
Основное предназначение спиц Штеймана, в отличие от спиц Киршнера – интрамедуллярная фиксация, когда спица вводится в костномозговой канал. По сути, при расположении в костномозговом канале, имплант именуется как интрамедуллярная спица, она способствует построению кости и противодействуют сгибающим силам. Оптимальный размер интрамедуллярных спиц при расположении в костномозговом канале составляет 70% от диаметра канала. Основная функция интрамедуллярной спицы – противодействию силам сгибания, при этом она не противостоит различным осевым нагрузкам и ротационным нагрузкам.

Рисунок 3. A. Биомеханические преимущества интрамедуллярных спиц, они одинаковы противостоят к сгибающим силам в любом направлении. B,C, Биомеханические недостатка интрамедуллярных спиц включают плохое сопротивление к ротационным или осевым (компрессионным) нагрузкам.
Источник. SmallAnimalSurgery, 5e

В монорежиме интрамедуллярная спица применяется крайне редко, для этого должны быть созданы определенные условия – после установления спицы создается хороший контакт противоположных отломков с противодействием ротационным и компрессионным силам. В целях повышения противодействия ротационным силам проводилась попытка введения вместо одной крупной интрамедуллярной силы множества малых спиц (скирдование, “Stacked” pinning), при этом не выявлено значительно повышения стабильности и противодействию ротации. В большинстве случаев, введение спицы требует добавления других методов фиксации, таких как серкляжный шов, наружный скелетный фиксатор или пластина.

Гибкость спиц снижается с повышением диаметра. В костях с не прямым каналом, спицы могут слегка изгибаться до принятия формы канала, либо же при сопоставлении отмечается легкое и допустимое нарушение сопоставления. При введении интрамедуллярных спиц важно не повредить прилегающие суставные поверхности, это легко достижимо в плечевой и бедренной костях, при введении спицы в большеберцовую кость принимаются меры предосторожности по снижению повреждения коленного сустава, истинные интрамедуллярные спицы не могут быть введены в лучевую кость без повреждения костей запястья.

Введение интрамедуллярных спиц может быть нормоградным и ретроградным. При нормоградном введении спиц, она вводится извне кости и продвигаются в костномозговой канал. Этот подход необходим для закрытого расположения и может вести к лучшему расположению спицы в бедренной и большеберцовой кости. Предположено также нормоградное введение спиц в медиальной части дистального конца плечевой кости в порядки снизить вероятность повреждения сустава. Ретроградное введение спиц включает продвижение спиц из линии перелома за пределы кости, и, после редукции перелома – спица вводится в противоположный фрагмент. При этом оптимально внедрять конец в метафиз для создания максимального трения на поверхности кость-спица.

В большинстве случаев, спицу располагают с небольшим выступанием за пределы кости. После подтверждения финального положения на рентгене, конец откусывается так тесно, как это возможно, или он оставляется выступающим над кожей для использования в конфигурации «tie-in» совместно с наружным скелетным фиксатором, или для предотвращения поражения седалищного нерва (касается переломов бедра). Если откушенный конец лежит ниже поверхности кожи, но выступает из кости, он часто вызывает раздражение мягких тканей с развитием серомы, что ограничивается движения в конечности, и, в некоторых случаях перелома бедра – способен нанести необратимые повреждения седалищному нерву.

Рисунок 4
a. Длинный косой перелом стабилизированный посредством серкляжа и интрамедуллярной спице.
b.Поперечный перелом стабилизированные интрамедуллярной спицей и наружным скелетным фиксатором
c. Оскольчатый перелом стабилизированный интрамедуллярной спицей и односторонним скелетным фиксатором посредством метода увязки “tie-in”.
Источник. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat