Описание

Ортопедическая проволока – монофиламентный материал, изготовленный из нержавеющей стали марки 316L, из данной марки изготавливается множество других ортопедических имплантов, но проволока отличается большей пластичностью так что может быть контурирована и завязана в узел. Исходя из заложенных свойств, ортопедическая проволока практически не противостоит сгибанию, но способна выдерживать значительную нагрузку при растягивании. Предел прочности на растяжение или разрыв связан с толщиной материала или поперечным сечением (π х r). Поэтому, небольшое повышение диаметра значительно повышает предел прочности проволоки.

Обычный размер применяемой проволоки дается в нижерасположенной таблице. Выбор определенного размера определяется размером кости и величиной действия ожидаемых сил. Точных правил по выбору ортопедической проволоки не существует, негласно используется наибольший диаметр, который кажется походящим для размера и силы кости. Так, чаще других используется проволока размером 18 gauge (1.0 мм), и ей отдается предпочтение у собак с массой более 20 кг; ортопедическая проволока с размером 20 gauge (0.8 мм) чаще используется у малых собак и кошек, для некоторых случаев у малых животных (пр. той породы) может подходить размер серкляжной проволоки 22 gauge (0.6 мм) и в крайних случаях используется размер 24 gauge (0.5) мм.

Наиболее слабая точка проволоки обычно связана с методом, использованным для соединения. Сила всех узлов больше у проволоки большего диаметра, но существует также разница в зависимости от типа узлов (см. далее).

Таблица. Диметр и размер в Gauge часто используемой ортопедической проволоки

^a Относительный предел прочности дается в соотношение других размеров над размером 18 gauge, т.к. данный размер чаще всего используется в ортопедии кошек и собак.
From Roe S: Internal fracture fixation. In Slatter DH, editor: Textbook of small animal surgery, ed 3, Philadelphia, 2003, Saunders/Elsevier.

Типы использования

При использовании ортопедической проволоки рассматривается четыре основных типа ее использования: проволока натяжения, серкляж, полусеркляж, межфрагментарное стягивание.

Проволока натяжения (tension band wire)

Основное показание для использования техники проволоки натяжения – фиксация отрывных переломов. Оторванный фрагмент в начале стабилизируется двумя (или более) спицами Киршнера или стягивающим винтом. Без дополнительной фиксации на данный имплант будут действовать сгибающие силы присоединенного сухожилия, и для противодействия этому необходимо грамотное расположение проволоки натяжения. После окончания исполнения техники проволоки натяжения на оторванный фрагмент будут действовать две силы (натяжение от сухожилия и натяжения от проволоки), результирующая сила будет вести к компрессии линии перелома. Для получения данного преимущества, спицы должны располагаться перпендикулярно плоскости перелома.

Итак, вначале вводятся спицы Киршнера, они должны проходить параллельно друг другу и перпендикулярно плоскости перелома. Допустим небольшой выход на противоположной стороне и эта точка будет ориентиром для засверливания отверстия под проволоку (может корректироваться в зависимости от характера перелома и анатомических особенности). Следует помнить, что на отрывной перелом кроме натяжения будут действовать ротационные силы, и для их нейтрализации количество спиц должно быть равно 2 (как минимум). Вместо спиц Киршнера могут использоваться стягивающие винты, недостатком их является вероятное повреждения малых фрагментов и слабое противодействие ротационным силам. Размер имплантов (пр. спица, проволока) определяется суждением хирурга.

Отверстие для прохождения проволоки обычно приближается к поверхности, но оно должно сохранять по возможности больший участок кости для предотвращения его прорезания. В некоторых случаях, когда спицы или винт идут по телу основного фрагмента, они могут пересекаться с расположением проволоки, так что отверстие должно засверливаться перед проведением спиц. После засверливания отверстия в него вводится проволока, которая идет несколько наискосок к противоположной стороне, огибает спицы Киршнера и возвращается к концу проволоки. Точное прохождение проволоки затягивания может варьировать в зависимости от конкретного перелома и проходящих там сухожилий (в некоторых ситуация, может потребоваться проводить проволоку под связками или сухожилиями, так чтобы она контактировала только с костью и спицами). При затягивании проволоки следует помнить, что формирования перекрученного узла только на одной стороне может быть недостаточно, предпочтение отдается формированию петли на противоположной стороне для затягивания каждого плеча паттерна цифры 8, это удаляет любую слабость проволоки. Считается, что фигурный паттерн цифры 8 оптимизирует способность проволоки противостоять натяжению. При очень старательном затягивании существует вероятность излишнего натяжения проволоки, что влечет за собой изгиб спиц и смещение фрагмента.

После затягивания проволоки, спицы загибаются и концы их откусываются.

Рисунок 1 Техника расположения проволоки натяжения.
a. Фрагменты редуцируются и спицы Киршнера проводятся перпендикулярно плоскости перелома и параллельно друг другу.
b. Отверстие засверливается поперечно к основному фрагменту приблизительно на той же дистанции ниже зоны перелома, как спицы выходят ниже той же лини перелома. Проволока проводится через отверстие кости, затем поперек оригинальной стороны кости, вокруг концов спиц и возвращается к другому концу проволоки для создания паттерна цифры 8.
c. Проволока затягивается одним или двумя узлами перекрута, спицы Киршнера отрезаются и сгибаются.
Источник. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat

Полный Серкляж

Полный серкляж – полное окружение кости ортопедической проволокой в целях удержания ее фрагментов. Для эффективной фиксации фрагментов, цилиндр кости должен быть полностью восстановлен. При увеличении количества фрагментов, достижение полного анатомического восстановления становится все более затруднительным. Серкляжная проволока слабеет после малого количества коллапса (потери окружности) в кости. Даже для тугой проволоки, результирующее натяжение падает ниже 30N, если происходит коллапс всего лишь 1% диаметра структуры. Значимость этого в том, что серкляж не остается функциональным, если фрагмент вокруг которого он располагается движется. Для достижения стабильности необходима анатомическая реконструкция полной окружности.

Рисунок 2. A. Как с деревянной бочкой, окружность кости должна быть полностью восстановлена для того чтобы полный серкляж был эффективным. B. Если один сегмент теряется, другие куски не могут подвергаться совместной компрессии без общего коллапса структуры).
(From Roe S: Internal fracture fixation. In Slatter DH, editor: Textbook of small animal surgery, ed 3, Philadelphia, 2003, Saunders/Elsevier.)
Источник. Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Даже в идеальной ситуации, серкляж не должен использоваться как единственный метод восстановления переломов. Он чаще используется совместно с интрамедуллярными спицами, пластинами или наружным фиксатором. Спицы при совместном использовании первично противодействуют сгибающим силам кости, а серкляж обеспечивает тесный контакт между проксимальным и дистальным фрагментами, противостоя осевым компрессионным и ротационным силам. Серкляж также может использоваться как временная фиксация для сближения отломков перед установкой пластины.

Полный серкляж идеально подходит для длинных косых или спиральным переломов, при этом длина перелома должна быть как минимум вдвое больше диаметра кости. При меньшей длине перелома, возможно, что фрагменты смогут сдвигаться относительно друг друга после затягивания проволоки. Более того, для эффективного противостояния изгибающим силам, необходимо иметь как минимум два серкляжа поддерживающих фрагмент. Для коротких переломов, серкляжная проволока должна быть рядом друг с другом, и поэтому будет не столь эффективной в противостоянии изгибающим силам. Серкляжная проволока должна отстоять друг от друга на расстояние 0.5-1 диаметра кости. Данное расположение представляется достаточным для эффективной компрессии поверхности с сохранением части мягко-тканевых прикрепления к фрагментам.

Рисунок 3. Медиолатеральный (A) и краниокаудальный (B) рентген снимок спирального перелома большеберцовой кости, восстановленного посредством интрамедуллярной спицы и шести серкляжей с единичной петлей. C, Серкляж с одной петлей и серкляж с двойной петлей использовался для стабилизации косого перелома.
(From Roe S: Internal fracture fixation. In Slatter DH, editor: Textbook of small animal surgery, ed 3, Philadelphia, 2003, Saunders/Elsevier.)
Источник: Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

При использовании серкляжа в роли добавочного метода при коротких косых переломах, линия действия может быть ориентирована более перпендикулярно к линии перелома при использовании спиц Киршнера. Данная техника именуется как техника шпилечных спиц (skewer pin technique). При перенаправлении действия серкляжной проволоки, снижается вероятность сдвига фрагментов относительно друг друга. При обычном расположении серкляжной проволоки в зоне коротких переломов может произойти разрушение окончания перелома.

Ниже в абзаце описана техника шпилечных спиц. После редукции перелома, спица Киршнера направляется из одного фрагмента в другой перпендикулярно плоскости перелома. При более поперечных переломах, спица Киршнера должна быть ориентирована на линии рассекающего перпендикуляра от длинной оси кости к оси перелома. После расположения спицы, полный серкляж располагается вокруг таким образом, что при его затягивании, проволока удерживалась в ориентации посредством спицы Киршнера. Данная техника также может быть использована при расположении проволоки в зоне метафиза, для предотвращения ее миграции по направлению к месту меньшего диаметра.

Рисунок 4 Техника шпилечных спиц (skewer pin technique). Спица Киршнера направляется из одного фрагмента в другой. Затем полный серкляж располагается вокруг таким образом, что при затягивании он будет удерживать ориентацию спиц Киршнера.
Примечание. При механическом изучении, именно данная техника проявила наибольшую сопротивляемость к торсионным силам.
Источник. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat

Серкляж может использоваться как добавочные техника для снижения ротационных сил и для поддержания редукции поперечных переломов. В механическом изучении множественных техник, использование двух спиц Киршнера, расположенных поперек перелома с полным серкляжом закрепленным вокруг каждой проявило наибольшую сопротивляемость к торсионным силам.

Полный серкляж обвиняли много раз в торможении заживления некоторых переломов, был предположен механизм данного феномена – нарушение кровоснабжения. Всестороннее изучение кровоснабжения мозоли показало, что оно не поражается стабильным серкляжом. Незрелые кости продолжают расти нормально вокруг хорошо расположенного серкляжа. Наиболее вероятно нарушение кровотока вызывалось ослаблением серкляжа и повреждением локальных сосудов. Серкляжная проволока здесь ослабевала либо во время нанесения, либо по причине коллапса фрагментов или избыточных нагрузок. Про узлы серкляжной проволоки будет написано ниже.

Половинный серкляж

Половинный серкляж или полусеркляж – вариант проведения ортопедической проволоки с небольшим отличием от полного серкляжа. Цель полусеркляжа – улучшить прилегание костных отломков, но стабильности при этом практически не добавляется. Полусеркляж применяется при невозможности расположить полный серкляж. Для создания полусеркляжа засверливаются отверстия в проксимальных и дистальных фрагментах, и проволока располагается для редукции перелома. Хирург должен выбирать оптимальное направление в котором завернуть проволоку, т.к. она эффективно контурирует силы только в одном направлении. При использовании интрамедуллярных спиц, они будут включены в петлю полусеркляжа так что фрагменты более туго увязываются со спицами (данный факт не оказывает значительного влияния на эффективности фиксации).

Первичная роль полусеркляжа – поддержание выравнивания до применения окончательной фиксации. Ввиду того, он хорошо ограничивает ротацию только в одном направлении, и по причине того, что он полагается на силе отверстий в кости при нагрузке, полусеркляж механические имеет преимущества над полным серкляжом, но не должен быть первичным методом фиксации.

Рисунок 5. Полусеркляж расположенный через отверстия, засверленные в корковом слое выше и ниже перелома. Внутренняя часть проволоки окружает интрамедуллярную спицу. Т.к. проволока распложена только на одной стороне кости, она противодействует ротации только в одной направлении.
(From Roe S: Internal fracture fixation. In Slatter DH, editor: Textbook of small animal surgery, ed 3, Philadelphia, 2003, Saunders/Elsevier.)
Источник. Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Межфрагментарная проволока

Межфрагментарная проволока может использоваться при переломах длинных костей, но чаще располагается между фрагментами нижней или верхней челюсти. Проволока закрепляется к каждому фрагменту и проводится через поперечные отверстия. Междентальная проволока – специфическая проволока которая закрепляется вокруг основания зубов (междентальная проволока – специализированная версия межфрагментарной проволоки.). Для успеха, фрагменты перелома должны находиться в хорошем контакте. Идеально, фрагменты должны быть подогнаны по прикусу. Техника межфрагментарной проволоки не эффективна если существует значительная коммуникация или представлена потеря кости, т.к. проволока для стабильности должна опираться на целостность кости.

Рисунок 6. Простой перелом челюсти (поперечная или косая линия перелома, или их комбинация) может быть восстановлен при помощи внутрикостной фиксацией проволокой, поэтому проволока натяжения располагается вдоль альвеолярной границы, и вторая стабилизационная проволока располагается на аборальной (вентральном) краю кости (A-B). Последняя конфигурация проволоки зависит от ориентации линии перелома. A, стабилизационная проволока располагается перпендикулярно к пучкам натяжения проволоки для крепления косого перелома; B, стабилизационная проволока крепит вентральный бабочкообразный фрагмент.
Источник. Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Методы закрепления ортопедической проволоки

Концы ортопедической проволоки могут быть скреплены несколькими различными способами. В ветеринарной хирургии чаще других используется формирование узла за счет скручивания концов проволоки, формирование узла посредством метода одиночной петли и формирование узла посредством метода двойной петли.

Рисунок 7. Наиболее распространенные методы, используемые при затягивании концов ортопедической проволоки.
a. Формирование узла посредством скручивания.
b. Формирование узла методом одиночной петли.
c. Формирование узла методом двойной петли.
Источник. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat

Формирование узла посредством скручивания

Узел ортопедической проволоки, сформированный при скручивании концов нашел наибольшее распространение, он является основным при технике наложения проволоки натяжения и при фиксации межфрагментарных переломов, достаточно широко используется при наложении полного и половинного серкляжа. Далее пойдет чуть более подробное описание.

Скручивание проволоки может создаваться как вручную (при помощи старых иглодержателей или плоскогубец с длинными или плоскими концами), так и посредственно специальных приборов (специально созданные для затягивания проволоки девайсы). Закрученный узел должен создаваться так, что два витка у кости перекручивались один относительного другого, именно они отвечают, как за натяжение, так и за безопасность узла. Суть формирования узла при скручивании в том, что проводится одновременная стягивание отломков и формирование витков. Далее на рисунке приводится последовательность ручной фиксации ортопедической проволоки посредством скручивания.

Рисунок 8 a-c Формирование скручивания при помощи иглодержателя или плоскогубцев:
a. Ортопедическая проволока твердо тянется к кости и затем формируются руками 2-3 первых витка. Витки захватываются инструментом и продолжают перекручиваться, при создании жесткой одновременной тяги по направлению от кости.
b. Это позволяет убедиться в том, что витки затягиваются у основания и проволока скручивается одна с другой, а не одна вокруг другой.
c. После затягивания проволоки, перекрут отрезается с оставлением 2-3 витков. Важно не беспокоить серкляж при откусывании, т.к. это может ослабить натяжение. Перекрут не должен тянуться в сторону для уплощения, т.к. это тоже снижает начальное натяжение.
Источникрисунка. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat.

Рекомендация не беспокоить узел наиболее актуальна при фиксации серкляжа (как полного, так и половинного). По результатам механических исследований только один перекрут необходим для поддержания натяжения, и узел может быть отсечен близко к кости для снижения раздражения покрывающих мягких тканей. Любые манипуляции в узле после затягивания значительно снижают его силу и устойчивость к ослаблению. Так, вибрация при откусывании вызывает падение силы стягивания примерно на 10 Ньютон. При наклоне узла после откусывания, при его наклоне к кости остаточная нагрузка падала на 45%-90% в зависимости от направления наклона.

Для проволоки натяжения, остающееся натяжение менее критично, и более подходит альтернативный метод окончания узла скручивания, при этом проводится одновременное скручивание и уплощение узла. Скручивание формируется как описано выше и затем начинается стягивание. Когда остается только половина перекрута до того, как проволока будет рассматриваться затянутой, узел откусывается с оставлением 5-6 витков. Последние витки могут быть согнуты для улучшения схватывания. Перекрут затягивается финальным поворотом с одновременным натягиванием, и затем складывается в плоскости поверхности кости.

Формирование узла методом одиночной петли

При методе одиночной петли на одном конце сформирована петля (змеиный глаз), данный вид серкляжа можно изготовить самостоятельно, а также приобрести готовым. При самостоятельном изготовлении петля делается как можно меньшего размера. При наложении данного вида серкляжа, прямой конец проводится вокруг кости и затем вставляется в петлю. Затем в идеальных условиях используется специальный прибор для затягивания серкляжа методом петли, свободный конец проводится через рукоять данного девайса, она затем поворачивается для создания должного натяжения. После создания должного натяжения, рукоять расслабляется на 1.5 оборота и затягиватель спиц изгибается над петлей. После дальнейшего ослабления, проволока откусывается.

Рисунок 9. Формирование узла методом одиночной петли.
a. Свободный конец проволоки проводится вокруг кости, через петлю, в затягиватель и через рукоять затягивателя.
b. Серкляж затягивается при затягивании рукояти затягивателя.
c. Затягиватель сгибается, так чтобы свободный конец проволоки шел назад от петли.
d. Рукоять освобождается на 0.5-1 см проволоки и формируется складка. Проволока откусывается оставляя 0.5-1 см для, и затем остатки притягиваются к кости.
Источникрисунка. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat

1

Фото. Альтернативный метод затягивания узла методом одиночной петли в отсутствии затягивателя. Над петлей располагаются бранши иглодержателя или зажима без захватывания проволоки. Сверху проволока захватывается иглодержателем и скручивается до создания должного обхватывающего натяжения, захват может быть перемещен несколько раз на основании выхода проволоки из петли и свободных браншей нижнего зажима. По достижении должной степени натяжения, нижний зажим снимается, и проволока загибается от петли и поперечно оси кости.

Формирование узла методом двойной петли

Узел с двойной петлей затягивается сходно с предыдущим методом фиксации, за исключением того факта, что две рукояти использует для двух ветвей. Для формирования серкляжа с двойной петлей, единичная проволока, порядка 33-35 см складывается пополам рядом с ее средней точкой. Сложенный конец проводится вокруг кости, и два свободных конца проводятся через петлю. Оба рукава вводятся в затягиватель, и каждый присоединяется к рукояти. Рукоять затягивается одновременно и независимо для обеспечения равного натяжения, генерируемого в двух рукавах. Когда финальное натяжение достигается, затягиватель сгибается над петлей для блокирования узла. Обе рукояти ослабляются приблизительно на 1.5 оборота, и рукоять тянет остатки. После дальнейшего ослабления, проволока отрезается, рукава тянутся к поверхности кости.

Сравнение методов фиксации ортопедической проволоки

Для изучения механических свойств различных способов фиксации ортопедической проволоки проводились механические испытания. Скрученный узел расслабляется посредством раскручивания, петлевой серкляж ослабляется посредством разгибания сложенных участков. В изучении, узлы сравнивались на основании требуемой нагрузки для вызывания ослабления и силе создаваемого натяжения. Серкляжная проволока была классифицирована как свободная, если оставшееся натяжение было менее 30 N. Нагрузка для ослабления определялась посредством ступенчатого повышение нагрузки при которых тестируемый образец был возвращен к их оригинальному положению после каждой нагрузки, и оставшаяся нагрузка измерялась. Серкляж с двойной петлей создает больше натяжения чем описанные ранее (перекрученный, с одной петлей) и был способен противостоять большей нагрузке до того, как будет классифицирован в качестве свободного.

Таблица. Напряжение в петле и сопротивление нагрузки до освобождения для перекрученного, одно-петелевого и двух-петлевого серкляжа.
Источник. Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

^a Среднее ± SD.
^b Способность узла серкляжа противостоять ослаблению определялась при нанесении ступенчатого повышения нагрузки. Серкляж рассматривался свободным, когда его оставшееся натяжение снижается менее чем на 30 N.
N, Newtons.
From Roe S: Internal fracture fixation. In Slatter DH, editor: Textbook of small animal surgery, ed 3, Philadelphia, 2003, Saunders/Elsevier. Data from Roe SC: Mechanical comparison of cerclage wires: Introduction of the double-wrap/loop and loop/twist types. Vet Surg 26:310, 1997.

Таблица. Начальное достигаемое натяжение и сопротивлению нагрузки при различных методах фиксации ортопедической проволоки.
Источник. AO Principles of Fracture Management in the Dog and Cat