Разгрузка кости при помощи имплантируемых шин. Классическими шинами являются гвоздь и наружный фиксатор. Шинирование пластиной снижает воздействие физиологической нагрузки на межфрагментарный стягивающий шуруп. Разгрузка сегмента кости, фиксированного пластиной, является одной из важнейших составных частей функции нейтрализационной и поддерживающей (опорной) пластин.
Большинство других имплантатов действуют аналогичным образом и разгружают или защищают сломанную кость от чрезмерных физиологических нагрузок, чтобы обеспечить спокойное заживление перелома во время раннего функционального лечения и предупредить механическое разрушение неполностью сросшегося перелома. В свою очередь, механически восстановленная кость вследствие своей «структурной целостности» защищает имплантат, например, от его усталостного перелома.
Скользящие и нескользящие шины. Существует два основных принципа шинирования: один позволяет сколь-
жение фрагментов вдоль имплантатов, другой предотвращает его. Ин-трамедуллярный гвоздь без блокирования позволяет фрагментам кости скользить вдоль него, поскольку трение между гвоздем и костью чрезвычайно мало. Пластина, как правило, не допускает скольжения, поскольку трение вследствие прикрепления пластины шурупами чрезвычайно велико (каждый шуруп вызывает компрессию между нижней поверхностью пластины и костью в пределах 3000 Н).
Интрамедуллярный гвоздь является эффективным способом лечения переломов без дополнительной иммобилизации. Небольшое смещение в области перелома, допускаемое гвоздем без блокирования, может привести к укорочению концов фрагментов вследствие резорбции (рассасывания) их концов. Возможность скольжения вдоль гвоздя обеспечивает (в случае возникновении рассасывания) адаптацию фрагментов перелома и их рестабилизацию.
Остеосинтез пластиной в случае простого перелома без дополнительных мер стабилизации (таких, как, например, межфрагментарная компрессия) не может обеспечить достаточной стабильности и, таким образом, предотвратить резорбцию, вызванную микродвижениями между концами фрагментов. Если возникают подобные укорочения, то высокая степень трения между внутренней стороной пластины и поверхностью кости не дает возможности для адаптации. Пластина в таком случае принимает на себя всю нагрузку, приложенную к кости, и подвержена опасности «разрушения от усталости». Таким образом, использование пластины требует создания межфрагментарной компрессии шурупами и(или) аксиальной компрессии, вызываемой ею самой, с предварительным сгибанием пластины или без такового так, чтобы часть нагрузки несла кость и, таким образом, была бы улучшена стабилизация. Как правило, для стабилизации перелома кости, испытывающей нагрузку весом тела, не должна быть использована лишь пластина. В то же время ее использование может служить дополнением другого метода стабилизации (например, стягивающих шурупов). Если щель перелома под пластиной остается открытой, то нагрузка в области перелома приходится полностью на имплантат, что приводит к его разрушению.
Важной целью остеосинтеза пластиной является частичная разгрузка сломанной кости, которая была предварительно фиксирована шурупами. Распределение нагрузок, таким образом, является предпосылкой, а не первично нежелательным эффектом лечения.
Жесткость так называемой ригидной пластины для внутренней фиксации, выполненной из стали, равна жесткости большеберцовой кости, тем не менее жесткость пластины во много раз меньше жесткости кости при сгибании и скручивании. Гвоздь также «мягок» под воздействием скручивающих сил. При скручивании соединение между гвоздем без блокирования и костью, как правило, не жесткое. Блокированные гвозди обеспечивают более прочное соединение при скручивании, поскольку изначально отсутствует подвижность блокирующих болтов или шурупов в отверстиях гвоздя.
Если принять во внимание коэффициент трения (металл — кость), равный 0,4, и если имплантировано по три шурупа в каждый из фрагментов, то поверхность, подвергающаяся нормальной нагрузке в 3000 Н на один шуруп, способна противостоять более чем 3600 Н тангенциально приложенной силы (на каждой стороне перелома) без возникновения скольжения.