На базі експериментальних досліджень, проведених сумісно з хірургами-травматологами, сформульовано основні принципи планування і проведення оцінки надійності систем остеосинтезу (ОС). Необхідна реалізація як можна більшого числа варіантів режимів випробувань, оскільки при різних навантаженнях поведінку різних пристроїв може відрізнятися. Необхідно проводити пошук режиму, при якому надійність фіксації найменша (виявлення слабкої ланки система ОС). Метод повинен бути як можна простіший і доступні для проведення у звичайних випробувальних лабораторіях.

Випробування систем ОС – це комплексні дослідження. Тому програма складається таким чином, щоб була можливість проводити паралельні випробування для одержання якомога більшого об’єму інформації.

Врахування зазначених особливостей випробувань дає змогу а) визначити та порівняти деформаційні характеристики різних систем фіксації переломів кістки; б) дати рекомендації щодо вибору оптимального з точки зору механічної надійності способу фіксації переломів.

Першій етап – аналіз об'єктів. Вкрай важливо перед початком роботи мати найбільш повну інформацію про дії на об'єкт зовнішніх і внутрішніх навантажень. При вирішенні звичайних задач технічної механіки ми, як правило, маємо справу з відносно простими (порівняно з анатомічними) об'єктами. В нашому випадку досліджуються надзвичайно складні з точки зору механіки системи. Без їх повного аналізу не можливо навіть приблизно спланувати експеримент, правильно вибрати способи навантаження і вимірювальну апаратуру.

Аналіз дій м'язів, керуючих опорно-руховим апаратом (ОРА), і визначення навантажень, що діють на кістку у процесі виконання рухів, – основа складання оптимальної програми подальших досліджень, якою закінчується перший етап.

Не дивлячись на те, що при проведенні випробувань конкретного анатомічного об’єкту, забезпеченого певною системою ОС, кожен раз складається окрема програма досліджень, нами розроблено типову програму випробувань, яка, на наш погляд, найбільш повно відображає реальне функціонування кінцівок спільно з пристроями фіксації.

Другий етап полягає в оціночному випробуванні при навантаженнях, які можуть бути реалізовані достатньо просто, без створення ускладнених систем. На цьому етапі ми не звертаємо уваги на недосконалості спрощеного способу кріплення препарату та на можливі значні деформації, які виникають в цьому випадку у місці кріплення об'єкту до випробувального обладнання.

Вимірювання деформацій системи ОС та визначення найбільш «проблемних» місць на цьому етапі бажано проводити якомога більш простими засобами. Найголовніше – це вибір реперних точок та їх правильне розміщення. Як приклад дана спрощена схема випробування великогомілкової кістки з модельованим переломом та стрижневим апаратом фіксації. На фотографіях видно зближення точок перелому під дією навантаження.

Третій етап полягає в реалізації повної програми випробувань. Цей планується більш детально, оскільки він є одним з основних і від правильності вибору засобів випробувань залежать кінцеві результати досліджень та коректність відповідних виводів з цих результатів. Тут і надалі під засобами випробувань будемо розуміти не тільки експериментальне обладнання, але й додаткові (периферійні) пристрої, включаючи системи кріплення препаратів до основного обладнання.

Зіставлення незворотних деформацій (аналіз співвідношення Λ^C_н / Λ_н). Усі попередні приклади ґрунтовані на вимірі максимальних деформацій Λ_max, виміряних у кінці останнього циклу при дії навантаження Р_max.  Представляє інтерес оцінити накопичені («залишкові», що не зникають після розвантаження) деформації Λ_н. Ці деформації є результатом зминання (безповоротній деструкції) кісткової тканини переважно в місці закріплення елементів фіксації перелому. Вони підвищують загальний рівень деформацій, викликають розхитування гвинтів або фіксуючих стрижнів і, зрештою, знижують надійність системи ОС в цілому.

Приклад використання уніфікованої програми Показано співвідношення накопичених деформацій Λ_н і деформацій, що виникли на першому циклі вантаження Λ₁ (пружні, повністю зворотні деформації) (Λ_н / Λ₁) × 100%. З діаграми видно, що рівень деформацій, накопичених при навантаженнях, що циклічно прикладаються, а отже і надійність фіксації, істотно залежать від виду навантаження (стиск, згин, кручення). Цими експериментами, наприклад, показана небезпека прикладання моментів кручення (виникають найбільші незворотні деформації).

Висновки

1. При проведенні експериментальних досліджень слід звертати увагу не лише на миттєво отримані деформації, але і на деформації (зміщення в області переломів), що розвиваються в часі при багатократних навантаженнях.

2. Незворотні (незникаючі) деформації можуть бути одним з важливих показників надійності систем остеосинтезу.

3. За результатами випробувань можна робити ранжирування різних систем остеосинтезу по рівнях надійності.