Đặc tính cơ học của khung cố định ngoài dạng khối cặp mới sản xuất dùng cố định gãy thân xương dài

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 25 * Số 1 * 2021
Chuyên Đề Ngoại Khoa 86
ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA KHUNG CỐ ĐỊNH NGOÀI DẠNG KHỐI CẶP 
MỚI SẢN XUẤT DÙNG CỐ ĐỊNH GÃY THÂN XƯƠNG DÀI 
Cao Thỉ1, Phạm Quang Vinh1, Cao Bá Hưởng1, Nguyễn Thế Linh2, Đoàn Trường Giang2, Lê Đình Hải3, 
Trần Bình Dương3, Dương Đình Triết4, Mai Thanh Việt4, Nguyễn Việt Trung5 
TÓM TẮT 
Đặt vấn đề: Khung cố định ngoài dạng khối cặp (KCDNDKC) dùng cố định các gãy thân xương dài có 
nhiều ưu điểm nhưng trong nước chưa sản xuất và giá thành nhập khẩu còn rất đắt. Vì vậy, chúng tôi nghiên 
cứu chế tạo bộ KCDNDKC trong nước và tiến hành đánh giá đặc tính cơ học của khung cố định ngoài (KCDN) 
mới chế tạo được trước khi sử dụng trên bệnh nhân. 
Mục tiêu: Khảo sát đặc điểm cơ học của KCDNDKC mới sản xuất 
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Khung cố định ngoài dạng khối cặp. 
Phương pháp nghiên cứu: KCDNDKC sau khi được sản xuất sẽ được nghiên cứu xác định đặc tính cơ học 
bằng 2 cách. Nghiên cứu gồm thực hiện bài toán mô phỏng trên máy tính và thực hiện mô hình thực nghiệm so 
sánh sự chịu lực của KCDNDKC mới sản xuất với KCDN Orthofix và KCDN Muller. 
Kết quả: Thiết kế và chế tạo thành công KCDNDKC bằng vật liệu thép SUS 304 và nhôm 6061 anode 
nhuộm màu. Trên bài toán mô phỏng, KCDNDKC mới sản xuất có độ an toàn trong miền đàn hồi khi sử dụng. 
Trên thực nghiệm, KCDNDKC chịu lực nén, lực xô ngang, lực kéo và lực xô dọc tốt hơn hoặc tương đương với 
KCDN Orthofix và Muller. 
Kết luận: Khung cố định ngoài dạng khối cặp mới sản xuất đẹp, đáp ứng về các đặc tính cơ học có thể sử 
dụng được trên lâm sàng. 
Từ khoá: cố định ngoài 
ABSTRACT 
MECHANICAL PROPERTIES OF NEW EXTERNAL FIXATOR “BLOCK - CLAMP” 
USED FOR LONG-BONES DIAPHYSEAL FRACTURES 
Cao Thi, Pham Quang Vinh, Cao Ba Huong, Nguyen The Linh, Doan Truong Giang, Le Dinh Hai, 
Tran Binh Duong, Duong Dinh Triet, Mai Thanh Viet, Nguyen Viet Trung 
* Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Vol. 25 - No 1 - 2021: 86 - 93 
Background: The imported “block-clamp” fixators have been proved to be effective and advantageous for 
immobilization of long-bones diaphyseal fractures, yet they are very expensive. This is why many domestic 
patients cannot afford the fixators. It is essential to have a way to provide less costly new types of block-clamp 
fixators to patients in our country. In the course, after the fixators are produced, we access their mechanical 
properties before they can be used on the patient. 
Objectives: To access the mechanical properties of domestic block-clamp fixators. 
Method: Research to determine the mechanical properties of the new block-clamp fixator based on computer 
simulation and experimental model, in which, the new type of block – clamp fixator is compared to that of 
Orthofix and Muller fixators. 
1Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh 2Bệnh viện Đa Khoa Khu vực Củ Chi 3Bệnh viện Chợ Rẫy 
4Bệnh viện Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh 5Bệnh viện Nhân Dân Gia Định 
Tác giả liên lạc: PGS.TS.BS. Cao Thỉ ĐT: 0983306003 Email: [email protected] 
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 25 * Số 1 * 2021 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Ngoại Khoa 87
Results: New type of external fixators of “block-clamp” are successfully designed and fabricated. On 
computer simulation, new block-clamp external fixator is stable in elastic field under load. On experimental test, 
the new type of fixator has equal or with less deviation than Orthofix and Muller fixator's when being under 
forces: compression, then under thrust, traction and vertical thrust. 
Conclusion: The new type of “block-clamp” external fixator meets the mechanical properties such as bearing 
capacity, durability and structural composition of a medical device, thus enables the device to be used on patient. 
Keywords: external fixator 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Trong 2 năm 2008-2009, ở bệnh viện Chợ 
Rẫy có trên 1.200 trường hợp gãy hở thân xương 
đùi và thân xương cẳng chân(1). Khung cố định 
ngoài (KCDN) vẫn được dùng cho gãy xương 
hở thân xương dài, nhất là cho gãy xương kèm 
theo dập nát mô mềm hoặc nhiễm trùng(2). 
KCDN là một dụng cụ vật tư tiêu hao thông 
dụng, được sử dụng hàng ngày trong chuyên 
ngành chấn thương chỉnh hình. Trên thế giới đã 
có rất nhiều nghiên cứu về cố định ngoài (CDN) 
từ kết quả điều trị đến lý thuyết về CDN(3,4). 
Trong nước cũng đã có nhiều nghiên cứu liên 
quan đến CDN(5,6,7) và chế tạo một số loại KCDN 
như CDN Muller cải tiến, CDN qua gối, CDN 
dùng cho khung chậu, CDN dùng cho gần khớp, 
CDN 2 mặt phẳng dùng để cố định xương đùi. 
Tuy nhiên đến nay các loại CDN hiện có trong 
nước sản xuất là loại thanh thẳng hoặc có ren 
nên không nắn chỉnh được nếu xương gãy còn 
di lệch. CDN dạng khối cặp là loại có 2 khớp 
cầu, dễ sử dụng, khối cặp đinh có bề ngang lớn 
nên cặp được đinh răng dễ dàng và chắc chắn(8,9). 
Hai khớp cầu cho phép điều chỉnh gập góc linh 
hoạt chỉ bằng cách nới lỏng vít khóa, chỉnh góc 
xong thì khóa lại. Thân khung còn cho phép có 
thể kéo dài ra hoặc nén ép vào hoặc có thể để 
nén ép động tự do(10). Mặc dù khung cố định 
ngoài dạng khối cặp (KCDNDKC) (là loại CDN 
nhập khẩu) có nhiều ưu điểm hơn nhưng ít 
được sử dụng do giá rất đắt. Trong xu hướng 
phát triển ngành sản xuất vật tư y tế trong nước, 
chúng tôi tiến hành chế tạo bộ KCDNDKC nhằm 
giảm giá thành khi sử dụng. Trước hết bản vẽ về 
hình thể, vật liệu và các qui trình sản xuất phải 
được thiết kế để tạo ra một KCDN, sau đó 
KCDN được thực hiện các thử nghiệm đánh giá 
đạt các yêu cầu về chịu lực cơ học hay không 
trước khi ứng dụng trên người. Một số tác giả 
thử nghiệm khả năng chịu lực đối với một số 
loại KCDN khác nhau và các cách lắp ráp khác 
nhau như Burgers PT(11), Gardner TN(8), Jaskulka 
RA(12). Tuy vậy, đến nay vẫn chưa có một tiêu 
chuẩn rõ ràng nào về khả năng chịu lực bao 
nhiêu là chấp nhận được. Hiện trong nước chưa 
sản xuất loại KCDNDKC, nên chúng tôi sản xuất 
một kiểu KCDN tương tự như KCDN Orthofix 
và khảo sát các đặc tính cơ học của nó. 
ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
Đối tượng nghiên cứu 
KCDNDKC được thiết kế và sản xuất với vật 
liệu là thép không rỉ SUS304 và nhôm 6061 
anode nhuộm màu. 
Phương pháp nghiên cứu 
Xác định đặc tính cơ học bằng phương pháp 
mô phỏng 
Sau khi có bản vẽ và sản xuất thử nghiệm 
thành công CDN dạng khối cặp, bản vẽ và mẫu 
CDN được gởi đến Bộ môn Cơ Kỹ thuật Đại học 
Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh để tính toán 
mô phỏng xác định đặc tính cơ học. Việc tính 
toán kiểm tra bền được thực hiện theo phương 
pháp “Phần tử hữu hạn” (Finite Element 
Method) thông qua chương trình ANSYS® 18.2. 
Mô hình được xây dựng với phần tử 3D. 
Phương trình cơ bản trong bài toán phân tích kết 
cấu tĩnh có dạng: Ku=F. Trong đó: K: Ma trận độ 
cứng kết cấu. u: Vector chuyển vị nút. F: Vector 
lực tổng. 
Ứng suất tương đương σtd theo von Mises 
(Thuyết bền thế năng biến đổi hình dạng) được 
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 25 * Số 1 * 2021
Chuyên Đề Ngoại Khoa 88
dùng để so sánh kết quả tính toán với giới hạn 
chảy dẻo của kim loại. 
2 2 2 ch
td 1 2 3 1 2 1 3 2 3 [ ]
n

          
Trong đó: 
n là hệ số an toàn (n >1). 
[σ]: ứng suất giới hạn tối đa cho phép. 
σ1, σ2, σ3: là các ứng suất chính. 
Ứng suất cho phép [σ] của vật liệu là ứng 
suất chảy σch được xác định từ thí nghiệm kéo 
nén vật liệu như đã trình bày ở trên chia cho hệ 
số an toàn n (tức là độ bền chảy (kéo) của vật 
liệu chia cho hệ số an toàn): 
  ch
n

 
Đối với thép SUS 304: ch 215MPa , Đối 
với nhôm 6061: ch 276MPa 
Trong quá trình tính toán, để đảm bảo điều 
kiện làm việc an toàn, cần phải đưa vào một hệ 
số an toàn n. Khi hệ số an toàn n lớn hơn 1 điều 
kiện bền được xem như là an toàn tuyệt đối. 
Thực nghiệm độ bền cơ học của KCDN 
Sau khi sản xuất thử nghiệm KCDNDKC 
thành công, chúng tôi lắp đặt KCDN mới sản 
xuất trên thanh gỗ giả định là thân xương dài để 
đo khả năng chịu tải lực cơ học của khung. Thực 
nghiệm này đồng thời thực hiện tương tự với 
KCDN Orthofix và KCDN cẳng chân kiểu 
Muller. Các mô hình đã lắp đặt được gởi tới 
Trung tâm tiêu chuẩn đo lường chất lượng 2 để 
thực hiện thí nghiệm đo lực. 
Khung CDN sẽ được cố định vào 2 khối 
thanh gỗ cứng giả lập 2 đầu xương gãy có thiết 
kế và các thông số như hình 1A.B; 2A.B. Đầu 
phía trên di động và là điểm để tác động các lực 
theo các phương khác nhau nhằm tính toán độ 
vững chắc của KCDN. Đầu phía dưới được cố 
định chắc. Tác dụng lực lần luợt từ 0N cho đến 
200N, với mỗi lần tăng là 10N, mỗi loại lực thực 
hiện 10 lần. Cách tính kết quả: Sau mỗi lần thực 
hiện lực từ 0N cho đến 200N, tiến hành đo độ 
dịch lệch của mô hình thực nghiệm và ghi lại kết 
quả. Thực hiện 10 lần và tổng hợp lại kết quả. 
Độ di lệch: được đo bằng sự dịch chuyển tại 
vị trí điểm đặt lực tức là tại điểm tâm của mặt tứ 
giác đầu gỗ trên và giữa thanh gỗ tại vị trí đinh 
cao nhất (Hình 1A và Hình 1B). 
Chúng tôi tiến hành song song thử nghiệm 
đo lực của KCDN mới sản xuất và KCDN dạng 
Orthofix và khung Muller (Hình 4, 5). 
Hình 1A: Mô hình lắp đặt cho khung cố định ngoài 
dạng khối kẹp mới sản xuất 
Hình 1B: Mô hình lắp đặt cho khung cố định ngoài 
Orthofix 
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 25 * Số 1 * 2021 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Ngoại Khoa 89
Hình 2A: Mô hình lắp đặt cho khung cố định ngoài 
dạng khối kẹp mới sản xuất 
Hình 2B: Mô hình lắp đặt cho khung cố định ngoài 
kiểu Muller 
Y đức 
Nghiên cứu được thông qua bởi Hội đồng 
đạo đức trong nghiên cứu y sinh học Đại học Y 
Dược TP. Hồ Chí Minh số: 20/HĐĐĐ ngày 
06/01/2020 
KẾT QUẢ 
Kết quả thiết kế và chế tạo 
Chúng tôi đã thiết kế bản vẽ chi tiết của 
KCDNDKC bao gồm 14 chi tiết và chế tạo thành 
công sản phẩm KCDNDKC (Hình 3). 
Hình 3: Thiết kế và chế tạo KCDNDKC 
Hình 4: Mô hình thử nghiệm đặc tính cơ học của 
KCDNDKC (trái) và khung CĐN Muller (phải) 
Hình 5: Mô hình thử nghiệm đặc tính cơ học của 
KCDNDKC (trái) và khung cố định ngoài Orthofix (phải) 
Kết quả tính toán chịu lực mô phỏng trên máy tính 
Với A là khoảng cách giữa xương và KCDN, 
sự thay đổi khoảng cách A sẽ cho các kết quả 
khác nhau (Hình 6). 
Hình 6: Khoảng cách tính toán 
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 25 * Số 1 * 2021
Chuyên Đề Ngoại Khoa 90
* Kết quả trường hợp khung chịu lực uốn. 
Các kết quả đo được cho trong Bảng 1. 
* Kết quả trường hợp khung chịu lực xoắn. 
Các kết quả được cho trong Bảng 2. 
Bảng 1: Kết quả mô phỏng khi tác động lực uốn trên 
máy tính 
Trường 
hợp 
Khoảng cách 
A (mm) 
Ứng suất cực 
đại (MPa) 
Độ dịch chuyển 
(mm) 
1 49,5 214,35 0,227 
2 60 214,44 0,319 
3 70 214,72 0,427 
4 80 214,86 0,54 
5 90 214,93 0,673 
Bảng 2: Kết quả di lêch khi tác động lực xoắn trên mô 
phỏng máy tính 
Trường 
hợp 
Khoảng cách A 
(mm) 
Góc xoắn 
(độ) 
Ứng suất cực đại 
(MPa) 
1 49,5 0,57 212,38 
2 60 0,8 213,61 
3 70 1,06 214,57 
4 80 1,29 214,87 
5 90 1,57 214,93 
Kết quả tính toán mô phỏng cho thấy các giá 
trị lớn nhất để đảm bảo khung hoạt động trong 
miền đàn hồi của vật liệu. 
Giá trị thực tế sử dụng lớn hơn giá trị 
khuyến cáo có thể làm cho thanh inox và ngàm 
giữ vượt quá giới hạn đàn hồi làm cho chúng 
không thể duy trì trạng thái ban đầu, làm ảnh 
hưởng đến giá trị thực tế khi điều chỉnh kết 
cấu khung. 
Khoảng cách A càng lớn cho phép điều 
chỉnh khoảng dịch chuyển lớn cho 1 lần điều 
chỉnh, đồng thời cũng cho phép góc xoắn cực đại 
lớn hơn. 
Kết quả thực nghiệm 
Thực nghiệm trên mô hình về đặc tính cơ 
học của KCDNDKC, KCDN Orthofix và Muller 
tại Trung tâm kiểm định và đo lường chất lượng 
2, chúng tôi ghi nhận kết quả sự dịch chuyển của 
KCDN từng cặp một. Kết quả được cho trong 
Hình 7, 8, 9. 
Đối với lực nén: KCDNDKC di lệch từ 1 
mm trở lên khi lực tác động từ 140 N. Trong 
khi đó, khung Orthofix di lệch trên 1 mm từ 
lực tác động 90N. KCDN Orthofix có khuynh 
hướng di lệch mức độ nhiều hơn ở các lực tác 
động lớn hơn. 
Hình 7: Độ di lệch của KCDNDKC (1A) và KCDN 
Orthofix (1B) trên thử nghiệm cơ học 
Hình 8: Độ di lệch của KCDNDKC (2A) và KCDN 
Muller (2B) trên thử nghiệm cơ học 
Đối với lực kéo: KCDNDKC di lệch từ 1 
mm trở lên khi lực tác động từ 130 N. Trong 
khi đó, khung Orthofix di lệch trên 1 mm từ 
lực tác động 40N. KCDN Orthofix có khuynh 
hướng di lệch mức độ nhiều hơn ở các lực tác 
động lớn hơn. 
Đối với lực xô ngang: KCDN Orthofix có độ 
di lệch lớn hơn so với KCDNDKC từ lực tác 
động 50N trở lên. 
Đối với lực xô dọc: KCDNDKC di lệch từ 
2,5 mm trở lên khi lực tác động từ 120 N. 
Trong khi đó, khung Orthofix di lệch trên 2,5 
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 25 * Số 1 * 2021 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Ngoại Khoa 91
mm từ lực tác động 90 N. KCDN Orthofix có 
khuynh hướng di lệch mức độ nhiều hơn ở các 
lực tác động lớn hơn. 
Nhận xét: 
- Đối với lực nén: KCDNDKC di lệch từ 1 
mm trở lên khi lực tác động từ 120 N. Trong khi 
đó, khung Muller di lệch trên 1 mm từ lực tác 
động 100N. KCDN Muller có khuynh hướng di 
lệch mức độ nhiều hơn so với KCDNDKC ở các 
lực tác động lớn hơn 100N. 
- Đối với lực kéo: KCDNDKC có mức độ di 
lệch gần tương đương với khung Muller. 
- Đối với lực xô ngang: KCDNDKC có mức 
độ di lệch gần tương đương với khung Muller. 
- Đối với lực xô dọc: KCDN Muller có 
khuynh hướng di lệch mức độ nhiều hơn so với 
KCDNDKC ở các lực tác động lớn hơn 50 N. 
Hình 9: Độ di lệch của 4 mô hình KCDNDKC (1A và 2A), 
KCDN Orthofix (1B) và KCDN Muller trên thử nghiệm cơ học 
- Trên Hình 9, nhận thấy khung Orthofix có 
mức độ di lệch lớn nhất ở các thử nghiệm lực 
nén và lực xô ngang. 
- KCDN Muller có mức độ di lệch lớn nhất ở 
thử nghiệm lực xô ngang. 
- Trên cả 4 thử nghiệm lực, KCDNDKC có 
mức độ di lệch ít nhất và ít hơn so với 2 loại 
KCDN Orthofix và Muller. 
- Biểu đồ biến thiên mức độ di lệch của 
KCDNDKC (1A và 2A) là đường thẳng và tương 
đối hằng định, điều đó cho thấy độ vững chắc 
KCDNDKC rất cao. 
BÀN LUẬN 
Thiết kế bản vẽ KCDNDKC mới sản xuất 
Quá trình thiết kế bản vẽ KCDNDKC mới 
trải qua nhiều công đoạn. Khởi đầu, chúng tôi 
tham khảo các chi tiết và từng bộ phận của 
KCDN Orthofix đang có ngoài thị trường, sau 
đó tiến hành vẽ bản vẽ chi tiết cho từng bộ phận, 
chỉnh sửa và hoàn thiện để có thể gia công chế 
tạo CDN. Tuy nhiên chúng tôi không đi sâu vào 
phần này mà chủ yếu nghiên cứu các đặc tính cơ 
học của KCDN mới chế tạo được. 
Kết quả đo lực mô phỏng trên máy tính 
Trong thực tế, sau khi hoàn thảnh sản phẩm, 
chúng tôi tiến hành đo lực mô phỏng trên hệ 
thống máy tính. Việc này rất quan trọng vì có 
những chi tiết rất khó để kiểm tra độ bền cũng 
như độ chịu lực bằng phương pháp thực nghiệm 
mô hình. Chúng tôi gửi thông số bản vẽ của sản 
phẩm đến Bộ môn Cơ kỹ thuật, trường Đại học 
Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh thực hiện công việc 
tính toán bài toán. 
Xác định đặc tính cơ học của khung cố định 
ngoài dạng khối cặp 
Công việc cụ thể như sau: Mô hình hình học 
và mô phỏng bài toán với 2 trường hợp khung 
chịu lực chủ yếu trong điều trị là khung chịu lực 
uốn và khung chịu lực xoắn. Trong mỗi trường 
hợp chịu lực, bài toán được thực hiện với các 
khoảng cách chiều dài kim khác nhau, tương 
ứng với các kích cỡ cẳng chân khác nhau. Cùng 
khi đó là các moment uốn và moment xoắn sẽ 
khác nhau tác động lên khung. Việc xác định 
khả năng chịu lực này rất quan trọng vì trong 
quá trình mang khung cố định, nếu khối kẹp 
đinh này không chắc chắn sẽ dẫn đến việc di 
lệch trục của xương được cố định khiến cho việc 
lành xương khó khăn hoặc lành xương lệch trục. 
Qua quá trỉnh mô phỏng chịu lực trên máy tính, 
chúng tôi nhận thấy điểm chịu lực của phần 
khối kẹp chủ yếu là tại vị trí mép ngoài của lỗ 
kẹp đinh răng được thiết kế trên chi tiết bản cặp 
đinh. Tính toán cho thấy, đối với KCDNDKC 
chế tạo được, điểm ứng suất chịu lực cực đại đối 
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 25 * Số 1 * 2021
Chuyên Đề Ngoại Khoa 92
với Inox 304: ch 215MPa , tương đương 
215X 10,2 = 2.193 kg/cm2 và đối với nhôm 6061: 
ch 276MPa , tương đương 2.815,2 kg/cm2. 
Các thông số cho thấy ở các lực xoắn và bẻ cong, 
vị trí này vẫn chịu lực rất tốt và không bị biến 
dạng. Điều này chứng tỏ rằng độ cứng của vật 
liệu và khả năng chịu tải tốt của khối kẹp đinh 
răng. KCDNDKC sẽ giữ chặt đinh trong quá 
trình mang khung dưới các lực tác động khác 
nhau. Trong thực tế, khi lắp ráp CDN cho bệnh 
nhân, KCDN hầu như không cần phải chịu đến 
ứng suất lực lớn như vậy. 
Kết quả đo lực trên mô hình thực nghiệm 
Sau bước mô phỏng trên máy tính, chúng tôi 
tiến hành thử nghiệm khả năng chịu lực của 
KCDNDKC tại Trung tâm tiêu chuẩn đo lường – 
chất lượng 2. KCDNDKC được thiết kế theo mô 
hình so sánh đồng thời với 2 loại KCDN được sử 
dụng rộng rãi trên thị trường là khung Orthofix 
và khung CDN kiểu Muller. Trên thực tế, khi 
mang KCDN, 2 lực tác động nhiều nhất là lực 
nén và lực kéo. Vì vùng cơ của cẳng chân ít hơn 
và không khoẻ như vùng đùi, chính vì thế lực 
xoắn và lực co kéo sẽ ít hơn. Chúng tôi còn thực 
nghiệm thêm 2 loại lực: lực xô ngang và lực xô 
dọc để đánh giá khả năng chịu lực của khung. 
So sánh giữa KCDNDKC và KCDN Orthofix 
chúng tôi nhận thấy: 
- Đối với lực nén: KCDNDKC cặp di lệch 
từ 1 mm trở lên khi lực tác động từ 140 N. 
Trong khi đó, khung Orthofix di lệch trên 1 
mm từ lực tác động 90N. KCDN Orthofix có 
khuynh hướng di lệch mức độ nhiều hơn ở các 
lực tác động lớn hơn. 
- Đối với lực kéo: KCDNDKC di lệch từ 1 
mm trở lên khi lực tác động từ 130 N. Trong 
khi đó, khung Orthofix di lệch trên 1 mm từ 
lực tác động 40N. KCDN Orthofix có khuynh 
hướng di lệch mức độ nhiều hơn ở các lực tác 
động lớn hơn. 
- Đối với lực xô ngang: KCDN Orthofix có 
độ di lệch lớn hơn so với KCDNDKC từ lực tác 
động 50N trở lên. 
- Đối với lực xô dọc: KCDNDKC di lệch từ 
2,5 mm trở lên khi lực tác động từ 120 N. Trong 
khi đó, khung Orthofix di lệch trên 2,5 mm từ 
lực tác động 90 N. KCDN Orthofix có khuynh 
hướng di lệch mức độ nhiều hơn ở các lực tác 
động lớn hơn. 
Sau thực nghiệm, chúng tôi nhận thấy rằng 
KCDNDKC có khả năng chịu lực tốt hơn so với 
KCDN Orthofix. Khung của chúng tôi ít biến 
dạng hơn và ít di lệch hơn trong quá trình thử 
nghiệm các lực tác động. Các giá trị về độ bền và 
độ chịu lực đều đạt tiêu chuẩn nếu lấy khung 
chuẩn là khung Orthofix. 
Trong một nghiên cứu so sánh khả năng 
chịu lực của KCDNDKC có 2 khớp nối (Orthofix 
Procallus Fixator) và 4 khớp nối (Dynafix DFS 
Standard Fixator), tác giả Burgers PT(11) đã tiến 
hành thực nghiệm ghi nhận khả năng chịu lực 
tác động của 2 KCDN với các lực của các hướng: 
lực ép ngang, lực xô dọc, lực nén và lực kéo. Tác 
giả đã thực nghiệm khung Orthofix với cùng mô 
hình thử nghiệm với chúng tôi. Kết quả cũng ghi 
nhận rằng khung Orthofix dịch chuyển từ 1 mm 
trở lên ở lực kéo 90N trở lên. 
Trên biểu đồ biểu thị, chúng tôi nhận thấy 
biến thiên mức độ di lệch của KCDNDKC (1A 
và 2A) là đường thẳng và tương đối hằng định, 
điều đó cho thấy độ vững chắc của KCDNDKC 
mới sản xuất rất cao. Nhiều nghiên cứu trước 
đây đã cho thấy trong nhiều loại khung CDN 
khác nhau dùng cố định xương một bên thì 
KCDN Orthofix là vững chắc hơn cả(12,13). Tuy 
nhiên nghiên cứu của Jaskulka RA(12) có nhận xét 
rằng KCDN Orthofix vững chắc là do sự khác 
biệt về đường kính đinh của nó. Đinh Schanz 
của Orthofix có đường kính 6 mm và phần răng 
thuôn nhỏ từ 6 mm đến 5 mm ở đầu đinh và 
cũng được chế tạo bằng vật liệu thép 316L(14) như 
loại đinh Schanz của công ty Cao Khả mà chúng 
tôi dùng để thử nghiệm. Trên các mô hình thực 
nghiệm của chúng tôi, do chúng tôi dùng cùng 
chung một loại đinh răng Schanz đường kính 5 
mm của công ty Cao Khả sản xuất nên sự vững 
của khung chênh lệnh không nhiều. Hơn nữa, có 
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 25 * Số 1 * 2021 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Ngoại Khoa 93
thể do hệ thống lò xo đàn hồi của KCDN 
Orthofix làm cho sự dịch chuyển của thanh gỗ 
nhiều hơn. 
KẾT LUẬN 
KCDNDKC mới sản xuất đáp ứng tiêu 
chuẩn kỹ thuật về mặt cấu tạo, hình dáng sản 
phẩm bên ngoài. KCDNDKC đáp ứng về các đặc 
tính cơ học như khả năng chịu lực, độ bền, thành 
phần cấu tạo của một thiết bị y tế. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Cao Thỉ (2010). Khảo sát các gãy xương lớn tại bệnh viện Chợ 
Rẫy trong 2 năm 2008-2009. Y học Thực hành, 8(729):39-40. 
2. Yilihamu Yi, Keremu A, Abulaiti A (2017). Outcomes of post-
traumatic tibial osteomyelitis treated with an Orthofix LRS 
versus an Ilizarov external fixator. Injury, 48(7):1636-1643. 
3. Behrens FF (1989). General theory and principles of external 
fixation. Clinical Orthopaedics and Related Research, 241:15-24. 
4. Chao EY, Aro HT, Lewallen DG, Kelly PJ (1989). The effect of 
rigidity on fracture healing in external fixation. Clinical 
Orthopaedics and Related Research, 241:24-35. 
5. Nguyễn Quang Long (1990). Hệ thống cố định ngoài theo 
phương pháp Ilizarov. Tổng quan và chuyên khảo ngắn y dược. 
Viện thông tin- thư viện y học trung ương, Hà Nội-TP. Hồ Chí 
Minh, 39:33-40. 
6. Cao Thỉ (1992). Khung cố định ngoài nắn chỉnh chủ động dùng 
trong điều trị gãy thân hai xương cẳng chân. Luận văn tốt nghiệp 
Bác sĩ Nội trú, Đại học Y Dược TP. HCM. 
7. Cao Thỉ (2013). Điều trị gãy thân xương đùi nhiễm trùng bằng 
khung cố định ngoài ba thanh hai mặt phẳng. Y học Thành phố 
Hồ Chí Minh, 17(3):170-173. 
8. Gardner TN, Weemaes M (1999). A mathematical stiffness 
matrix for characterising mechanical performance of the 
Orthofix DAF. Medical Engineering and Physics, 21(2):65-71. 
9. Varady PA, Greinwald M, Augat P (2017). Biomechanical 
comparison of a novel monocortical and two common bicortical 
external fixation systems regarding rigidity and dynamic 
stability. Biomedizinische Technik. Biomedical Engineering, 
63(6):665–672. 
10. Foxworthy M, Pringle RM (1995). Dynamization timing and its 
effect on bone healing when using the Orthofix Dynamic Axial 
Fixator. Injury, 26(2):117 – 119. 
11. Burgers PTPW, Van Riel MPJM, Vogels LMM, Stam R, Patka P, 
Van Lieshout EMM (2011). Rigidity of unilateral external 
fixators-A biomechanical study. Injury, 42(12):1449 – 1454. 
12. Jaskulka RA, Egkher E, Wielke B (1994). Comparison of the 
mechanical performance of three types of unilateral, 
dynamizable external fixators. An experimental study. Arch 
Orthop Trauma Surg, 113(5):271-275. 
13. Moroz TK, Finlay JB, Rorabeck CH, Bourne RB (1988). External 
skeletal fixation: choosing a system based on biomechanical 
stability. J Orthop Trauma, 2(4):284-296. 
14. Lavini F M, Brivio L R, Leso P (1994). Biomechanical factors in 
designing screws for the Orthofix system. Clinical Orthopaedics 
and Related Research, 308:63-67. 
Ngày nhận bài báo: 30/11/2020 
Ngày nhận phản biện nhận xét bài báo: 13/01/2021 
Ngày bài báo được đăng: 10/03/2021