CC BY
13
ВсеукраУнська науково-практична конференщя «Медична наука в практику охорони здоров'я»
( , 21 2014 )
Стоматолопя
УДК 616.742-089
Авет'шов Д. С., Стебловський Д.В.
Б1ОМЕХАН1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 ШК1РИ СОСКОПОД1БНО1 Д1ЛЯНКИ ПРИ ПРОВЕДЕНН1 НИЖНЬО1 РГПДЕКТОМП ТА КОСМЕТИЧНО1 ОТОПЛАСТИКИ
ВДНЗУ «УкраТнська медична стоматолопчна академiя», м. Полтава
Експериментально показано, що за механiчними властивостями шюра е нелiнiйним еластичним матер'алом. Метою досл'дження було визначити оптимальнi меж/ деформацУУ шюрно-жирових кла-пт'в соскопод'бно'У длянки стосовно проведення нижньоУ ршдектомУУ та косметичноУ отопласти-ки. Висновок. Таким чином, було створену математичну модель при напруженому стан шюри та УУ релаксацУУ на етап планування на основ/ отриманих математичних даних, Ух комп'ютерно'У обробки за допомогою графiчних редактор'т в'зуал'зацУУ процесв та створення стандартиза^йних таб-лиць щодо меж пластичноУ деформацУУ шюри у соскопод'бнш дтянц1, дасть можливсть у цифровому вигляд! визначитися за даними щодо довжини змщення або кута ротацУУ шюрно-жирових клапт'т при проведенн/ нижньоУ ршдектомУУ та косметичноУ отопластики в залежност/ в 'д характеру дефекту та конкретного патента.
Ключов1 слова: бюмехажка, шфно-жировий клапоть, соскопод1бна дтянка, косметична отопластика, нижня ргг1дектом1я, пластична деформац1я.
Робота е фрагментом iнiцiативноi' теми кафедри хiрургiчноi' стоматологи та щелепно-лицевоУ х'рург'УУ з пластичною та реконструктивною хiрургiею голови та шиУ: «Алгоритм хiрургiчного та консервативного лкування хворих, що мають кос-метичнi дефекти тканин щелепно-лицевоУ длянки, iнволюцiйний птоз обличчя та шюри, больовi синдроми обличчя та про-флактики утворення патологiчних рубцевозмнених тканин» (№0114и001910).
Експериментально показано, що за мехашч-ними властивостями шюра е нелшшним еластичним матерiалом. Еластичнють мае на увазi те, що властивост шюри представляють комбшацш властивостей щодо еластичност i в'язкостк Тому и характеристики щодо в'язкосп, мехашчш властивост залежать вщ часу i вщ виду мехаш-чного вантаження. Дал^ ускладнюючи розгляд, шюра не гомогенна i не iзотропна - це компози-цшний матерiал, що складаеться з дискретних частин, який мае неоднорщну структуру, унаслн док чого мехашчы властивост матерiалу рiзнi у рiзних напрямах (анiзотропiя). Також напруга i деформацп, до яких схильна шюра, можуть бути великi, i у рядi випадкiв геометрично лiнiйнi сшв-вiдношення не можуть бути використаш.
Мета дослiдження
Визначити оптимальн межi деформаци шюр-но-жирових клап^в соскоподiбноТ дiлянки стосовно проведення нижньоТ ртдектомп та косметичноУ отопластики.
Об'ектом дослщження було 17 па^етчв з ш-волюцiйним птозом шюри нижньоТ третини обличчя та 19 хворих з капловухютю. У порiвняннi з пацiентами контрольно!' групи Тм було виконано нижню ртдектомш та косметичну отопластику за авторською методикою.
При проведены бюмехаычних дослщжень за основу були взят наступнi моделi розтягування
фiзичних тт: модель Максвела, модель Фойгта, модель Кельвша, модель Бюргерса, модель Бранкова.
Результати дослщжень
Модель Максвелла. Ця модель представляе собою послщовне з'еднання пружного та в'язкого елементв. При фксованш деформаци, напруження будуть повiльно згасати з часом. Вщбуваеться це за рахунок перерозподту на-пружень всередин системи. Розтягнута пружина дiе на в'язкий елемент i викликае рух поршня. При цьому загальна деформа^я залишаеться фксованою, а значить, пружина поступово ско-рочуеться, повертаючись в початковий, i напруження з часом зменшуються.
При повтьному навантаженн поршень руха-еться i на пружину дшть меншi напруження, тоб-то зразок тече. Таким чином дослщжувана модель вiдповiдае в'язкопружним рщинам.
Модель Фойгта. Ця модель складаеться з па-ралельного з'еднання пружини i поршня. Дефо-рма^я е однакова для обох елементв. Наван-таження розподiляеться мiж елементами в за-лежностi вiд ступеня Т'х опору деформацiТ.
При iзотонiчному експериментi деформацiя зразка буде повтьно зростати з часом. Пiсля зняття навантаження деформа^я зменшуеться, зразок повертаеться в початковий стан. При до-вготривалому напружены елемента Фойгта вш
досягае максимального подовження, яке визна-чаеться пружнютю пружини, а пюля розванта-ження початкова форма вщновлюеться, тому розглянута модель описуе властивост в'язкопружного твердого тiла.
Моделi Фойгта i Максвелла демонструють правила розподту напружень i деформацiй при паралельному i послiдовному з'еднаннi елемен-^в реологiчних схем. Як правило, властивосп бiологiчних тканин задовiльно описуються моделями з бтьшим числом елеметчв.
Модель Кельвiна (Зiнера). Ця модель пред-ставляе собою послiдовне з'еднання пружного елемента i елемента Фойгта. Для отримання закону пружност для дано' моделi використову-ються правила, що використовувалися для еле-ментiв Фойгта i Максвелла: при паралельному з'еднанн деформацп однаковi а напруження до-даються; при послщовному з'еднаннi напруження однаковi, а деформацп додаються.
За властивостями модель вщповщае в'язкопружному твердому тiлу. З наведеного до-слiдження видно, що властивост моделi Кельвн на вщмшы вiд властивостей моделей Фойгта i Максвелла.
Модель Бюргерса. Чотирьохелементна модель Бюргерса представляе собою послiдовне з'еднання елемен^в Фойгта i Максвелла та за-довiльно описуе механiчнi властивост тромбу i тканини мозку.
Модель Бранкова. П'ятиелементна модель
Результати експерI
Бранкова задовтьно описуе мехаычы властиво-ст м'язiв.
Для представлених вище моделей було при-йнято наступне допущення: для зменшення числа невщомих: жорсткостi пружних елементiв i динамiчна в'язкiсть в'язких елементiв були при-йнятi однаковими.
Наростання деформацп в моделях Фойгта, Кельвша i Бранкова вщбуваеться по подiбних експоненцiальних законах, проте, якщо дефор-мацiю зафксувати, то модель Фойгта не описуе релаксацш, а моделi Кельвiна i Бранкова опи-сують достатньо сильну релаксацю Моделi Ма-ксвела i Бюргерса при постiйному навантаженнi описують практично лшшну деформацiю з одним i тим же кутом нахилу, але в початковий момент часу 'х поведiнка рiзна: модель Максве-ла описуе строго лшшну залежнють, а модель Бюргерса - експонен^альну залежнiсть.
Модель Максвела цтком адекватно описуе поведiнку реально' шюри при розтягуваннi, але вона повнютю релаксуе, що не може вщбувати-ся з шкiрою зважаючи на наявнють волокон ко-лагену. Натягнута шмра при фiксованiй деформацп частково релаксуе. Таку поведiнку дають модель Кельвша i модель Бранкова. Обидвi цi моделi мають обмежену релаксацш, як i шкiра.
Враховуючи ктькють оперативних втручань при пiдйомi i моб^зацп шкiрно-жирових клаптiв, наводимо результати експерименту з клаптями узятими з соскоподiбноl дiлянки (табл.1, табл.2).
Таблиця 1.
тпу з одноосним деформуванням соскоподбно)' длянки (ж1нки)
Час, с. Вщстань мiж захватами захватами, мм База однорщно'' деформацп, мм Напруження, Па
0 58,4 26,4 0
0,3 60,2 26,9 3,458 106
0,6 66,1 28,7 1,130107
0,9 70,8 30,5 1,559-107
1 71,2 30,5 1,561 -107
2 71,6 30,4 1,107-107
3 71,7 30,4 1,001107
7 71,8 30,4 8,577 106
17 71,9 30,35 7,539 106
37 71,9 30,3 6,917106
Таблиця 2.
Результати експерименту з одноосним деформуванням шюри соскопод^бноТ длянки (чоловки)
Час, с. Вщстань мiж захватами захватами, мм База однорщно''' деформацп, мм Напруження, Па
0 56,2 24,1 0
0,3 59,1 24, 5 3,292 106
0,6 64,8 25,9 1,139107
0,9 28,2 28,6 1,599 107
1 69,4 28,9 1,611-107
2 71,6 29,4 1,164107
3 71,1 29,6 1,019-107
7 71,3 29,6 8,624 106
17 71,4 29,7 7,596 106
37 71,6 29,5 6,989 106
Осктьки найпоширешшими опера^ями, по-в'язаними з пщйомом i мобiлiзацiею шюрно-жирових клаптiв в соскоподiбнiй дтянц^ е кос-метична отопластика та нижня рiтiдектомiя, ми зробили спробу математично обфунтувати гли-бину вщшарування i ступiнь натягу клаптiв в ме-
жах пластично' деформацп. Пщ час проведення вищенаведених операцш виачення надлишку шкiри та ''' подальше натягнення проводиться вручну, спираючись на власний досвщ хiрурга, кожен може емшрично оцiнювати i реалiзовува-ти натягнення шмри.
При проведены косметично' отопластики та нижньо' ртдектомп, щоб досягти максимального косметичного ефекту, тобто якомога сильнее натягнути шюру, хiрурги не звертають увагу на деформативн властивостi шкiри в соскоподiбнiй дiлянцi, бо такi данi практично вщсутнк Оскiльки пiсля «перенатягу» шмра починае отримувати сильнi внутрiшнi перенавантаження, це може призвести до отримання шсляоперацшних ускладнень та нав^ь звести наывець весь ефект операцп.
Для забезпечення якнайкращого косметично-го ефекту i зменшення несприятливих наслщмв необхiдно забезпечити оптимальне натягнення шюри в соскоподiбнiй дiлянцi. Недостатне натягнення не дае належного ефекту омолоджування, осктьки ненатягнута шкiра утворюе зморшки, а також при отопластиц не усувае капловухостi належним чином. Надмiрне натягнення веде до наступних несприятливих наслщмв: поява кело-'дного рубця, розвиток некрозу шкiри. Порушен-ня живлення пов'язане з вщшаруванням шкiри вiд пiдлеглих тканин i вiдсутнiстю кровопоста-чання вiд сусщшх тканин унаслiдок передавлен-ня судин. Вщшарування тканин е необхiдною дн ею при операци i уникнути и неможливо, а пере-давлення судин можна не допустити, встанов-люючи необхiдне натягнення шкiри та дшчи в межах пластично' деформаци.
В процесi операцп хiрург робить розрiз в сос-коподiбнiй дтянцк Потiм проводиться вщшару-вання шюри вiд пiдлеглих тканин з пщтяжкою i прошивкою платiзми, яка надалi сприймае на себе основне навантаження по утриманню шюри в необхщнш формi для забезпечення кращого косметичного ефекту. Основна проблема поля-гае в перенатязi вщсепаровано' дiлянки шюри, оскiльки при надмiрному натягненнi вщбуваеть-ся передавлення капiлярiв в шюр^ що викликае гiпоксiю тканин та призводить до некрозу. Вна-слщок вiдшарування шкiри капiляри пiдходять до вщсепарованого клаптя тiльки через невщ-шаровану частину шкiри. Живлення вщ пщлег-лих шарiв припиняеться.
Завдання виршувалося в межах величин пласко' напруги. Глибина вiдшарування складае
Реферат
БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЖИ СОСЦЕВИДНОЙ ОБЛАСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ НИЖНЕЙ РИТИДЭКТОМИИ И КОСМЕТИЧЕСКОЙ ОТОПЛАСТИКИ Аветиков Д. С., Стебловский Д.В.
Ключевые слова: биомеханика, кожно-жировой лоскут, сосцевидная область, косметическая отопластика, нижняя ритидэктомия, пластическая деформация.
Экспериментально показано, что по механическим свойствам кожа является нелинейным эластичным материалом. Целью исследования было определить оптимальные границы деформации кожно-жировых лоскутов сосцевидной области при проведении нижней ритидэктомия и косметической отопластики. Таким образом, создание математической модели при напряженном состоянии кожи и ее релаксации на этапе планирования, на основе полученных математических данных, их компьютерной обработки с помощью графических редакторов визуализации процессов и создания стандартизаци-онных таблиц относительно границ пластической деформации кожи в сосцевидной области позволит в цифровом виде определиться по данным относительно длины смещения или угла ротации кожно-жировых лоскутов при проведении нижней ритидэктомия и косметической отопластики в зависимости от характера дефекта и конкретного пациента.
1-1,5 см. Товщину клаптя приймемо одиничною. Основними точками кртлення шюри е: козелок вуха i верхня частина вушно' раковини.
При виршенш подiбних завдань виникають невизначеносп при пошуку напруги i деформа-цш в точках додатку сили. Тому прикладаеться розподтене навантаження, що моделюе сили, як виникають в мюц розрiзу пюля зшивання тканини.
Таким чином, створена математична модель при напруженому стаж шмри та IT релаксаци на етап планування, на основi отриманих матема-тичних даних, 'х комп'ютерно'' обробки за допо-могою графiчних редакторiв вiзуалiзацп процеав та створення стандартизацшних таблиць щодо меж пластично' деформаци шюри у соскопофб-нш дтянщ дасть можливiсть у цифровому ви-глядi визначитися за даними щодо довжини змщення або кута ротацп шкiрно-жирових клап-^в при проведеннi нижньо' рiтiдектомi' та косметично' отопластики в залежносп вщ характеру дефекту та конкретного патента.
Лiтература
1. Аветков Д.С. Кпiнiко-морфофункцiональнi особливостi пщйо-му та мобтзацп шкiрно-жирових клаптiв соскопсдабно''' дтян-ки / Д.С. Аветков, Д.В. Стебловський // Актуальнi проблеми сучасно' медицини: Вiсник УкраТнсько''' медично' стоматолоп-чно' академп. - 2013. - Т. 13, Вип. 2 (42) - С. 180-182.
2. Аветков Д.С. Сучасш методики проведення розрiзiв при вико-наннi нижньо'' ртдектомп / Д.С. Аветков, Д.В. Стебловський, С.О. Ставицький // Укра'нський медичний альманах. - Т. 16. -№1. - Луганськ, 2013. - С. 7-8.
3. Аветков Д.С Сучасш методики проведення розрiзiв при вико-нанш верхньоТ ртдектомп / Д.С. Аветков, А.А. Гутник, Д.С. Стебловський // Вюник проблем бюлогп i медицини. - 2011. -Т. 1 (87), Вип. 3 - С. 148-150.
4. Голубков Н.А. Реабилитация в клинике пластической хирургии / Н.А. Голубков, А.Е. Сорокина // Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. - 2004. - № 4. -С. 63-64.
5. Бегун П.И. Моделирование в биомеханике / П.И. Бегун, П.Н. Афонин. - М. : Высшая школа, 2004. - 57 с.
6. Островерхов Г.Е. Оперативная хирургия и торографическая анатомия / Островерхов Г.Е., Бомаш Ю.М., Лубоцкий Д.Н. -М. : МИА, 2005. - 327 с.
7. Пластическая реконструктивная хирургия лица /[под ред. А. Д. Пейпла]. - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2007. - 391 с.
8. Амирасланов Ю.Л. Пластика дефектов мягких тканей методом дозированного растяжения / Ю.Л. Амирасланов, Д.В. Са-ркисов [и др.] // Врач. -1993. - № 2. - С. 25-28.
9. 0xlund H. The role of elastin in the mechanical properties of skin / H. 0xlund, J. Manschot, A. Viidik // J. Biomechanics. - 1988. - V. 21, № 3. -P. 276.
Summary
BIOMECHANICAL PROPERTIES OF SKIN IN MASTOID AREA UNDR LOWER RHYTIDECTOMY AND COSMETIC OTOPLASTY Avetikov D.S., Steblovskiy D.V.
Key words: biomechanics, cellulocutaneous flap, mastoid area, cosmetic otoplasty, lower rhytidectomy, plastic deformation.
It has been experimentally shown that the skin by its mechanical properties is a nonlinear elastic material. The aim of the study was to determine the optimal deformation margins of cellulocutaneous flaps of mastoid area under lower rhytidectomy and cosmetic otoplasty. Thus, a mathematical model of the skin under the tention and its relaxation at the stage of planning has been worked out on the basis of the mathematical data obtained and their computer processing by using graphics editors for visualization has been carried out. The standardized tables on the borders of skin plastic deformation in the mastoid area enables correct digital choice of the length of the displacement or rotation angle for rotation cellulocutaneous flaps under rhytidectomy and cosmetic otoplasty depending on the character of the defect and on an individual patient.
УДК 616.742/743 - 003.92 - 07 АветЫов Д.С., Буханченко О.П.
ПОР1ВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА Р1ЗНИХ МЕТОД1В ДИФЕРЕНЦ1ЙНО1 Д1АГНОСТИКИ ПАТОЛОГ1ЧНИХ РУБЦ1В, ЩО РОЗТАШОВАН1 В Р1ЗНИХ Д1ЛЯНКАХ ГОЛОВИ ТА ШИ1
ВДНЗУ «Украшська медична стоматолопчна акаде1^я», м. Полтава
У статтi доводиться необх'дн'ють посилення уваги до проблеми диферен^йноУ д'агностики пато-логiчних руб^в шюри голови та шиТ. Актуальнсть науковоУ розробки проблеми д'агностики i л!ку-вання руб^в шюри щелепно-лицевоТ областi пояснюеться, насамперед, зростанням юлькостi випа-дюв формування саме патолог'чних руб^в. Тяжю косметичн!' дефекти обличчя викликають у па^е-нт'т в'дчуття безперспективностi, неповноuiнностi, невпевненостi, зменшують духовн i трудовi можливостi особистост'!, часто призводять до розвитку iнтеркуррентних захворювань психосо-матичного походження, таких як неврози, стенокард'я, гiпертонiчна хвороба. Вибiр оптимального способу лкування паuiентiв з рубцевими змнами шюри, головним чином, залежить в 'д правильност'1 визначення певного виду патолог'чних руб^в. Однак, методики Ух диференцшноТ д'агностики, що були запропонован ранше, мають значн недолки. На думку автор'т, порiвняння рiзних д'агностич-них метод 'т дозволить удосконалити алгоритм диференц/йноУ д 'агностики патолог'чних руб^в та оптим'зувати лкування паuiентiв з рубцевими змнами шюри. Ключов1 слова: патолопчж рубц1, голова, шия.
Дана робота е фрагментом комплексноТ теми кафедри хiрургiчноi' стоматологи та щелепно-лицевоТ х'рурги з пластичною та реконструктивною хiрургiею голови та шиТ «Вродженi та набутi морфо-функuiональнi порушення зубо-щелепноТ систе-ми, органiв i тканин голови та шиТ, Тх дiагносmика, хiрургiчне та консервативне лкування (№ державноТ реестрацИ' 0111U006301).
Проблема дiагностики та лкування руб^в шюри щелепно-лицевоТ дтянки набула значнго теоретичного та практичного штересу. 1Т актуа-льнють пояснюеться, насамперед, зростанням юлькосп випадюв утворення саме патолопчних руб^в, що складае, за даними рiзних авторiв, вщ 6-37% [2,3].
Тяжю косметичн дефекти обличчя викликають у па^етчв вщчуття безперспективност^ не-повноцшносп, невпевненосп, зменшують духов-н i трудовi можливост особистосп, часто призводять до розвитку штеркуррентних захворювань психосоматичного походження, таких як неврози, стенокардiя, ппертошчна хвороба [7].
Не зважаючи на розробку рiзноманiтних ме-тодiв усунення патолопчних руб^в, питання Тх адекватноТ терапп залишаеться ще далеко не-виршеним. На нашу думку, вибiр оптимального способу лкування па^етчв з рубцевими змша-ми шюри, головним чином, залежить вщ прави-льност визначення певного виду патолопчних руб^в. Однак, методики Тх диференцшноТ дiаг-ностики, що були запропонован рашше, мають
значн недолги. Тому значна частина лiкарiв продовжуе застосовувати занадто розширений арсенал школи нешформативних додаткових методiв обстеження, а деяю спе^алюти викори-стовують лише вiзуальний та тактильний огляд, що унеможливлюе ч^ку дiагностику руб^в.
Таким чином, розробка та удосконалення алгоритму диференцшноТ дiагностики патолопчних руб^в е актуальною проблемою сучасноТ хiрур-пчноТ стоматологiТ та щелепно-лицевоТ хiрургiТ, що мае значне медичне та со^альне значення.
Метою дослщження було створення оптимального алгоритму диференцшноТ дiагностики патолопчних руб^в на основi порiвняння рiзних методик Тх дослщження.
Матерiали i методи
З метою визначення оптимальних методiв диференцiйноТ дiагностики патологiчних рубцiв нами було обстежено 70 оаб з патологiчними рубцями рiзних анатомо-топографiчних дiлянок голови та шиТ вком вiд 30 до 45 роюв. Клiнiчнi обстеження па^етчв доповнювались морфоло-
