книги / Пакеты прикладных программ

Механические свойства рассматриваемой области приведены в табл. 3.

Бедренная кость моделируется как неоднородное анизотропное линейно-упругое тело сложной геометрической формы. Неоднородность механических свойств бедренной кости вызвана наличием костномозгового канала, кортикальной и губчатой костных тканей.

С помощью построенной пространственной конечноэлементной модели системы «бедро – эндопротез» рассчитываются поля продольных деформаций бедренной кости при следующих граничных условиях: нижний край кости консольно закреплен; головка протеза нагружена вертикальной нагрузкой 3000 Н (рис. 16). Величины интенсивности напряжений приведены на рис. 17.

41

Рис. 16. Деформации, возникающие в результате нагружения

Рис. 17. Изолинии напряжений рассматриваемой модели

42

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СРАСТАНИЯ ОТРОСТКОВ ТВЕРДОГО НЁБА ПРИ РАСЩЕЛИНЕ

К наиболее распространенным врожденным порокам развития относятся расщелины верхней губы и нёба. По данным, частота рождения детей с данным пороком составляет 38 % от всех пороков развития у детей.

Врожденные расщелины верхней губы и нёба относятся к числу наиболее тяжелых пороков развития челюстно-лицевой области, большинство детей с этим пороком с момента рождения инвалиды и нуждаются в длительном комплексном специализированном лечении.

В настоящее время наблюдается рост частоты врожденных расщелин верхней губы и нёба, что связано, очевидно, с увеличением влияния неблагоприятных факторов вследствие интенсивного развития промышленности. В частности, в регионах с развитой нефтехимической промышленностью отмечается увеличение стоматологической заболеваемости и рост числа детей с врожденными расщелинами верхней губы и нёба.

Данной патологии сопутствуют нарушение дыхания, питания и речи, а также эстетические дефекты, пагубно сказывающиеся на общем физическом и интеллектуальном развитии ребенка.

Эти данные свидетельствуют о необходимости дальнейшего проведения комплексных исследований врожденных аномалий челюстно-лицевой области с целью их профилактики и активного участия в этой работе. В данном пособии описана проблема врожденной расщелины губы и нёба в целом, рассматриваются ее этиологические, патологические аспекты и классификация. Отдельно изучаются способы ортодонтического лечения расщелин нёба как методы биомеханического воздействия.

Факторы, влияющие на врожденные челюстно-лицевые аномалии, делятся на внешние и внутренние.

К внешним факторам можно отнести:

1) физические: механическое воздействие на плод (удары в живот беременной женщины, езда верхом на лошади, падения),

43

пороки развития матки, термические воздействия, повышенная солнечная радиация;

2)химические: гипоксия, недостаток витаминов и микроэлементов в организме матери, воздействие токсических веществ,

атакже употребление алкоголя и курение;

3)биологические: вирусы и их токсины;

4)психические травмы, являющиеся причиной неправильного распределения гормонов в первые месяцы беременности.

К внутренним факторам относятся:

1)патологическая наследственность;

2)биологическая неполноценность клеток;

3)влияние возраста матери (возраст старше 35 лет повышает вероятность возникновения расщелин, что связано, по-видимому,

со старением яйцеклетки).

Причинами врожденной расщелины верхней губы и нёба, как полагает большинство исследователей, могут быть внешние и внутренние факторы, действующие самостоятельно или совместно, вызывая либо травмы (механические воздействия), либо мутации (токсины, курение, радиация), либо неправильный обмен веществ эмбриона (гипоксия, термические воздействия).

По классификации Московского медицинского стоматологического института, врожденные расщелины нёба подразделяются:

1)на врожденные расщелины мягкого нёба (скрытые, неполные, полные);

2)врожденные расщелины мягкого и твердого нёба (скрытые, неполные, полные);

3)врожденные полные расщелины мягкого и твердого нёба

иальвеолярного отростка (одноили двусторонние);

4)врожденные расщелины альвеолярного отростка и переднего отдела твердого нёба (неполные (одноили двусторонние), полные (одноили двусторонние)).

Расщелины нёба встречаются в сочетании с расщелинами верхней губы. При этом различные формы расщелин нёба могут сочетаться с различными формами расщелин верхней губы.

44

Скрытые расщелины располагаются только в пределах мышечного слоя мягкого нёба или костной ткани твердого нёба при нормальной слизистой оболочке. Неполные расщелины мягкого нёба не доходят до границы с твердым небом. Полные расщелины твердого нёба распространяются до резцового отверстия. Расщелины мягкого и твердого нёба всегда располагаются по средней линии.

Различия в строении мышц небно-глоточной области нормального нёба и при расщелине нёба достаточно существенны. Суть их заключается в том, что мышцы, направляющиеся к средней линии мягкого нёба, не прикрепляются к точкам фиксации на линии шва мягкого нёба, поэтому они имеют другие точки прикрепления, которые препятствуют полноценному функционированию мышц и тем самым задерживают их развитие.

Основная масса мышечных пучков небно-язычной и неб- но-глоточной мышц проходит край расщелины мягкого нёба и находит надежное прикрепление у заднего края твердого нёба. При этом заметен эффект морфологических изменений в связи с нарушенной функцией этих мышц. При нормальном соединении мышц обеих сторон у нёба они образуют петлю, поднимающую мягкое небо вверх, тогда как у пациентов с расщелиной каждая мышца тянет только свою половину нёба вверх и в сторону от средней линии. В дальнейшем это становится причиной увеличения самой расщелины. Таким образом, одним из основных принципов хирургического лечения является удаление из расщелины дополнительных мышечных включений и фиксация мышц обеих половин мягкого нёба на средней линии.

Долгое время в отечественной ортопедической практике лечения врожденной расщелины нёба господствовал метод плавающего обтуратора Кеза. Обтуратор представляет собой пластинку, плотно прилегающую к твердому небу и дну носовой полости, закрывая при этом дефект. Между задней стенкой и краем обтуратора должно быть пространство для беспрепятственного прохождения воздушной струи при носовом дыхании.

45

Несомненно, что обтуратор, разобщая носовую и ротовую полости, защищает слизистую оболочку носовой полости от раздражения пищей, нормализует функции глотания, дыхания, жевания и речи. Однако применение плавающего обтуратора имеет недостатки: функция мышц мягкого нёба не нормализуется, поскольку дефект не устраняется, а лишь закрывается; при сокращении мышц мягкого нёба расщелина увеличивается; кроме того, пластмасса обтуратора раздражает края расщелины, вызывая хронические воспалительные процессы в области слизистой оболочки.

В литературе упоминается метод Мак-Нила, заключающийся в стимулировании роста верхней челюсти по краям расщелины с целью ее сужения. Для этого применяют пластинку для верхней челюсти, которая закрывает дефект нёба. Она снабжена пилотами, обращенными в сторону краев расщелины, или тонкими проволочными приспособлениями. Ими усиливают давление на слизистую оболочку по краям расщелины, вызывая ее раздражение и рост кости. Постепенно края расщелины сближаются.

В 1978 г. сотрудники Пермской государственной медицинской академии профессор Е.Ю. Симановская и профессор Т.В. Шарова разработали оригинальный метод пошаговой предоперационной ортопедической реконструкции дефектов верхней челюсти. Для этой цели был разработан сменный ортопедический аппарат, который создает механическое усилие для низведения порочно развитых фрагментов твердого нёба [6].

Был сконструирован съемный ортопедический аппарат, обеспечивающий оказание механического усилия на фрагментированные и недоразвитые нёбные отрасли для их низведения в полости рта. Схема аппарата показана на рис. 18.

На рис. 19 изображена схема аппарата после его присоединения к разобщенным фрагментам твердого нёба в случае двусторонней расщелины.

46

б

д

Рис. 18. Схематическое представление аппарата для коррекции аном алии твер дого нёба: а – зубодесневая пластинка; б – носовая пластинка; в – упругое кольцо; г – отверстия для зубов в зубодесневой пластинке;

д – поддерживающие петли носовой пластинки; е – медиальные по ддерживающие петли; ж – дистальные поддерживающие петли

б

г

Рис. 19. Схема применения аппарата в случае двусторонней расщелины твер дого нёба: а – зубодесневая пластинка; б – носовая пластинка;

в – упругое кольцо; г – фрагмент нёба

47

Аппарат состоит из носовой и зубодесневой пластинок, соединенных резиновым кольцом заданного диаметра. Механическое усилие создается резиновым кольцом, смонтированным на шести поддерживающих петлях. В результате усилие передается к носовой пластинке, которая создает усилие вниз. Это приводит к постепенному низведению фрагментов нёба из носовой полости в полость рта. Аппарат стимулирует остеогенез (рост кости) вдоль свободного края отростков. Период применения аппарата зависит от возраста ребенка, вида расщелины, степени деформации и недоразвития нёбных отростков, а также от общего состояния здоровья ребенка (практически срок составляет от 3 месяцев до 1,5 лет).

Эффективность аппарата подтверждается клиническими наблюдениями, показывающими, что имеют место изменение положения разобщенных фрагментов и уменьшение поперечного размера расщелины. Основой работы демонтируемого аппарата является принцип механического действия. Главный механический фактор есть тянущая сила, развиваемая упругим кольцом сразу после его введения и закрепления на поддерживающих петлях, что приводит к интенсивным ростовым деформациям костной ткани разобщенных фрагментов.

Биомеханическая модель позволяет рассчитать поведение фрагментов нёба под нагрузкой. Расчет ростовых деформаций дает возможность найти оптимальную величину силы и оптимальное направление силы, развиваемой ортопедическим аппаратом.

Модель фрагментированного твердого нёба представляет собой изгибаемую растущую однородную балку, защемленную на одном конце и подверженную действию силы на другом конце (рис. 20).

Такая упрощенная модель облегчает понимание процессов, протекающих в сплошной среде, и уменьшает число параметров математической модели, многие из которых не могут быть определены с достаточной точностью.

48

y

B

F

x

O

Рис. 20. Э лементарная модель фрагментированного твер дого нёба

Если пренебречь мгновенными упругими деформациями, определяющее соотношение для рассматриваемого одноосного напряженного состояния имеет вид

A B ,

где скорость деформации в точках поперечного сечения балки; A и B константы ростовой деформации; σ аксиальное напряжение, нормальное к поперечному сечению балки.

Для определения констант A и B было проведено экспери-

ментальное исследование, состоявшее в измерении параметров конфигурации растущей челюсти с помощью гипсовых отпечатков. Координаты фиксированных точек челюсти (а следовательно, и перемещения) определялись с помощью электронного микроскопа. Наблюдение в течение 18 месяцев позволило найти значения параметров: А = 0,0025 (1/мес.), В = 0,002 (мм2/г мес.).

После определения параметров роста возникает вопрос об определении оптимальной силы, приложенной на свободном конце балки, которая деформирует нёбные отростки оптимальным образом. При этом нужно учесть важный клинический факт, что максимальное напряжение в живой структуре, производимое действую-

49

щей внешней нагрузкой, не должно быть выше 20 г/мм2, в противном случае возникают травмы слизистой оболочки и костной ткани твердого нёба. Тогда максимальная нагрузка F, оцениваемая как физиологическое ограничение, составляет примерно 40 г. Далее мы найдем оптимальную силу Fopt по величине и направлению.

Нужно также ввести ограничения на угол между силой F и осью Ох (рис. 21).

y

(F' T N). Сжимающая сила T препятствует росту, а сила N вызывает поворот фрагмента, скачок из положения 1 в положение 2.

Таким образом, вместо силы F ' более предпочтительно создать силу, указанную на рис. 21 как сила F . Эта сила будет вызывать благоприятный поворот фрагмента по часовой стрелке, а также создавать силу растяжения фрагмента, способствующую росту.

Кроме того, учтем, что с физической точки зрения сила F создается нормальным давлением носовой пластинки на фрагмент, направленным вниз, и силой трения между носовой пластинкой и фрагментом.

В итоге мы получаем следующее ограничение на угол :

0 90 .

50