Системы фиксации в челюстно-лицевой хирургии

Современная хирургия и травматология широко используют имплантацию искусственных конструкций и материалов для замещения утраченных тканевых структур и органов или для достижения тех или иных лечебных эффектов. Так, у пациентов с переломами костей лица и при проведении различных реконструктивно-восстановительных операций в области головы и шеи широко применяют искусственные фиксирующие устройства в виде пластин, шурупов, спиц или сложных внешнеротових аппаратов. Следствием их установки является создание системы «фиксатор-кость», компоненты которой качественно отличаются по своей структуре и свойствам. Развитие хирургической техники и разработка новых типов оперативных вмешательств приводят к тому , что подобные системы могут быть сложными, многокомпонентными и уникальными по своим конструкционными характеристиками. При этом система фиксации должна обеспечить не только необходимую жесткость и прочность, но и естественный характер распределения напряжений и деформаций в ткани, поскольку структура кости существенно зависит от условий механической нагрузки, в которых она находится.

В последние десятилетия в противовес эмпирическому подходу в решении задач, связанных с расчетом прочности и надежности систем фиксации в травматологии и челюстно-лицевой хирургии, применяют имитационное компьютерное моделирование с использованием метода конечных элементов. Этот подход, позволяющий с высокой точностью воспроизвести механическое поведение биологических систем в условиях функциональной нагрузки, рассматривается как мощный инструмент в решении ряда теоретических и прикладных проблем челюстно-лицевой хирургии. Создание и вычисление компьютерных моделей биомеханических систем может быть применено для решения задач оптимизации, например поиска оптимальных параметров системы фиксации при остеосинтезе костей человека, в частности нижней челюсти, которая является единственной подвижной костью лицевого черепа, которая испытывает значительные нагрузки в процессе пережевывания пищи.