Введение к работе
Актуальность проблемы.
При лечении детей и подростков с дефектами и деформациями костей лицевого черепа проблема выбора дополнительного пластического материала, определение источника его получения, расчет размеров трансплантата, учитывающих биологический возраст и перспективу роста ребенка, является одной из важнейших (Дьякова С.В.,1999,Топольницкий О.З.,2002).
Непрекращающиеся поиски быстрого и щадящего метода устранения дефектов и деформаций костей скелета позволили хирургам пополнить свой арсенал дополнительным способом лечения - методом компрессионно-дистракционного остеосинтеза. В детскую челюстно-лицевую хирургию данный метод в России впервые был внедрен в конце 20 века профессорами Рогинским В.В., Комелягиным Д.В и продолжил свое развитие в работах профессора Топольницкого О.З. и Латынина А.В. (2004).
Основой способности аппаратов поддерживать постоянное и равномерное напряжение в тканях растягиваемого регенерата в течение всего периода дистракции является поддерживаемый данным аппаратом режим дистракции.
Традиционно дистракция проводится механическим способом (вручную - ключом). При этом классический режим дистракции представлен темпом дистракции, который составляет 1,0мм, ритмом - четыре приема в день, средней величиной разового удлинения равной 0,25мм.
Такой способ и режим дистракции с практической точки зрения можно отнести к недостаткам метода, так как применение такого режима дистракции приводит к затягиванию сроков лечения. С теоретической точки зрения традиционный режим дистракции не поддерживает постоянного нетравматичного напряжения в регенерате, чередуя неконтролируемые пиковые нагрузки с периодами релаксации.
По нашему мнению, для практической реализации «эффекта Илизарова», и разрешения вопроса о выборе конкретного режима дистракции для каждого конкретного пациента необходимо разработать автоматический компрессионно-дистракционный аппарат, способный контролировать не ритм и не темп дистракции, а усилие нагружения регенерата. Режим не связанный с заранее задаваемым темпом и ритмом, становится фактически непрерывным.
Таким образом, необходимость создания автоматического компрессионно-дистракционного аппарата для непрерывной дистракции послужило основанием для формирования цели и задач исследования.
Цель исследования.
Совершенствование метода компрессионно-дистракционного остеосинтеза, путем научного обоснования возможности создания компрессионно-дистракционного аппарата для непрерывной дистракции, его разработки, создания и экспериментальной апробации.
Задачи исследования.
1.Теоретически обосновать возможность создания двигателя для автоматического компрессионно-дистракционного аппарата на основе электролитической тяги.
2.Создать экспериментальный стенд и провести стендовые испытания разработанной и созданной нами экспериментальной модели электролитического двигателя, оснащенной диагностической и контролирующей аппаратурой, позволяющей регулировать нагрузку на фиксирующие элементы аппарата и скорость удлинения регенерата в непрерывном режиме дистракции.
3.Провести экспериментальную апробацию разработанной нами клинической модели компрессионно-дистракционного аппарата для непрерывной дистракции с двигателем на основе электролитической тяги.
Научная новизна.
В результате проведенной работы впервые:
1. Создана первая в мировой практике клиническая модель автоматического компрессионно-дистракционного аппарата для непрерывной дистракции с двигателем на основе электролитической тяги.
2. В ходе проведенных стендовых испытаний двигателя получен математический алгоритм управления электролитическим двигателем в зависимости от показаний тензодатчика и датчика линейных перемещений, который позволяет выбирать нужный режим дистракции, оптимизирующий усилие нагружения регенерата в автоматическом непрерывном режиме.
3. Экспериментально, используя разработанный аппарат, впервые в мировой практике, применен режим непрерывной дистракции.
Практическая значимость работы.
Проведение компрессионно-дистракционного остеосинтеза автоматическим компрессионно-дистракционным аппаратом с двигателем на основе электролитической тяги в непрерывном режиме, позволило добиться получения дистракционного регенерата в более короткие, по сравнению с общепринятыми, сроки. На последующем, клиническом этапе это позволит добиться сокращения сроков лечения и повысит его качество.
Основные положения, выносимые на защиту.
1.Математическое моделирование и теоретические расчеты позволяют сделать заключение о возможности создания электролитического двигателя для компрессионно-дистракционного аппарата.
2.Алгоритм электронного цифрового управления электролитическим двигателем позволяет осуществлять дистракцию с различной скоростью в автоматическом непрерывном режиме.
3.Клиническая модель компрессионно-дистракционного аппарата для непрерывной дистракции с двигателем на основе электролитической тяги позволяет осуществлять компрессионно-дистракционный остеосинтез на нижней челюсти в эксперименте.
Личный вклад.
Автор проводил научное обоснование предложенной им и соавторами идеи создаваемого аппарата. Автор лично создавал чертежи исполнительной части стендовой модели электролитического двигателя. Автор лично создавал экспериментальный стенд для лабораторных исследований работы прототипа дистракционного устройства, разрабатывал методику исследования и проводил стендовые испытания. Автор лично создавал эскизы и техническое задание для создания клинической модели автоматического компрессионно-дистракционного аппарата для непрерывной дистракции с двигателем на основе электролитической тяги. Автор лично разрабатывал методику и проводил экспериментальную апробацию клинической модели аппарата.
Публикации по материалам диссертации.
Основное содержание диссертационного исследования достаточно полно отражено в 9 работах соискателя, в том числе в 3 работах в журналах, рецензируемых и рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:
51-й научной конференции Московского физико-технического института – Всероссийской молодёжной научной конференции с международным участием «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук» 25-30 ноября 2008г. Москва, где проект стал победителем Программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2008»;
VIII Всероссийской научно-практической Конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» 14-16 февраля 2011г.Москва;
совместном заседании кафедры детской хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии МГМСУ, кафедры ортодонтии и детского протезирования МГМСУ и кафедры госпитальной хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии МГМСУ 16 декабря 2011г.
XXI конгрессе Европейской ассоциации Челюстно-лицевых хирургов. Хорватия. Дубровник 11-15сентября 2012г.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы и глав: материалы и методы исследования, результаты собственных исследований, обсуждение результатов исследования; включает выводы, практические рекомендации и список литературы, содержащий 140 источников (106 отечественных и 43 зарубежных). Работа включает 55 рисунков.
