Введение к работе
Актуальность. В последнее время все большее число ученых обращаются к роблемам математического моделирования процессов, протекающих в живых ганях, в особенности у человека. Этот факт позволяет с уверенностью сказать, что одобный интерес не случаен, и вызван поиском объективных причин ногочисленных клинических эмпирических наблюдений, требующих атематического обоснования. Особенно много клинических исследований освящено проблемам изучения и лечения различных патологических процессов, ротекающих в челюстно-лицевой области (А.Э. Гуцан, М.Д. Дубов, .В. Долгополова, А.А. Лимберг, А.А. Мамедов, В.Ю: Симановская, Т.В.Шарова, .Е. Фролова, F. Burian, L.F. Smith, D. Dibiase и др.). Проблема математического оделирования челюстно-лицевых аномалий и их лечения у детей является новой и редставляет интерес как для науки, так и врачебной практики.
Врожденная расщелина верхней губы и неба - сложный многокомпонентный орок развития лица, при котором имеет место комплекс нарушений формы и ункций как в области основных блоков зубочелюстной системы, так и шомогательных (сосания, жевания, глотания, голосо- и речеобразования и др.). Этот орок занимает второе место среди врожденных уродств человека и на Урале оставляет один на 1000 нормальных детей. Расщелина твердого и мягкого неба ачинает увеличиваться еще внутриутробно. Наблюдаются изменения положения ебных отростков, межчелюстной кости, перегородки носа, выраженность которых арастает после рождения ребенка. Поэтому необходимо проведение комплекса ечебных мероприятий для восстановления анатомической формы твердого неба и ункций всего жевательного аппарата.
Методики лечения разнообразны, что, в известной степени, связано, с разным вниманием ростовых процессов в костной ткани. Ведущим этапом лечения является :еханическое воздействие ортопедических аппаратов на разобщенные небные ірагментьі с целью уменьшения костного дефекта твердого неба. Ортопедические ппараты позволяют опустить небные отростки из практически вертикального остояния до положения, при котором последующее зашивание неба вызывает езначительные деформации зубочелюстной системы. Данный этап лечения в астоящее время не изучен с позиций биомеханики (отсутствуют сведения в течественной и зарубежной литературе) и основан на эмпирическом опыте и убъективных представлениях врачей. В настоящей работе изучено биомеханическое заимодействие расщепленных небных отростков с ортопедической аппаратурой, рименяемой в детских стоматологических клиниках Перми и Екатеринбурга.
Таким образом, развитие биомеханической теории ортопедической реконструкции асщепленного твердого неба является актуальной и практически значимой задачей ак в части обоснования, так и в выработке критериев оптимального проектирования ртопедических аппаратов.
Целью работы является построение математической модели поведения растущих асщепленных небных отростков в процессе ортопедического лечения и сследование с помощью математических моделей влияния механического оздействия ортопедической аппаратуры на рост небных отростков.
Научная новизна. . Разработана биомеханическая модель растущих небных отростков, подверженных механическому действию со стороны ортопедической аппаратуры.
-
Объяснен механизм управления ростом небных отростков при использовали ортопедических аппаратов, применяемых в клиниках Перми и Екатеринбурга.
-
По имеющимся клиническим данным определены материальные константі растущей костной ткани небных отростков.
-
Решены задачи оптимизации ортопедических аппаратов, результаты решени которых представлены в форме практических рекомендаций для врачей.
Практическая значимость.
-
Установлены биомеханические закономерности, позволяющие объективн оценить роль механического фактора при ортопедическом лечении врожденно расщелины твердого неба у детей.
-
Разработана методика и определены параметры роста костной ткан патологически развитого твердого, неба.
-
Решения задач оптимизации ортопедических аппаратов представлены в вщ практических рекомендаций для врачей с целью совершенствования методи лечения.
Результаты диссертационной работы используются в курсах лекций и пр проведении практических занятий с врачами кафедры стоматологии факультет усовершенствования врачей, со студентами стоматологического и педиатрическої факультетов Пермской государственной медицинской академии и со студентам специальности "Биомеханика" Пермского государственного техническог университета.
Достоверность полученных в работе результатов и выводов подтверждаете применением обоснованных математических методов, а также сравнением имеющимися клиническими данными.
На защиту выносятся:
биомеханическая модель поведения небных отростков при ортопедически лечении, дифференциальная и вариационная постановки задач поведения небнь: отростков как растущего тела;
алгоритмы решения задач;
одномерная модель небного отростка;
идентификация материальных констант растущей костной ткани небнь отростков;
- математическое моделирование и исследование на его основе роли механическо]
' фактора в процессе лечения по методике Республиканского научно-практическої
центра "Бонум" (Екатеринбург); .,"- математическое моделирование напряженно-деформированного состояния небнь ! отростков под воздействием ортопедического аппарата, применяемого в детскс і;!і' 'отделении стоматологической клиники Пермской государственной медициною
академии; ч-1 решения задач оптимизации ортопедических аппаратов.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались ] семинарах кафедр теоретической механики (руководитель - профессор Ю.И. Няшит математического моделирования систем и процессов (руководитель - профсссс П.В. Трусов), механики композиционных материалов и конструкций (руководитель профессор ЇО.В. Соколкин) Пермского государственного технического университета
Результаты работы были представлены и обсуждались на Научно-практической «шферешши Пермской региональной ассоциации стоматологов "Вопросы жопатологии в стоматологии" (1997), Научно-практической конференции стоматологов Западного Урала (Пермь, 1997, 1998), Всероссийской конференции по эиомеханике (Нижний Новгород, 1998), Научных сессиях ПГМА (1998, 1999), Научно-технической конференции ПГТУ (1998), Всероссийской научно-практической «шференции "Регинформ-99" (Пермь, 1999), 12-й Зимней школе по механике сплошных сред (Пермь, 1999), Международной конференции по биомеханике (Усть-Сачка, 1999).
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 16 статьях и тезисах юкладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, іаключения, списка литературы и приложений (анатомическое' строение верхней іелюсти и неба, акт внедрения). Материал изложен на 134 страницах и содержит 54 эисунка и 8 таблиц.