Extrafocal compression osteosynthesis of mandibular fractures and its biomechanical justification

Full Text

В последние годы при лечении переломов нижней челюсти все большее предпочтение отдают методам аппаратного компрессионного остеосинтеза [2, 3], так как применение внеочаговых перкутанных методов значительно снижает травматичность вмешательств, исключает необходимость обнажать костные отломки, отслаивать надкостницу и усугублять уже нарушенное кровоснабжение кости [1]. Однако данные методы и устройства имеют ограниченные возможности репозиции и не обеспечивают стабильной фиксации, что нередко приводит к вторичному смещению отломков и нарушению функции. Это можно объяснить тем, что конструкции для остеосинтеза переломов челюстей разрабатываются без учета особенностей функционирования височно- нижнечелюстного сустава как биомеханической системы.

Нами изучены биомеханические особенности переломов нижней челюсти методами математического моделирования с учетом данных прямой и обратной гнатодинамометрии. Усилия жевательных мышц измеряли тензометрически. Для анализа математических моделей челюстно-лицевой области были взяты следующие значения гнатодинамометрии: прямой в центральном отделе — 21,28—28,28 кгс, в боковых отделах — 37, 52—48,02 кгс; обратной — 7.26—11,16 кгс. Математически исследовали векторы жевательных мышц и мышц подъязычной кости. Установлено, что основное значение при остеосинтезе переломов нижней челюсти имеют следующие биомеханические параметры: величина и направление суммарных векторов мышц системы височно-нижнечелюстного сустава, моменты смещения костных отломков и напряженное состояние фиксатора. Приводим в таблице силовые значения векторов мышц системы височно-нижнечелюстного сустава, влияющих на смещение отломков нижней челюсти при функциональной нагрузке.

 

Таблица. Силовые значения векторов мышц, влияющих на смещение отломков нижней челюсти (в кгс)

Направление суммарных векторов мышц	Величина силы смещения
	максимальная	минимальная
Вверх	64,09—141,19	23,64—37,96
Вниз	48,22—107,01	16,56—25,18
Кзади	28,57—61,48	9,52—14,72
Кпереди	6,89 —15,31	4,98—8,02
Кнаружи	16,40—35,30	5,55 —8,55
Кнутри	6,89—15,31	4.98—8,02

 

Как следует из таблицы, суммарные векторы мышц всегда устремлены в трех противоположных направлениях: вверх или вниз, кзади или впереди, кнаружи или кнутри. Следовательно, с учетом принципов ре- позиционной биомеханики переломов нижней челюсти существует правило трех сил: для устранения смещений и стабильной фиксации к системе височно-нижнечелюстного сустава должны быть приложены одновременно три силы, действующие в трех пересекающихся, но не совпадающих направлениях, то есть репонирующие и фиксирующие силы при переломах нижней челюсти должны быть сосредоточены как в сагиттальной, так и во фронтальной плоскостях с образованием жестких силовых фигур.

С учетом этих биомеханических принципов нами создано устройство для остеосинтеза переломов челюстей (авторское свидетельство № 1319839), приведенное на рис. 1.Устройство состоит из стяжного элемента (1), взаимодействующего с муфтой (2). Свободные концы каждого элемента (1) соединены шарнирно с кронштейном (3) и закреплены винтом (4). Кронштейны (3) надеты на стержни (5) с резьбовыми концами и зафиксированы гайкой (6). Из совокупности указанных элементов образуются треугольник и четырехугольник.

 

 

Рис. 1. Общий вид устройства для остеосинтеза переломов челюстей (описание в тексте).

 

Треугольник расположен в сагиттальной плоскости. Каждая из его сторон состоит из двух стяжных элементов (1), соединенных с муфтой (2). Каждый стяжной элемент (1) шарнирно скреплен с кронштейном (3) и зафиксирован винтом (4). В вершинах треугольника находятся три стержня (5) с резьбовыми концами, на которые надеты кронштейны (3), затянутые гайками (6).

Четырехугольник расположен во фронтальной плоскости. Две боковые его стороны образованы двумя стержнями (5) с резьбовыми концами. Нижняя сторона четырехугольника является общей с треугольником, находится между двумя стержнями (5) с резьбовыми концами и составлена из двух стяжных элементов (7) с муфтой (2), которые шарнирно связаны с двумя кронштейнами (3) и укреплены винтами (4). Верхняя сторона четырехугольника получена аналогичным способом из двух стяжных элементов (7), взаимодействующих с муфтой (2) и шарнирно соединенных винтами (4) с кронштейнами (3). Последние (3) надеты на свободные концы двух стержней (5) с резьбовыми концами, образующими боковые стороны четырехугольника и зафиксированными гайками (6). Диагональ четырехугольника также состоит из двух стяжных элементов (7), взаимодействующих с муфтой (2) и шарнирно соединенных винтами (4) с противоположными кронштейнами (3) верхней и нижней сторон четырех угольника.

Стяжные элементы (7), взаимодействующие с муфтой (2), имеют правую и левую резьбу, поэтому при вращении муфты (2) происходит удлинение или укорочение стороны треугольника или четырехугольника и его диагонали, то есть компрессия или дистракция перелома челюсти. Любое положение кронштейнов (3), надетых на стержни (5) с резьбовым концом и шарнирно соединенных со стяжными элементами (7), может быть фиксировано затягиванием винтов (4) и гаек (6).

Устройство для остеосинтеза переломов челюстей применяется следующим образом. После местной анестезии места перелома нижней челюсти обезболиваем три точки для введения в кость стержней (5) с резьбовыми концами. При переломе нижней челюсти стержни (3) с резьбовыми концами через разрезы кожи длиной 0,3 см вводим в три точки, а именно в дугу или тело скуловой кости, центральный и периферический отломки нижней челюсти и закручиваем в кость на глубину 0,5—0,8 см. Затем в зависимости от характера смещения отломков производим компрессию или дистракцию отломков челюстей вращением муфт (2) по часовой стрелке или против нее и изменением длины сторон треугольника, четырехугольника и его диагонали. Одновременно с изменением длины стороны треугольника и четырехугольника, иной становится и их форма. После достижения репозиции отломков челюстей стабилизируем устройство фиксацией кронштейна (3) винтом (4) и гайками (6) на стержне (3) с резьбовым концом. Если при рентгенологическом контроле выявляется вторичное смещение отломков или диастаз, ослабляем винты (4) и гайки (6), вращением муфт на стяжных элементах (7) даем компрессию или дистракцию до устранения смешения или диастаза отломков челюстей, затем снова затягиваем винты (4) и гайки (6).

Конструкция устройства в виде треугольника и четырехугольника обеспечивает устойчивую надежную фиксацию отломков нижней челюсти и исключает другую фиксацию (шинирование проволокой и т. д.). Приводим на рис. 2 внешний вид больного с наложенным аппаратом.

 

 

Рис. 2. Внешний вид больного с наложенным аппаратом.

 

Предложенное устройство применено у 71 больного в возрасте от 17 до 58 лет с переломами нижней челюсти. У 9 больных был перелом суставного отростка, у 13 — тела нижней челюсти, у 8 — подбородочного отдела, у 41 — угла нижней челюсти.

Остеосинтез с помощью данного устройства проводили в течение 3 нед до образования костной мозоли. Через 2 нед стержень (5) с резьбовым концом, находящийся в свободной вершине треугольника, удаляли, оставляя стержни (5) с резьбовыми концами, образующие стороны четырехугольника, и разрешали функциональную нагрузку (открывание и закрывание рта, пережевывание негрубой пищи) с сохранением компрессии по месту перелома. После полного восстановления функции височно-нижнечелюстного сустава (через 3—4 нед) удаляли стержни с резьбовыми концами из центрального и периферического отломков челюстей и устройство снимали.

Отдаленные исходы лечения изучены у 68 больных на сроках от 1 года до 4 лет по данным рентгенографии, гнатодинамографии, измерения ширины открывания рта и состояния прикуса. У всех больных были получены хорошие анатомические и функциональные результаты лечения.

Таким образом, конструкция предложенного устройства для остеосинтеза переломов челюстей разработана с учетом величин и направления суммарных векторов мышц системы височно-нижнечелюстного сустава, что делает его биомеханически обоснованным, позволяет производить многоплоскостную репозицию отломков и исключает их вторичное смещение.

About the authors

F. S. Khamitov

Kazan Institute for Advanced Medical Training; Kazan Research Institute of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Kazan; Kazan

R. S. Sabirov

Kazan Institute for Advanced Medical Training; Kazan Research Institute of Traumatology and Orthopedics

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Kazan; Kazan

V. I. Evseev

Kazan Institute for Advanced Medical Training; Kazan Research Institute of Traumatology and Orthopedics

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Kazan; Kazan

References

Supplementary files