История идеи всех современных внеротовых (чрескожных) способов фиксации отломков челюстей восходит к опыту Lambotte (1913) и Anderson (1936), впервые реализовавших ее при фиксации отломков трубчатых костей [1, 12, 14, 16]. Применение большинства этих аппаратов показано при легко репонируемых переломах, при отсутствии зубов на верхней и нижней челюстях и наличии дефекта тела нижней челюсти [2, 6, 13]. В нашей стране применяется несколько моделей внеротовых аппаратов (Рудько, Збаржа, Панчохи, Вернадского, Уварова, Пенн-Брауна, Кагановича и др.) для закрепления отломков нижней челюсти [3, 4, 12, 19]. Все эти аппараты сконструированы по одному принципу и отличаются только в деталях. Каждый аппарат имеет накостные зажимы или внутрикостные спицы, по средствам которых происходит фиксация отломков челюстей и всех элементов предлагаемых аппаратов [9, 10, 11]. Кроме накостных или внутрикостных фиксаторов каждый аппарат имеет еще соединительные муфты, объединяющие стержни и ряд других деталей [7, 8, 17, 20]. Наиболее близким по технической сущности и принятым нами в качестве прототипа является аппарат для фиксации отломков нижней челюсти С.И. Кагановича (авторское свидетельство на изобретение №167008 МПК А61b от 12.12.1964) [5, 15, 18]. Преимущества прототипа. Аппарат для фиксации отломков нижней челюсти позволяет удерживать фрагменты челюсти, вовлечённые в воспалительный процесс, путем увеличения числа спиц и создания регулируемой компрессии при их сближении за счёт гайки натяжного винта. Прототип имеет следующие недостатки. Предлагаемые кронштейны и спицы не обладают достаточной размерностью к объёмным дефектам образующегося в результате поражения костной ткани двух и более сегментов кости, как следствие не могут обеспечить надёжной фиксации фрагментов. Спицы предлагаемого автором диаметра не могут обеспечить их первичной стабилизации в костной ткани ввиду морфологической деструкции костной ткани, обусловленной нарушением фосфорно-кальциевого обмена, как следствие типичная мышечная нагрузка воспринимается как чрезмерное механическое напряжение. В результате установленные спицы со всеми узлами аппарата не обладают первичной стабильной фиксацией, что и приводит к их отторжению.
Подпружинивающая пружина предлагаемого аппарата требует постоянной регулировки, так как вектор работы предлагаемой пружины и вектор работы мышц, прикреплённых к костным фрагментам разнонаправлен, что затрудняет надёжную фиксацию костных фрагментов. Развивающийся дисбаланс обусловлен неадекватным перераспределением нагрузок, как минимум в двух взаимно противоположных векторах. Подпружинивающая пружина, спица и кронштейны аппарата-прототипа не способны в полном объёме устранить все причинно-следственные связи в патогенезе «замкнутого круга» развивающегося при бисфосфонатном остеонекрозе и его осложнениях. Предложенный аппарат не позволяет обеспечить надёжной фиксации костных фрагментов, не учитывает всех анатомических особенностей конкретного пациента, что необходимо принимать во внимание на всех этапах развития бисфосфонатного остеонекроза челюстей.
Цель работы: разработать аппарат для анатомического позиционирования фрагментов челюстных костей при бисфосфонатном остеонекрозе с дальнейшей возможностью лечения и профилактики заболевания.
Поставленная цель реализована путем изготовления и использования аппарата для анатомического позиционирования фрагментов челюстных костей по данным мультиспиральной компьютерной томографии методом стереолитографического прототипирования (рис. 1).
Аппарат состоит из направляющей в форме дуги (далее – направляющая дуга), спиц и разборных кронштейнов с силиконовым уплотнителем, состоящим из 2 частей – наружной и внутренней.
Направляющая – 1, точно отображает все анатомические структуры нижней челюсти пациента, в том числе повреждённые патологическим процессом. Направляющая дуга состоит из двух фрагментов, фиксируемых между собой подвижным кронштейном (2), стабилизирующая функция которого достигается по средствам двух контргаек (3). Направляющая дуга фиксирована к ранее установленным спицам (4) с помощью разборного кронштейна с силиконовым уплотнителем (5).
Спица (рис. 2) изготовлена в виде полой трубки – 6, и имеет внутрикостную – 7 и вне костную части – 8.
Рис. 1
Рис. 2
Началом внутрикостной части спицы является косой срез к продольной оси спицы под углом 45? (9), что облегчает введение спицы через кожу и кость. Для стабильной фиксации спицы в костном фрагменте на наружной поверхности внутрикостной части спицы нанесена агрессивная резьба (10), с шагом резьбы 0,75 мм и длинною 20 миллиметров. Во внутрикостной части спицы выполнены 8 технологических отверстий (11), диаметром 1 мм каждое, через технологические отверстия вводят лекарственные препараты внутрикостно. Внекостная часть спицы заканчивается уплощённой рифлёной поверхностью (12) для фиксации электроклемы при проведении сеансов лекарственного электрофореза и фиксации заглушки. Разборный кронштейн с силиконовым уплотнителем (рис. 3.) состоит из наружного (13) и внутреннего (14) фрагмента.
Рис. 3
Наружный фрагмент разборного кронштейна в верхней части имеет два взаимно перпендикулярных технологических отверстия. Горизонтальное технологическое отверстие (15) диаметром 3 мм изнутри выполнено силиконовым уплотнителем (16). Вертикальное технологическое отверстие (17), диаметром 1,8 миллиметра предназначено для резьбового фиксатора спицы (18). Через горизонтальное технологическое отверстие наружный фрагмент разборного кронштейна с силиконовым уплотнителем нанизывается на спицу. Наружный фрагмент разборного кронштейна в нижней части имеет горизонтальное технологическое отверстие, диаметром 6 мм с внутренней резьбой шагом 0,5 мм (19) для фиксации с внутренним фрагментом разборного кронштейна с помощь болта (20). На внутренней поверхности наружного фрагмента разборного кронштейна с силиконовым уплотнителем между верхней и нижней частью сформирована воспринимающая поверхность (21) для фиксации направляющей дуги. Силиконовый уплотнитель (16) выполняет две функции. Первая функция диэлектрика, необходимая для изоляции направляющей дуги при подаче электрического напряжения на спицу во время проведения сеанса лекарственного электрофореза. Вторая функция – амортизирующая позволяет за счёт эластичности силиконового уплотнителя обеспечить динамическую стабильность фиксированных костных фрагментов к направляющей дуге посредством спицы.
Внутренний фрагмент разборного кронштейна с силиконовым уплотнителем имеет горизонтальное технологическое отверстие (22), диаметром шесть миллиметров с внутренней резьбой шагом 0,5 мм (19), для фиксации с наружным фрагментом разборного кронштейна (14) с помощью болта (20). На наружной поверхности внутреннего фрагмента разборного кронштейна с силиконовым уплотнителем сформирована воспринимающая поверхность (21) для фиксации направляющей дуги посредствам стопора (23). При завинчивании болта внутренний фрагмент разборного кронштейна с силиконовым уплотнителем устанавливается вокруг направляющей дуги и жёстко фиксируется за счет стопора. Описанное устройство позволяет адаптировать смещённые костные фрагменты в необходимой плоскости, позволяет выполнить коррекцию мышечных сокращений всех групп мышц, функциональная активность которых нарушена в результате развития патологического процесса. Технический результат, достигаемый с использованием разработанного аппарата – повышение эффективности лечения бисфосфонатных остеонекрозов за счет анатомического позиционирования фрагментов челюстных костей с дальнейшей возможностью профилактики и лечения данного заболевания.
Сравнительный анализ с прототипом показал, что разработанный внеротовой аппарат отличается от прототипа использованием новых конструктивных элементов и материалов: направляющей дуги, состоящей из двух фрагментов, фиксируемых между собой подвижным кронштейном с двумя контргайками, полой спицы специальной конструкции, разборного кронштейна с силиконовым уплотнителем и заглушкой, сочетанное использование которых обеспечивает необходимый технический результат.
Клинический пример использования разработанного аппарата.
В марте 2013 года в отделение челюстно-лицевой хирургии краевой клинической больницы г. Ставрополь обратился пациент В., 1971 г. рождения. На момент обращения предъявлял жалобы: на диффузные боли в области нижней челюсти с иррадиацией по ходу II ветвей V пары черепно-мозговых нервов больше справа, носящих невыносимый характер, не купируемых ненаркотическими анальгетиками, на наличие дефекта слизистой в преддверии полости рта и оголение кости нижней челюсти, на гноетечение через свищевой ход в подподбородочной области. Из анамнеза установлено, что пациент в течение 2,5 лет употреблял дезоморфин, изготовленный кустарным способом. В плановом порядке под эндотрахеальным наркозом, с учётом данных виртуального моделирования, полученных с использованием мультиспиральной компьютерной томографии и стереолитографического прототипирования нижней челюсти больному установлен разработанный аппарат (рис. 4).
Рис. 4. Больной В. с разработанным внеротовым аппаратом
После фиксации всех узлов проведена оценка функциональной активности устройства в целом, без динамической нагрузки. Выявленные недостатки в отдельных узлах устройства скорректированы. Устройство жёстко окончательно фиксировано во всех сопряжённых узлах. Проведены нагрузочные пробы в трансверзальной, сагитальной и фронтальной плоскости, на каждый узел в отдельности и на устройство в целом, давшие положительный результат.
Заключение. В результате проведенной опытно-конструкторской работы разработан внеротовой аппарат для анатомического позиционирования фрагментов челюстных костей в оториноларингологии и челюстно-лицевой хирургии с использованием метода стереолитографического прототипирования, благодаря использованию которого получен положительный результат, проявляющийся в адекватной реакции симметрично располагающихся анатомических образований нижней челюсти за счет анатомического позиционирования фрагментов челюстных костей с дальнейшей возможностью профилактики и лечения данного заболевания.