Zub H. Optimization of treatment and prevention of complications in mandibular fractures in children

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0825U002204

Applicant for

Specialization

  • 221 - Стоматологія

Specialized Academic Board

PhD 9339

Dnipro State Medical University

Essay

The dissertation presents a solution to a pressing scientific problem, which is to increase the effectiveness of surgical treatment of mandibular fractures in children and prevent complications by optimizing the osteosynthesis technique, determining safe zones and fixation points of miniplates taking into account age-related anatomical features, and developing a computer program for planning surgical intervention. At the first stage of the retrospective study, we analyzed 253 computed tomograms of the mandible without a fracture in patients aged 1-17 years in order to determine safe zones for fixation of miniplates and screw drilling points that hold them in the surgical treatment of mandibular fractures of various localization: 50 computed tomograms of children aged 1-5 years, of which 21 were girls (42%) and 29 were boys (58%), 101 tomograms of children aged 6-12 years, of which 44 were girls (43,6%) and 57 were boys (56,4%) and 102 computed tomograms of children aged 9-17 years, of which 39 were girls (38,2%) and 63 were boys (61,8%), as well as 27 computed tomograms of patients aged 10 - 17 years with mandibular fractures, of which 9 were girls (34,6%) and 17 boys (65,4%) and data from medical histories of children with mandibular fractures who were treated by osteosynthesis in the maxillofacial departments of city hospitals in Dnipro for the period from 2012 to 2022. When analyzing tomographic images of children aged 6 to 12 years, it was found that in 85% of cases the mandibular fracture passed through the roots of the first permanent premolars or molars, as well as through the rudiments of the second permanent premolars or molars. In addition, in all studied cases, the location of the mandibular canal was as close as possible to the fracture line. At the second stage, we studied the stress-strain state of the fixing plates, the screws that hold them, and the lower jaw itself in the area of its fracture on a three-dimensional finite element model with different options for the localization of its fractures, and justified the choice of optimal fixation of bone fragments on a mathematical model, and also developed an algorithm for the location of miniplate fixation using a computer program. The third stage of the study was devoted to assessing the prognostic value of promarker proteins in predicting the development of early inflammation in patients with mandibular fractures undergoing surgical treatment by osteosynthesis. The main attention was focused on the dynamic study of the concentrations of promarker proteins of inflammation in the oral fluid of children with the aim of early diagnosis of inflammatory complications and prediction of the course of reparative processes. At the fourth stage of the study, a clinical assessment of the effectiveness of the optimized osteosynthesis technique in the treatment of mandibular fractures in children was conducted. The technique was based on an individualized approach to the selection of “safe” zones for miniplate fixation and the optimal depth of screw immersion, taking into account the patient’s occupation and the anatomical localization of the fracture. The improvement of the technique became possible thanks to a comprehensive analysis of the results of biomechanical modeling (including finite element analysis of the stress-strain state of the fixing elements and bone), empirical threshold analysis of the depth of screw immersion, as well as assessments of the influence of age on the anatomical parameters of the lower jaw using regression models. These results were integrated into the algorithm for determining the optimal fixation points of miniplates, which was implemented in the form of a computer program for clinical use. New approaches to the selection of safe zones for osteosynthesis have been developed, which take into account the age and anatomical features of patients. The proposed orientation system allows for reliable stabilization of fragments even in complex fractures, minimizing the risk of damage to the growth zones and rudiments of permanent teeth, avoiding deformations during jaw growth, reducing immobilization and rehabilitation periods, and faster restoration of chewing and speech functions. Thus, the proposed osteosynthesis technique demonstrates high clinical effectiveness and safety, being a reliable and modern tool in the complex surgical treatment of mandibular fractures in children. Its implementation allows for significantly improving the quality of treatment, reducing the frequency of complications, and improving long-term functional and aesthetic results.

Research papers

І.В. Ковач, І.О. Македонський, А.Л. Зелінський, Г.Е. Зуб Особливості фіксації мініпластин при переломах кута нижньої щелепи у дітей. – Вісник стоматології, № 4 (113). – 2020. – С. 78-83

І.В. Ковач, Г.Е. Зуб, О.М. Кучеренко, М.І. Влад Нові підходи до лікування перелому кута нижньої щелепи у дітей 9 – 18 років. – Вісник стоматології, № 1 (118). – 2022. – С. 83-88

.В. Ковач, Г.Е. Зуб, Л.В. Крячкова, О.М. Кучеренко, Ю.В. Хотімська, Я.В. Лавренюк, М.І. Влад Оптимізація хірургічного лікування перелому нижньої щелепи у дітей в змінному прикусі. – Медичні перспективи, Т. 27, № 2. – 2022. – С. 146-152

І.В. Ковач, Г.Е. Зуб, Ю.В. Хотімська Особливості фіксації мініпластин при переломах кута нижньої щелепи у дітей 6-8 років. – Вісник стоматології, № 4 (125). – 2023. – С. 98-102

І.В. Ковач, Г.Е. Зуб, Т.Ю. Погорелюк Аналіз сучасних методів лікування переломів кута нижньої щелепи у дітей. – Інновації в стоматології, № 4. – 2023. – С. 59-63

І.В. Ковач, Г.Е. Зуб Роль білків-промаркерів ротової рідини в діагностиці запалення в динаміці хірургчного лікування перелому нижньої щелепи у дітей. – Вісник стоматології, № 3 (128). – 2024. – С. 106-110

.В. Ковач, Г.Е. Зуб – Лактоферин як маркер антимікробного захисту ротової порожнини на тлі хірургічного лікування перелому нижньої щелепи у дітей. – Вісник стоматології, № 4 (129). – 2024. – С. 90-93

І.В. Ковач, Г.Е. Зуб, О.Г. Фенко Біомеханічне обґрунтування вибору оптимальної фіксації кісткових уламків нижньої щелепи при розміщенні зуба в лінії перелому. – Інновації в стоматології, № 4. – 2024. – С. 57-66

І.В. Ковач, Г.Е. Зуб, К.П. Локес Використання регресійних лінійних моделей для визначення впливу віку на вимірювані анатомічні відстані при лікуванні переломів нижньої щелепи у дітей. – Світ медицини та біології, № 4 (90). – 2024. – С. 68-73

Зуб ГЕ, Ковач ІВ, Гудар’ян ОО, Лавренюк ЯВ, Бунятян ХА. Комп’ютерна програма «Визначення місця для фіксації мініпластин у дітей при переломах нижньої щелепи» [авторське свідоцтво №134731]. Державна організація «Український національний офіс інтелектуальної власності та інновацій» (УКРНОІВІ); 2025 березень 28

Ковач І.В., Зелінський А.Л., Зуб Г.Е. Оптимізація фіксації фрагментів нижньої щелепи при переломах кута нижньої щелепи у дітей 8-12 років. Науково-практична конференція з міжнародною участю «Інноваційні технології в сучасній стоматології». Івано-Франківськ, Україна, 26 березня 2021

Kovach I., Zub H., Vlad M., Khotimskiy B. Study of advanced methods of treatment of fractures of the angle of the lower jaw in children. Proceedings of the XIV International Scientific and Practical Conference. Rome, Italy. 2024. Pp. 118-123

Kovach I., Zub H.,Khotimska Yu., Kucherenko O. New trends in the treatment of mandibular angle fractures in children aged 9-18 years. Proceedings of the XII International Scientific and Practical Conference. Amsterdam, Netherlands. 2024. Pp. 132-138

Kovach I., Zub H.,Khotimska Yu., Vlad M. Determination of optimal fixation points for mini-plates in mandibular angle fractures in children. Proceedings of the XIII International Scientific and Practical Conference. Athens, Greece. 2024. Pp. 129-133

Kovach I., Zub H., Khotimskiy B. The role of matrix metalloproteinase-8 and klotho-protein expression in the diagnosis and prognosis of inflammation in children with mandibular angle fracture in the dynamics of surgical treatment. Proceedings of the I International Scientific and Practical Conference. Sofia, Bulgaria. 2025. Pp. 247-251

Kovach I., Zub H., Khotimska Yu. Lactoferrin as a marker of antimicrobial protection of the oral cavity in the context of surgical treatment of mandibular fracture in children. Proceedings of the II International Scientific and Practical Conference. Boston, USA. 2025. Pp. 164-168

Зуб Г.Е., Ковач І.В., Погорелюк Т.Ю. Нові підходи до вибору місця фіксації мініпластин при переломах нижньої щелепи у дітей різних вікових груп. Науково-практична конференція з міжнародною участю «Дитяча щелепно-лицева хірургія: здобутки, проблеми, перспективи», Київ, Україна, 13 грудня 2024р

Similar theses