У дисертаційній роботі представлено теоретичне обґрунтування та практичне вирішення актуальної проблеми стоматології та щелепно-лицевої хірургії ‒ підвищення ефективності хірургічного лікування та реабілітації хворих з переломами голівки нижньої щелепи (ПГНЩ) шляхом розробки нових методів остеосинтезу з використанням CAD/CAM технологій та пацієнтспецифічних фіксаторів.
Дослідження були направлені на аналіз топографічних характеристик ПГНЩ, визначення біомеханічно-несприятливих типів переломів, створення нових систем для їх відкритої репозиції та фіксації, розробку біомеханічно-обґрунтованих підходів до хірургічного лікування ПГНЩ з використанням CAD/CAM технологій та пацієнт-специфічних фіксаторів.
Програма дослідження складалася з 2 етапів: експериментального та клінічного. На першому етапі було вивчено загальні закономірності біомеханічної поведінки систем «фіксатор-кістка» при ПГНЩ, а також визначено жорсткість і міцність різних типів фіксаторів у змінних умовах деформування. Так, в натурному експерименті на сухих трупних щелепах людини проведено порівняння традиційних систем фіксації, що використовують при остеосинтезі голівки нижньої щелепи (НЩ) (титанові гвинти, біорезорбтивні піни та Т-подібні пластини). Відмінною особливістю проведених досліджень було відтворення різних типів деформування, що відповідали реальним умовам навантаження НЩ у відповідних фазах жувального циклу. В подальшому із використанням методу імітаційного комп’ютерного моделювання було удосконалено елементи фіксуючих конструкцій та вивчено їх біомеханічні характеристики в складному напружено-деформованому стані.
Отримані в експерименті дані лягли в основу розробки нових підходів до лікування ПГНЩ із використанням комп’ютерних методів діагностики, планування і реалізації хірургічних втручань в рамках повного цифрового протоколу. Ефективність запропонованих підходів була вивчена в проспективному контрольованому дослідженні, проведеному у 42 пацієнтів з 50 ПГНЩ.
В ході експериментальних досліджень було встановлено, що традиційні титанові бікортикальні гвинти забезпечують найвищу жорсткість і міцність фіксації при навантаженні в сагітальній та фронтальній площинах: 46,9±31,37 та 36,92±20,34 Н/мм, відповідно. Фіксація за допомогою біорезорбтивних пінів продемонструвала меншу жорсткість як при сагітальному (29,07±9,03 Н/мм), так і при фронтальному навантаженні (39,3±16,6 Н/мм). Найменшу жорсткість було виявлено при фіксації фрагментів голівки НЩ Т-подібною титановою мініпластиною: 10,9±10 Н/мм – при сагітальному та 17,9±10,11 Н/мм – при фронтальному навантаженні. Фіксація одним гвинтом чи піном, незалежно від використаного матеріалу, не була стійкою до деформації кручення. Натомість, жорсткість Т-подібних пластин на кручення була досить великою і, в середньому, становила 518,3±111,9 Н*мм/Рад. У реальних клінічних умовах кручення може бути ефективно компенсовано нерівностями поверхні перелому та силою тертя між фрагментами лишень в біомеханічно-сприятливих випадках, в іншому разі, для стабілізації даного виду деформації доцільно застосовувати поєднання бікортикальних позиціонуючих гвинтів з міні- та мікропластинами.
В подальшому, за допомогою методів 3D-візуалізації та комп’ютерної симуляції було досліджено топографо-анатомічні особливості різних типів ПГНЩ та запропоновано анатомо-функціональну концепцію дизайну, виготовлення та застосування хірургічних шаблонів і пацієнтспецифічних фіксаторів в хірургічному лікуванні пацієнтів цієї категорії на основі цифрового протоколу.
