BADANIE PRZEMIESZCZEŃ ODŁAMÓW KOSTNYCH ŻUCHWY PO OSTEOSYNTEZIE STUDY OF DISPLACEMENTS IN MANDIBULAR OSTEOSYNTHESIS

BADANIE PRZEMIESZCZEŃ ODŁAMÓW KOSTNYCH ŻUCHWY PO OSTEOSYNTEZIE STUDY OF DISPLACEMENTS IN MANDIBULAR OSTEOSYNTHESIS Agnieszka Szust *, Przemysław Stróżyk Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, 50-370 Wrocław, Smoluchowskiego 25 *e-mail: agnieszka.szust@pwr.edu.pl STRESZCZENIE Zabieg obustronnej osteotomii jest przeprowadzany w przypadku nieprawidłowego rozwoju kości żuchwy, w wyniku czego gałąź żuchwy jest zbyt krótka lub zbyt długa. Taka dysfunkcja pociąga za sobą nieprawidłowe działanie całego układu stomatognatycznego. Celem pracy było przeprowadzenie badań doświadczalnych, modelowych, trwałości zespoleń odłamów kostnych żuchwy ludzkiej dla wybranych przypadków obustronnej osteotomii. Na podstawie badań eksperymentalnych zostały przeanalizowane przemieszczenia odłamów kostnych w rejonie zespoleń. W badaniach zostały zastosowane różne typy implantów płytkowych: czterooczkowa otwarta, ośmiooczkowa i dziesięciooczkowa częściowo otwarta, stosowane w zabiegach obustronnej osteotomii gałęzi kości żuchwy. W każdym przypadku zespolenia przeprowadzono badania z zachowaniem jednakowych warunków, w obciążeniu symetrycznym i niesymetrycznym, stosując fizjologiczne wartości sił konieczne do odgryzania i żucia pokarmu. Ocena przemieszczeń odłamów kostnych została przeprowadzona w sposób bezdotykowy, ciągły, za pomocą systemu do cyfrowej korelacji obrazu Q-400. Słowa kluczowe: osteotomia, implant płytkowy, pomiar przemieszczeń ABSTRACT Bilateral osteotomy is performed in case of incorrect development of mandible, which results in ramus of the mandible being too short or too long. Such dysfunction results in incorrect operation of whole stomatognathic system. The goal of this research was an experimental assessment of durability of mandible osteosynthesis for chosen cases of bilateral osteotomy. Displacements of bone fragments in region of osteosynthesis were analyzed based on experimental research. Several types of plate implants were examined: 4-hole open, 8- and 10-hole partially open. For every case of osteosynthesis the research was conducted while observing same conditions, using symmetrical and asymmetrical load and physiological forces needed for biting and chewing of food. Evaluation of bone fragments displacements was done using system for digital image correlation Q-400. Keywords: osteotomy, plate implant, evaluation of displacement 1. Wstęp Czynność żucia, jako jedyna spośród wielu funkcji układu stomatognatycznego, wymaga znacznego użycia mięśni. Siły generowane podczas tych ruchów muszą być nie tylko odpowiednio duże, aby pokarm został wystarczająco rozdrobniony, ale również muszą zapewnić równowagę biostatyczną w każdej fazie żucia, tym samym pełniąc kluczową rolę w pracy żuchwy [1, 2]. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 160

Złożoność funkcjonowania żuchwy, skutkuje wielopłaszczyznowymi dysfunkcjami, które w wielu aspektach mogą utrudniać normalne funkcjonowanie. Istnieje rozpoznany i opisany cały szereg wad wrodzonych, czy też nabytych, które dotyczą zarówno geometrii kości i stawu skroniowo-żuchwowego. Nawet niewielkie nieprawidłowości dotyczące kształtu czy budowy stawu skroniowo-żuchwowego mogą powodować bolesne zmiany i objawy umiejscowione poza obszarem układu stomatognatycznego. [3, 4, 5] Rys. 1. Zdjęcie śródoperacyjne widoczne zespolenie płytką zamkniętą [6] Jednym z najczęściej wykonywanych zabiegów w chirurgii ortognatycznej jest BSSO, czyli obustronna strzałkowa osteotomia gałęzi żuchwy (p. rys. 1). Zabieg ten jest przeprowadzany w celu skorygowania różnych dysfunkcji narządu żucia, co może w znacznym stopniu poprawić funkcjonalność narządu, mówienie, oddychanie, a także estetykę twarzy. Tym samym zabieg taki wpływa ostatecznie na jakość życia pacjenta. Zabiegi BSSO wykonuje się najczęściej w przypadku występowania u pacjentów progenii, czyli tzw. przodożuchwia, lub mikrogenii, czyli tzw. tyłożuchwia (p. rys. 2). Rys. 2. Progenia (a), zgryz prawidłowy (b) i mikrogenia (c) u pacjenta [7] Celem przedstawionej pracy było przeprowadzenie badań doświadczalnych, modelowych, trwałości zespoleń odłamów kostnych żuchwy człowieka dla wybranych przypadków obustronnej osteotomii. Przeprowadzone próby są badaniami modelowymi, porównawczymi. Przecięcie modelu kości żuchwy zostało wykonane według założeń strzałkowej osteotomii Dal Ponta, co schematycznie pokazano na rysunku 3. Na podstawie badań eksperymentalnych zostały przeanalizowane przemieszczenia kości żuchwy w rejonie zespoleń, uzyskanych za pomocą wybranych implantów płytkowych. Rys. 3. Linia cięcia wg strzałkowej osteotomii wg Dal Ponta [7] Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 161

2. Przedmiot badań Wszystkie próby zostały przeprowadzone na jednakowych poliuretanowych modelach kości żuchwy ludzkiej anatomicznie prawidłowych (zachowanie geometrii). W badaniach został wykorzystany model referencyjny żuchwy, a trzy modele przeznaczono do badań po zespoleniu odłamów kostnych za pomocą minipłytek. Do zespolenia wykorzystano cztery różne płytki firmy MEDARTIS, które przedstawiono na rysunku 4 [8]. P-1 P-2 P-3 P-4 Rys. 4. Płytki wykorzystane do zespolenia odłamów kostnych [6] Wymiary wszystkich minipłytek zastosowanych do zespolenia odłamów kostnych, zostały zestawione w tabeli 1. Oznaczenia implantów przyjęte na potrzeby niniejszej pracy przedstawiono na rysunku 4. Tabela 1. Zestawienie wymiarów mini płytek użytych do badań [8] Nr implantu Kierunkowość implantu Wymiary a [mm] b [mm] P-1 prawy/lewy 30 41 P-2 prawy/lewy 28 34 P-3 prawy/lewy 23 26 P-4 prosty 26 - Rys. 5. Sposób fiksacji użytych do badań implantów płytkowych [6] 3. Metoda badawcza Badania doświadczalne zostały przeprowadzone dla dwóch sposobów podparcia i obciążenia. W pierwszym etapie przeprowadzono badania w podparciu i obciążeniu symetrycznym, symulującym odgryzanie pokarmu. W drugim etapie wykonano badania w obciążeniu i podparciu niesymetrycznym, odzwierciedlającym funkcję żucia pokarmu. Każdorazowo początkowo wykonano badania dla modelu referencyjnego, był to prawidłowy geometrycznie model żuchwy ludzkiej. Badania wykonano używając układu podparcia i obciążenia własnego projektu [9]. Zaproponowany układ podparcia i obciążenia uwzględnia główne grupy mięśniowe odpowiedzialne za poruszanie dolną szczęką, umożliwiające odgryzanie i rozgryzanie pokarmu. W oparciu o taki układ podparcia zachowano jednakowe warunki badawcze dla każdej przeprowadzonej próby. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 162

Obciążenie stosowano w sposób ciągły, stosując odpowiednio wartości od 0 N do 150 N dla podparcia symetrycznego oraz od 0 N do 350 N dla podparcia niesymetrycznego. Przed przystąpieniem do badań przemieszczeń odłamów kostnych, poszczególne modele żuchwy zostały obustronnie zespolone implantami płytkowymi, co przedstawiono na rysunku 6 wraz z przyjętymi na potrzeby niniejszej pracy oznaczeniami. Rys.6. Modele przygotowane do badań doświadczalnych Do rejestracji przemieszczeń wykorzystano trójwymiarowy system cyfrowej korelacji obrazu do zdarzeń szybkozmiennych Dantec Q-450 High-Speed. Dane pomiarowe są przechwytywane w sposób precyzyjny i bezdotykowy, a wyniki są bezpośrednio przedstawiane i analizowane za pomocą oprogramowania Istra 4D [10]. 3.1 Obciążenie symetryczne W próbie badawczej obciążenia symetrycznego na model działają siły generowane przez mięśnie skroniowy i skrzydłowy boczny w rejonie wyrostka kłykciowego, oraz mięsień żwacz w rejonie kąta trzonu żuchwy (p. rys. 7). Początkowa wartość obciążenia wynosiła 10 N. Prędkość obciążania wynosiła 0,2 mm/min. Podczas trwania doświadczenia wykonywane były zdjęcia rejestrujące zmianę przemieszczeń odłamów kostnych. Pomiar dla każdego modelu został powtórzony trzy razy. Uzyskane zdjęcia poddano dalszej analizie i na tej podstawie można było ocenić przemieszczenia odłamów kostnych (p. rys. 8). Rys. 7. Model A zamocowany w układzie pomiarowym, obciążanie symetryczne Na rysunku 8 przedstawiono wszystkie analizowane modele w początkowej fazie pomiaru przemieszczeń odłamów kostnych. Na modelach zaznaczono losowo rozmieszczone markery oraz w postaci tzw. maski zakreślono analizowany obszar, który podlegał rejestracji. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 163

Obciążenie w podparciu niesymetrycznym, czyli podparcie modelu w rejonie zębów trzonowych, symulujące nacisk na zęby w trakcie żucia pokarmu, zostało wykonane dla wszystkich czterech modeli (modelu referencyjnego oraz modeli z zaimplantowanymi płytkami). Schemat podparcia przedstawiony został na rysunku 10. Początkowa wartość obciążenia wynosiła, tak jak przy obciążeniu symetrycznym, 10 N. Prędkość obciążania wynosiła 0,2 mm/min. Podczas trwania doświadczenia wykonywane były zdjęcia rejestrulewa strona prawa strona Rys. 8. Modele żuchwy przygotowane do badań i analizy, z obrysowaną maską; lewa i prawa strona, obciążenie symetryczne. 3.2 Obciążenie niesymetryczne Rys. 9. Modele żuchwy z rozkładem przemieszczeń; lewa strona, obciążenie symetryczne Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 164

jące zmianę przemieszczeń odłamów kostnych. Pomiar dla każdego przypadku został powtórzony trzykrotnie. Rys. 10. Model A zamocowany w układzie pomiarowym, obciążanie niesymetryczne Na podstawie zarejestrowanych obrazów dla poszczególnych przypadków i modeli oceniano przemieszczenia odłamów kostnych podczas obciążenia niesymetrycznego, gdzie punkt podparcia znajdował się na szóstym zębie z prawej strony kości żuchwy. Rys. 11 Modele żuchwy z rozkładem przemieszczeń lewa strona obciążenie niesymetryczne. W trakcie pojedynczej próby uzyskano około 40 zdjęć, zarówno z doświadczenia przy obciążeniu symetrycznym jak i niesymetrycznym, które następnie poddane zostały analizie przemieszczeń (p. rys. 11). Następnie do analizy wybrane zostały cztery obszary, zaznaczone na rysunku 12. W każdym modelu żuchwy obszary wybrane do analizy znajdowały się w tym samym miejscu (w okolicach implantu płytkowego). Do ostatecznej analizy przyjęto wartości uśrednione zebrane z trzech pomiarów dla każdego z modeli. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 165

Rys. 12. Model R żuchwy w podparciu symetrycznym, z zaznaczonymi czterema analizowanym obszarami 4. Przedstawienie i omówienie wyników Wszystkie wyniki badań, zarówno w przypadku obciążenia i podparcia symetrycznego, jak i niesymetrycznego, zostały przedstawione w odniesieniu do modelu referencyjnego. Modelem wzorcowym był model żuchwy anatomicznie prawidłowej, którą przebadano wstępnie w obu układach obciążenia z zachowaniem jednakowych wartości siłm jakimi były obciążane modele po obustronnym zespoleniu implantami płytkowymi. 4.1 Obciążenie symetryczne Wszystkie wyniki przedstawiono w postaci średnich wartości uzyskanych na podstawie trzykrotnych pomiarów dla każdego przypadku. Dodatkowo, w przypadku obciążania i podparcia symetrycznego przeprowadzono pomiary przemieszczeń z obu stron kości żuchwy. Dla przypadku podarcia i obciążenia niesymetrycznego wyniki były rejestrowane jednostronnie, po przeciwnej stronie do podparcia. Dla obu przypadków podparcia (symetrycznego i niesymetrycznego) wykonano rejestrację przemieszczeń w sposób ciągły od wstępnego obciążenia do 150 N, dla przypadku podparcia symetrycznego, oraz do 350 N dla przypadku podparcia niesymetrycznego. Każdorazowo z pojedynczej próby otrzymano ok. 40 zdjęć analizowanych obszarów odłamów kostnych. Na rysunku 13 przedstawiono całkowite wartości przemieszczeń odłamów kostnych dla poszczególnych obszarów wszystkich modeli żuchwy przy maksymalnym obciążeniu w podarciu symetrycznym obciążeniu 150 N. Wartości przemieszczeń dla modeli z zaimplantowanymi płytkami, są znacznie większe w porównaniu z modelem referencyjnym. Dla modelu referencyjnego wartości przemieszczeń mieszczą się w granicach 0,2 0,4 mm uwzględniając wszystkie cztery obszary. Porównując wszystkie modele w stosunku do próbki referencyjnej zauważono, że najmniejsze wartości przemieszczeń wykazuje model z zaimplantowanymi dwiema płytkami P-2 i P-4 (model C). W tym przypadku przemieszczenia mieszczą się w granicach 0,6 1,2 mm dla wszystkich czterech obszarów. Model ten okazał się najbardziej trwały pod wpływem działającego obciążenia. Największe wartości przemieszczeń zostały zarejestrowane dla modelu z zaimplantowaną płytką P-3 (model B). Wartości te dla wszystkich obszarów mieszczą się w zakresie 1,5 mm do około 1,9 mm. Model ten wykazywał najmniejszą sztywność. W modelu z zaimplantowaną płytką P-1 (model A) zaobserwowano przemieszczenia w granicach 1,2 1,4 mm. lewa strona prawa strona Rys. 13. Wartości przemieszczeń całkowitych w poszczególnych obszarach dla wszystkich modeli żuchwy podczas obciążenia symetrycznego; strona lewa i prawa Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 166

Najmniejsze przemieszczenia we wszystkich modelach zarejestrowano dla obszaru 4, który znajdował się w okolicach wyrostka kłykciowego. Na rysunku 12 przedstawione zostały całkowite wartości przemieszczeń odłamów kostnych dla poszczególnych obszarów wszystkich modeli żuchwy przy obciążeniu 150 N. Tabela 2. Wartości przemieszczeń w danym modelu żuchwy w odniesieniu do modelu referencyjnego, obciążenie symetryczne, strona lewa. model A model B model C obszar 1 obszar 2 obszar 3 obszar 4 Δ dx [%] 166,69 127,52 178,84 Δ dy [%] 284,98 403,12 229,15 Δ dz [%] 147,66 151,13 205,32 Δ dc [%] 260,14 372,06 219,32 Δ dx [%] 285,40 750,58 10,95 Δ dy [%] 411,90 670,14 201,01 Δ dz [%] 541,11 1832,78 1445,00 Δ dc [%] 403,41 641,65 210,16 Δ dx [%] 121,68 178,22 140,30 Δ dy [%] 403,97 561,55 292,62 Δ dz [%] 140,81 701,94 325,81 Δ dc [%] 364,23 495,29 276,22 Δ dx [%] 379,41 182,09 158,31 Δ dy [%] 348,50 603,89 121,38 Δ dz [%] 1260,80 2500,00 708,80 Δ dc [%] 392,19 586,50 152,53 W przypadku obciążania żuchwy w sposób symetryczny, wartości przemieszczeń dla modeli z zaimplantowanymi płytkami (obserwowane po prawej stronie) również są większe w porównaniu z modelem referencyjnym. Dla modelu referencyjnego wartości przemieszczeń mieszczą się w granicach 0,3 0,4 mm dla wszystkich czterech obszarów. Analizując wszystkie modele w stosunku do próbki referencyjnej zauważa się, że największe wartości przemieszczeń uzyskuje się dla modelu B (1,2 1,6 mm dla wszystkich obszarów), natomiast najmniejsze dla modelu C (0,9 1,4 mm dla wszystkich obszarów). Różnice pomiędzy uzyskanymi przemieszczeniami wszystkich modeli są bardzo zbliżone, nie wykazano znacznych różnic pomiędzy modelami. Obserwując przemieszczenia po prawej stronie żuchwy zauważono, że najbardziej narażonym na działanie obciążenia, w przypadku każdego z modeli, jest obszar 3. Natomiast najmniejsze wartości przemieszczeń zaobserwowano dla obszaru 4, co jest zgodne z obserwacjcajmi dla lewej gałęzi żuchwy. Porównując zarówno prawą gałąź żuchwy jak i lewą wnioskuje się, że najbardziej stabilne zespolenie przedstawia model C. W tym przypadku występują najmniejsze wartości przemieszczeń. Model ten wykazał najmniejszą podatność, ze względu na to, iż zostały zaimplantowane dwie płytki pomiędzy odłamami, co usztywniło odłamy kostne. Najmniejszą sztywność wykazał model B. W tym przypadku również różnice w wartościach przemieszczeń pomiędzy prawą i lewą gałęzią żuchwy są znaczne. Prawdopodobnie nadmierna podatność odłamów kostnych była spowodowana zbyt dużą odległością pomiędzy nimi. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 167

Tabela 3 Wartości przemieszczeń w danym modelu żuchwy w odniesieniu do modelu referencyjnego, obciążenie symetryczne, strona prawa model A model B model C obszar 1 Δ dx [%] 47,85 179,75 25,84 Δ dy [%] 228,96 225,60 209,43 Δ dz [%] 246,14 154,30 0,49 Δ dc [%] 214,54 221,44 194,40 obszar 2 Δ dx [%] 492,83 287,20 107,38 Δ dy [%] 215,34 265,41 203,01 Δ dz [%] 3,86 519,49 697,33 Δ dc [%] 218,28 259,06 211,75 obszar 3 Δ dx [%] 70,84 68,85 38,03 Δ dy [%] 300,95 302,23 260,27 Δ dz [%] 531,16 604,11 394,57 Δ dc [%] 283,41 290,28 244,45 obszar 4 Δ dx [%] 41,05 262,35 2,71 Δ dy [%] 188,46 223,99 152,62 Δ dz [%] 801,47 1512,99 688,24 Δ dc [%] 179,85 244,50 143,49 Porównując przemieszczenia uzyskane dla prawej jak i lewej gałęzi żuchwy można zauważyć, że obszar 3 jest najbardziej narażony na działanie obciążenia. Jest to miejsce działania siły na żuchwę, w związku z czym w tym rejonie dochodzi do największych przemieszczeń odłamów kostnych. Najmniejszą różnicę pomiędzy wynikami uzyskanymi dla prawej i lewej gałęzi żuchwy wykazuje model A. Różnica w wartościach przemieszczeń pomiędzy stronami w tym wypadku wynosi 9%. 4.2 Obciążenie niesymetryczne Na rysunki 13 przedstawiono całkowite wartości przemieszczeń w czterech obszarach dla wszystkich modeli żuchwy w obciążeniu niesymetrycznym dla maksymalnej przyłożonej siły (340 N). Analizując ten wykres można zauważyć, że wartości przemieszczeń dla próbki referencyjnej mieszczą się w zakresie 0,3 0,5 mm. Najmniejsze przemieszczenia można zaobserwować dla modelu C, gdzie przemieszczenia mieszczą się w zakresie od około 0,7 1,3 mm dla wszystkich obszarów. Natomiast największe przemieszczenia zauważono w modelu B (przemieszczenia dla wszystkich obszarów mieszczą się w granicach od około 0,9 1,6 mm). Porównując ze sobą wybrane cztery obszary w okolicach zaimplantowanych płytek, można zauważyć, że dla modelu A i C najbardziej narażony na działanie siły okazał się obszar 3, natomiast dla modelu B są to obszary 2 i 3. Najmniejsze przemieszczenia we wszystkich modelach zobserwano dla obszaru 1. Porównując lewą gałąź żuchwy przy obciążeniu symetrycznym (p. rys. 7.1) z tą samą gałęzią żuchwy przy obciążeniu niesymetrycznym (p. rys. 7.3) można zauważyć, że wartości przemieszczeń są mniejsze przy obciążeniu niesymetrycznym. Jest to spowodowane tym, że punkt podparcia znajdował się po prawej stronie, w związku z czym strona lewa żuchwy nie była aż tak narażona na przemieszczenia odłamów kostnych, natomiast w przypadku obciążenia symetrycznego, gdzie punkt podparcia znajdował się pomiędzy dwoma pierwszymi zębami szczęki dolnej, obie gałęzie żuchwy były bezpośrednio narażone w takim samym stopniu, w związku z czym przemieszczenia pojawiają się zarówno po prawej jak i lewej stronie. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 168

przemieszczenia [mm] Inżynieria biomedyczna / Biomedical Engineering 2 1,5 1 0,5 obszar 1 obszar 2 obszar 3 obszar 4 0 model R model A model B model C Rys. 13. Wartości przemieszczeń całkowitych w poszczególnych obszarach dla wszystkich modeli żuchwy podczas obciążenia niesymetrycznego Tabela 4. Wartościach przemieszczeń w danym modelu żuchwy w odniesieniu do modelu referencyjnego, obciążenie niesymetryczne model A model B model C obszar 1 obszar 2 obszar 3 obszar 4 Δ dx [%] 684,94 462,99 316,21 Δ dy [%] 40,84 46,98 5,98 Δ dz [%] 237,70 184,96 266,84 Δ dc [%] 126,58 98,72 86,40 Δ dx [%] 2285,38 486,15 1521,79 Δ dy [%] 219,35 287,48 76,30 Δ dz [%] 927,27 920,59 317,00 Δ dc [%] 284,39 329,01 100,61 Δ dx [%] 470,17 263,56 190,31 Δ dy [%] 235,33 278,40 139,78 Δ dz [%] 219,65 58,34 321,09 Δ dc [%] 234,45 236,26 155,10 Δ dx [%] 1382,58 862,53 547,88 Δ dy [%] 168,83 291,41 60,63 Δ dz [%] 815,69 99,86 688,29 Δ dc [%] 395,34 309,43 154,89 Z przedstawionej powyżej analizy można wnioskować, że wyniki są powtarzalne, z tego względu, że doświadczenia przy obciążeniu symetrycznym jak i niesymetrycznym były wykonywane na tych samych próbkach, w związku z czym widać, że lewa gałąź żuchwy zachowuje się w podobnie w warunkach obciążenia. Model B okazuje się najmniej sztywnym zespoleniem zarówno w obciążeniu symetrycznym jak i nie. Jest to spowodowane zbyt dużą szczeliną pomiędzy odłamami w porównaniu z wymiarami zaimplantowanej płytki. Natomiast najbardziej stabilnym zespoleniem okazuje się model C, gdzie zastosowano dwie płytki do połączenia odłamów, co usztywniło żuchwę. Przykładową charakterystykę przemieszczenia w zależności od zadanego obciążenia w trzech analizowanych kierunkach (dla przypadku zespolenia C) przestawiono na rysunku 14. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 169

przemieszczenie Z [mm] Inżynieria biomedyczna / Biomedical Engineering 0,2 0-0,2-0,4-0,6-0,8-1 0 50 100 150 200 250 300 350 siła [N] obszar 1 obszar 2 obszar 3 obszar 4 Rys. 14. Zależność przemieszczenia od obciążenia, w trzech kierunkach; model C, obciążenie niesymetryczne 5. Podsumowanie Zaburzenia układu stomatognatycznego są częstym problemem występującym w społeczeństwie. Dysfunkcje układu stomatognatycznego są bardzo kłopotliwe, ze względu na złożoność pełnionych funkcji. Powodują problemy w wykonywaniu codziennych czynności, do których należy nie tylko odgryzanie, czy też przeżuwanie pokarmów, ale także podczas oddychania oraz mówienia. Występujące zaburzenia rozwoju twarzoczaszki niekorzystnie wpływają na wygląd estetyczny, co przyczynia się do utrudnionego funkcjonowania w społeczeństwie osób dotkniętych tego typu problemem. Ze względu na wielopłaszczyznową funkcję układu stomatognatycznego, dysfunkcje w tym obszarze skutkują wieloma dolegliwościami, w tym również brakiem akceptacji społecznej dla osób, u których obszar dysfunkcyjny jest tak bardzo widoczny. Dlatego też istotna jest korekcja występujących w okolicach twarzoczaszki dysfunkcji. Tego typu zabiegi przeprowadzane są najczęściej chirurgicznie, poprzez wszczepianie implantów. Na podstawie badań doświadczalnych opisywane są korzystne konfiguracje wszczepiania minipłytek służących do zespoleń odłamów kostnych, ale także wykonywane są eksperymenty mające na celu sprawdzenie, która z metod stabilizacji (wykorzystująca różne minipłytki istniejące na rynku bądź śruby biokortykalne) jest odpowiednia pod względem przenoszenia obciążeń. Wykonywane są w tym celu zarówno badania eksperymentalne jak i analityczne. Prawidłowe zaimplantowanie minipłytek przyczyni się do poprawy funkcjonalności oraz estetyki twarzy. Istotne jest przeprowadzenie szeregu doświadczeń mających na celu sprawdzenie jak kość żuchwy po implantacji zachowuje się podczas naturalnego funkcjonowania. A tym samym poprawę współpracy implantu z kością. W niniejszej pracy omówione zostały badania eksperymentalne, modelowe dla trzech przypadków zespoleń odłamów kostnych gałęzi żuchwy po zabiegu BSSO. W każdym analizowanym przypadku pokazano przemieszczenia odłamów kostnych w czterech różnych obszarach gałęzi żuchwy, rozmieszczonych po dwa z każdej strony przecięcia kości. Obszary analizowane były oznaczone analogicznie dla każdego przypadku. Wykazano jak dany implant płytkowy wpływa na stabilność układu kość- implant w trakcie obciążenia symulującego odgryzanie i żucie pokarmu. Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 170

LITERATURA [1] A. Michajlik, W. Ramotowski: Anatomia i fizjologia człowieka, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2009. [2] J. Margielewicz, E. Kijak, T. Lipski, M. Pihut, J. Kosiewicz, D. Lietz-Kijak: Badania modelowe równowagi biostatycznej narządu żucia człowieka, Centrum Inżynierii Biomedycznej, Gliwice 2012. [3] S. Bartkowski (red.): Chirurgia szczękowo-twarzowa, AGES, Kraków, 1996, s. 237, 252 256. [4] M. Nałęcz (red.): Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna, tom 4 Biomateriały, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2003, s. 7, 11 15. [5] J. Marciniak: Biomateriały w stomatologii, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008. [6] Katalogi firmy Medartis, edycja 2016. [7] http://adentis.pl/uslugi-i-ceny/stomatologia/ortodoncja-bez-ekstrakcji/kostne-wady-zgryzu.html (stan na 10.07.2016 r.). [8] Protokół techniczny produktów firmy Medartis [9] R. Nowak, J. Wnukiewicz, P. Stróżyk, W. Pawlak: Doświadczalna ocena właściwości biomechanicznych zespoleń stosowanych przy strzałkowej osteotomii gałęzi żuchwy doniesienie wstępne, Dental and Medical Problems, vol. 45(4), 2008, s. 369 373. [10] https://www.ita_polska.com.pl/produkt/287/trojwymiarowy_system_cyfrowej_korelacji_obrazu_do_zdarzen_szybkoz miennych_dantec_q_450_high_speed/1/systemy_pomiarowe/26/badanie_wlasciwosci_mechanicznych/259/pomiar_od ksztalcen_i_naprezen.html (stan na 10.07.2016 r.). otrzymano / submitted: 11.11.2016 wersja poprawiona / revised version: 21.11.2016 zaakceptowano / accepted: 28.11.2016 Acta Bio-Optica et Informatica Medica Inżynieria Biomedyczna, vol. 22, nr 3, 2016 171