CC BY
35
УДК 616.742-089
Аветіков Д.С., Стебловський Д.В.
ВДОСКОНАЛЕННЯ КОСМЕТИЧНОЇ ОТОПЛАСТИКИ З УРАХУВАННЯМ БІОМЕХАНІКИ ШКІРИ
ВДНЗУ «Українська медична стоматологічна академія», Полтава
На сьогодні існує велика кількість методик по усуненню капловухості, але жодна з них не гарантує оптимального косметичного ефекту. Метою дослідження було визначити оптимальні межі деформації шкірно-жирових клаптів сосковидної ділянки при проведенні косметичної отопластики. Об'єктом дослідження булі шкірно-жирові клапті, взяті з соскоподібної ділянки у 25 хворих з капловухі-стю різного ступеня під година висічення надлишків шкіри. Також 15 хворим проводилася косметична отопластика за власною методикою. У ході дослідження використовувалися наступні методи: випробування шкірно-жирових клаптів соскоподібної ділянки на одноосне лінійне розтягування за допомогою розривних машин, статистичні методи обробки даних. На основі проведених біомеханічних досліджень нами були визначені оптимальні кути розтягування і напрями вектору сили шкірно-жирових клаптів при проведенні отопластики, що забезпечують хірургічні втручання зі збереженням природних топографоанатомичних співвідношень тканин особи і шиї. Ключові слова: шкірно-жировий клапоть, косметична отопластика, капловухість, біомеханічні властивості шкіри. Робота є фрагментом науково-дослідної роботи Вищого державного навчального закладу України «Українська медична стоматологічна академія» МОЗ України, яка виконується на кафедрі хірургічної стоматології та щелепно-лицевої хірургії з пластичної та реконструктивною хірургією голови та шиї: «Алгоритм хірургічного та консервативного лікування хворих, що мають косметичні дефекти тканин щелепно-лицьової ділянки, інволюційний птоз шкіри обличчя і шиї, больові синдроми обличчя і профілактики утворення патологічних рубцево-змінених тканин», номер державної реєстрації 0114U001910.
З кожним роком зростає кількість людей, осо-
бливо жінок, які більш ретельно ставляться до своєї зовнішності [1, 2]. Цей чинник збільшує кількість потенційних пацієнтів і призводить до бурхливого розвитку реконструктивної та естетичної хірургії обличчя [3, 4]. Серед них особливе місце займають пацієнти з капловухістю як природженою деформацією вушної раковини [5].
На сьогоднішній день існує велика кількість методик щодо усунення даної патології, але жодна з них не гарантує оптимального косметичного ефекту і не враховує біомеханічні властивості шкірно-жирових клаптів з фіброархіте-ктонікою шкіри, що в подальшому може призвести до негативних результатів оперативних втручань, в першу чергу виникнення патологічних рубців шкіри [6, 7].
Мета дослідження
Визначити оптимальні межі деформації шкірно-жирових клаптів соскоподібної ділянки та встановити оптимальні напрями вектору прикладеної до клаптя шкіри сили при проведенні косметичної отопластики.
Матеріали та методи
Об'єктом дослідження булі шкірно-жирові клапті, взяті з соскоподібної ділянки у 25 хворих з капловухістю різного ступеня під година висічення надлишків шкіри. Також 15 хворим
проводилася косметична отопластика за власною методикою.
У ході дослідження використовувалися наступні методи: випробування шкірно-жирових клаптів соскоподібної ділянки на одноосне лінійне розтягування за допомогою розривних машин, статистичні методи обробки даних [8, 9].
Для знаходження точних рішень системи рівнянь нами використані чисельні методи опти-мізації. Даний алгоритм реалізований за допомогою системи комп'ютерної алгебри - Mathcad версія 14 [10].
Результати та їх обговорення
Для проведення ізотонічного експерименту були відібрані два зразки (клапті) шкіри, фізичні параметри яких відповідають геометрії клаптів мобілізованих при проведенні отопластики. Усі клапті мали прямокутну форму.
Розміри клаптя, що відповідає отопластиці, мали значення:
а
) MM
дов: =
— 8 ММ ширина
k0 = MM
товщина о Тут і далі застосовані індекси, що означають відповідно операцію : 0 - отопластика. Розтягуючи постійні зусилля, прикладені до зразків, були рівні: 0,4 кг.
Результати ізотонічних експериментів приведені в таблиці 1.
Таблиця 1.
Результати ізотонічного експерименту.
t, з ■с, мм ^Lc, мм £0
0,0 8,0 0,0 0,0000
0,1 8,3 0,3 0,0375
0,2 8,5 0,5 0,0625
0,4 9,0 1,0 0,1250
0,6 9,6 1,6 0,2000
0,8 10,3 2,3 0,2875
1,0 11,1 3,1 0,3875
1,4 11,9 3,9 0,4875
1,8 12,9 4,9 0,6125
2,2 13,9 5,9 0,7375
2,6 15,1 7,1 0,8875
2,8 15,8 7,8 0,9750
3,0 16,4 8,4 1,0500
3,4 17,5 9,5 1,1875
3,8 18,3 10,3 1,2875
4,2 18,7 10,7 1,3375
4,6 18,9 10,9 1,3625
5,0 19,0 11,0 1,3750
Значення абсолютних подовжень
-: і де-
формацій розраховуються по формулах:
і
де ь - індекс, що означає номер виміру.
? o (t ) 1'60 1,40
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
На підставі експериментальних і розрахункових даних було побудовано залежності де-
£ = fif'"
формацій від часу с cw для експерименту, представлені на мал. 1.
Малюнок 1. Залежність лінійної деформації
-с _ -c\L.' клаптя шкіри від часу при отоп-ластиці.
Аналізуючи отримані дані, можна стверджувати, що ефективний модуль пружності практично однаковий, що було очікувано в наближенні ізотропної пружних властивостей шкіри. Для порівняння - модуль пружності еластину
t, с
(основного пружного компонента шкіри) рівний
1 — 0 1 Ю EL-. Що також говорить про адекватність отриманих значень.
Нами висунуто припущення, що геометрія вільних меж клаптя шкіри є центральносимет-ричною, тобто вільні краї шкіри вважаються дугами кругів відповідних радіусів ^ і г (мал. 2).
Малюнок 2. Модель деформації шкірного клаптя і напрямки розтягуючих зусиль при проведенні косметичної отопластики.
Початкові дані: радіус
R
довжина дуги
S
А-ОР1-ОР2-ОРЗ-ОР4-В, позначена буквою
максимальне зміщення шкіри ^ уздовж осі
® ® . Розтягуючи зусилля докладені до точок OP1, OP2, OP3, OP4.
Головним критерієм визначення напрямів є
рівність тангенціальної напруги ^х ділянок A-OP1', OP1-OP2', OP2-OP3', OP3-OP4', OP4-B. У першому наближенні тангенціальна
напруга пропорційна т тангенціальним деформаціям f т вказаних ділянок. Це припущення дозволить визначити координати кінцевих точок OP1', OP2', OP3', OP4' на підставі початкових даних і координат точок OP1, OP2, OP3, OP4. Напрями прикладених розтягуючи зусиль
і відповідні радіальні зміщення ^і, Фз, визначені формулами:
де хі і Уі - координати точок ОР1 ', ОР2 ', ОРЗ ', ОР4' а і Уі - координати точок ОР1, ОР2, ОРЗ, ОР4 відносно точки
і = 1 2 3 4 ■
індекс 1 відповідає номеру точки.
Координати характерних точок визначені по формулах:
І = R + 8 -т
(1)
0
(2)
де
в.-
кут визначається, як кут між прямою ООРі і віссю 00',
Of
кут визначається, як кут між прямою О' О'ОРі' і віссю 00'. Відмітимо, що радіус г визначається, як корінь рівняння : 7' (Ч — COS (т)) ~ Я (і ~ C0S (")) _ f5 = О
9 =
R
Підставляючи в рівняння (3) значення
і враховуючи співвідношення між кутами " та
0'ав. R sin(0/2) = т sin С
Як видно з отриманих результатів, значення радіальних зміщень шкіри і напрямів докладання розтягуючих зусиль корелюють з експериментальними даними, що говорить про адекватність моделі і достовірність теоретичних результатів.
Слід також відмітити, що для досягнення
повного косметичного ефекту операції потрібно також задовольнити умову рівності радіальної напруги. Це досягається шляхом відшаровування відповідних ділянок шкірно-жирового клаптя шкіри на різну глибину, для вирівнювання радіальних деформацій £т.
3 ΤρΜΚγΤΗΜΚίΒ ΟΑΒ ί Ο'ΑΒ, ρίΒΗΗΗΗΗ (3) Π6ρ6ΠΜ^εΤΒ^ V ΒΜβί:
γ-τ/τ2- Η2 3Ϊπζ(5/2/Ϊ} -Κ(1- £οε(5/2/ϊ)) - δ = Ο (4)
ΟτρίΊΜΘΘΜΟ ρίΐυβΗΗί! Ι_|ΒΟΓΟ ρίΒΗΗΗΗΗ : ^ _ (» 4ΚΪ1- 5ί.ΐίΒ(,£/ΖΚ)
ΥΜ0Β3 ρίΒΗΟΟΠ Τ3ΗΓ6Η^ί3ΛΒΗΜΧ £6φθρΜ3μίΜ ΚΟΜΗΟΪ ,φΛΗΗΚΜ
I ϊ;
— = εοπεί
ΙϋΚίρΐΗ0->ΚΜρ0Β0Γ0 ΚΠ3ΠΤΗ 33ΠΙΊΐυ6ΤΒ0Η γ ΒΜΓΠ^ί: , (6)
λθ; = 1,2,3,4,5
5ι = ΑΟΡ1 <?2 = 0Ρ10Ρ2 53 = 0Ρ20Ρ3 ^ = 0Ρ30Ρ4 55 = ΟΡ4Β 3γϊληο γθομθτρίϊ κπ3πτη! 51 = 55=8 52 = 53 = 54 = 15 μ μ
3ΒίΛΚΜ5=Σ^- = 61ΜΜ.
— = ϋΟΤΙϊί
Μθ>ΚΗ3 Λ0Β60ΤΜ, ΐμθ ΟΠίΒΒίβΗΟΐυΘΗΗΗ (6) ΠβρβΤΒΟρίΟεΤΒΟΗ Η3: 3ΒίβΚΙΊ ΒΜ3Η3Η3εΜ0 ΟΠίΒΒίβΗΟΐυΘΗΗΗ ΜΙ>Κ ΚγΤ3ΜΙΊ:
βι = θί -
1 β,
Θλ = —θ* = θ<2 -\—- 9-> = — = —
£6 Β ΟΙΊΠγ ΟΙΊΜΘΤρίϊ Η, 2Η.
ΠρΟΒΘβΘΜΟ ρ03ρ3ΧγΗΚΜ βΠΗ ^ = 65 ΜΜ <5 = 8 ΜΜ
-... ξ - £ ■ ■■■ ρ--
Πο φΟρΜν^ί (5) ΒΜ3Η3Η3εΜ0:
ΠΟΤΙΜ 3Η3Χ0βΙΊΜ0 ΒίβΠΟΒίβΗί ΚγΤΜ! ^Γ ^ " ^Ζ^ ' Ρ3^
ΠΟ φθρΜγΠ3Χ (1) ί (2) 3Η3Χ0βΙΊΜ0 00Τ3Τ0ΗΗΙ 3Η3Η6ΗΗ3 ββφθρΜ314ίΜ ί Η3ΠρΗΜΙΒ βΟΚΠ3,Ζ13ΗΗΗ ρ03ΤΗΓγΚ>-
χ'2 = χ'3 = 72,03 μμ)'2' = —Υ3 = 8/35 μμ_
= ϊ· = 3.61 Λ::·:, ΰ2 — <53 = 7,51 μμ
Відстовбурчені вушна раковина найчастіша вроджена деформація, яка характеризується надмірним відхиленням вуха від поверхні голови і в більшості випадків це пов'язано з недорозвиненням противозавитка.
На етапах планування та проведення оперативних втручань нами використовувались результати біомеханічних та морфологічних досліджень з індивідуальним аналізом кожного окремого пацієнта.
Під час проведення отопластики нашими основними завданнями хірургічної корекції відстовбурчених вух було виправлення порушень пропорцій, виражених деформацій завитка і противозавитка, забезпечення рівних і гладких контурів складки противозавитка, збереження форми і поглиблення завушної борозни, недопущення надлишкового притиснення вушної раковини до голови і уникнути появи гострої протизавиткової складки. У зв'язку з тим, що вушна раковина є парним органом, одним із найбільш складних завдань у виконанні отопластики було створення симетрії.
Вибір хірургічної методики корекції відстовбурченої вушної раковини проводився індивідуально залежно від ступеня її деформації і причини, що викликала її появу. У більшості випадків для усунення причини, що призвела до відстовбурчення вушної раковини, виникала необхідність поєднаного застосування існуючих способів - висічення хряща, шовна отопла-стика, рифлення або нанесення насічок на передній поверхні хряща.
На першому етапі роботи були проведені оперативні втручання щодо усунення каплову-хості 20 хворим, операції виконувалися за загальноприйнятими методиками. При цьому під місцевою анестезією 1% -им розчином лідокаї-ну з додаванням адреналіну в розведенні 1: 20о 000 був виконаний S-подібний шкірний розріз на задній поверхні вушної раковини, після цього виконувались 2 додаткові паралельні розрізи і раньовій поверхні придавался еліпсоїдна форма та висікали дві шкірні клапті. Потім відшаровували шкіри від хряща до середини кривизни завитка. Для того, щоб зберегти живлення хряща це виконувалося над перихондрі-єм. Відступивши на 3-4 мм. від візуальної межі відшарування або 8-10 мм. від краю хряща паралельно завитку виконувався розріз хряща на всю товщину до перихондрія передньої поверхні вушної раковини. При цьому верхній край розрізу досягав медіальної ніжки, а нижній опускався до хвоста завитка.
Наступним етапом проводилося моделювання хряща. Оскільки в першу групу входили хворі з нормальним розміром вушної раковини, в яких відмічалось розширення конхоскафаль-ного кута, то під час оперативних втручань частини хряща не висікались. Нами проводилися насічки від 6 до 8 на 2/3 товщини хряща по його передній поверхні уздовж передбачуваного
вигину протизавитка і латеральної ніжки. Відстань між насічками біля вільного краю хряща становила 2-3 мм., у напряму до протизавитка 1-2 мм.
Після цього розсічений хрящ зшивали тонким непереривним матрацним швом захоплюючим надхрящницю. Вушну раковину підтягували до поверхні голови та фіксували у правильному положенні, а після ретельного гемостазу шкіру зшивали вузловими швами.
Висновок
Таким чином, на основі проведених цілеспрямованих біомеханічних досліджень нами були визначені оптимальні кути розтягування і напрями вектору сили шкірно-жирових клаптів при проведенні отопластики, що забезпечують хірургічні втручання зі збереженням природних топографоанатомічних співвідношень тканин обличчя та шиї, що створює оптимальний функціональний та косметичний результат.
Література
1. Аветіков Д.С Сучасні методики проведення розрізів при виконанні верхньої рітідектомії / Д.С. Аветіков, А.А. Гутник, Д.С. Стебловський // Вісник проблем біології і медицини. - 2011. -Т. 1(87), Вип. 3 - С. 148-150.
2. Аветіков Д.С. Особливості проведення верхньої та середньої рітідектомії з урахуванням біомеханіки шкіри / Д.С. Аветіков, І.В. Яценко, А.А. Гутник // Український медичний альманах. -
2013. - Т. 16, №1. - С. 4-6.
3. Аветіков Д.С. Роль біомеханічних властивостей шкіри при проведенні нижньої рітідектомії та косметичної отопластики / Д.С. Аветіков, Д.В. Стебловський // Вісник проблем біології і медицини. - 2014. - Том 1. - № 2. - C. 40-43.
4. Аветіков Д.С. Клініко-морфофункціональні особливості підйому та мобілізації шкірно-жирових клаптів соскоподібної ділянки / Д.С. Аветіков, Д.В. Стебловський // актуальні проблеми сучасної медицини. вісник української медичної стоматологічної академії. - 2013. - Том 13. - № 2. - C. 180-182.
5. Сэдик Н. Косметична хірургія шкіри / Н. Сэдик, Н. Лоуренс, Р. Мій - М. : МЕДпрес, 2009. - С. 20-41, 111-140.
6. Ниамту Дж.ІІІ Мінімально інвазивна косметична хірургія обличчя / Дж. III Ниумту, Р. Хога. - М. : МЕДпрес-информ, 2007. - 256 с.
7. 0xlund H. The role of elastin in the mechanical properties of skin / H. 0xlund, J. Manschot, A. Viidik // J. Biomechanics. - 1988. - V. 21, № 3. - P. 276.
8. Бранков Г. Основи біомеханіки / Г. Бранков - М. : Мир, 1981. -256 с.
9. Осовский С. Нейронні мережі для обробки інформації / С. Осовский - М. : Фінанси і статистика, 2002. - 344 с.
10. Окулярів В.Ф. Mathcad 14 для студентів, інженерів і конструкторів / В.Ф. Окулярів - СПб.: БХВ-Петербург, 2007. - 368 с.
References
1. Avetikov D.S Suchasn metodiki provedennja raz^y pri vikonann verhn'o'i' ^deHornM / D.S. Avetikov, A.A. Gutnik, D.S. Steblovs'kij // Vіsnik problem Ью^дії і medicini. - 2011. - T. 1(87), Vip. 3 - S. 148-150.
2. Avetikov D.S. Osoblivost provedennja verhn'of ta seredn'of ^deHornM z urahuvannjam Womeharnki shkm / D.S. Avetikov, i.V. Jacenko, A.A. Gutnik // Ukralns'kij medichnij al'manah. - 2013. -T. 16, №1. - S. 4-6.
3. Avetikov D.S. Rol' bіomehanіchnih vlastivostej shkm pri provedenn nizhn'of ^^deHornM ta kosmetichnof otoplastiki / D.S. Avetikov, D.V. Steblovs'kij // Vіsnik problem Ью^дії і medicini. -
2014. - Tom 1. - № 2. - C. 40-43.
4. Avetikov D.S. Klіnіko-morfofunkcіonaГnі osoblivost pіdjomu ta moW^cM shtorno-zhirovih klaptiv soskopodіbnoY dNjanki / D.S. Avetikov, D.V. Steblovs'kij // aktual'm problemi suchasnof medicini. vіsnik ukraYns'koY medichnoY stomatologіchnoY akademn. - 2013. -Tom 13. - № 2. - C. 180-182.
5. Sjedik N. Kosmetichna Mru^a shkm / N. Sjedik, N. Lourens, R. Mj - M. : MEDpres, 2009. - S. 20-41, 111-140.
6. Niamtu Dzh.III Mmmal'no іт/azivna kosmetichna Mru^a oblichchja / Dzh. III Niumtu, R. Hoga. - M. : MEDpres-inform, 2007. - 256 s.
7. 0xlund H. The role of elastin in the mechanical properties of skin / 9. Osovskij S. Nejronrn merezh dlja obrobki mformacn / S. Osovskij H. 0xlund, J. Manschot, A. Viidik // J. Biomechanics. - 1988. - V. - M. : Fmansi і statistika, 2002. - 344 s.
21, № 3. - p. 276. 10. Okuljarіv V.F. Mathcad 14 dlja students, іnzhenerіv і konstruktonv
8. Brankov G. Osnovi Womehamki / G. Brankov - M. : Mir, 1981. - / V.F. Okuljariv - SPb.: BHV-Peterburg, 2007. - 368 s. 256 s.
Реферат
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОСМЕТИЧЕСКОЙ ОТОПЛАСТИКИ С УЧЕТОМ БИОМЕХАНИКИ КОЖИ Аветиков Д.С., Стебловский Д.В.
Ключевые слова: кожно-жировой лоскут, косметическая отопластика, лопоухость, биомеханические свойства кожи.
На сегодня существует большое количество методик по устранению лопоухости, но ни одна из них не гарантирует оптимального косметического эффекта. Целью исследования было определить оптимальные границы деформации кожно-жировых лоскутов сосцевидной области при проведении косметической отопластики. Объектом исследования были кожно-жировые лоскуты, взятые из сосцевидного участка у 25 больных с лопоухость разной степени во время иссечения излишков кожи. Также 15 больным проводилась косметическая отопластика по собственной методике. В ходе исследования использовались следующие методы: испытания кожно-жировых лоскутов сосцевидного участка на одноосное линейное растяжение с помощью разрывных машин, статистические методы обработки данных. На основе проведенных биомеханических исследований нами были определены оптимальные углы растяжения и направления вектора силы кожно-жировых лоскутов при проведении отопластики, обеспечивающие хирургические вмешательства с сохранением природных топографоанатоми-ческих соотношений тканей лица и шеи.
Summary
IMPROVEMENTS IN COSMETIC OTOPLASTY IN CONSIDERATION OF SKIN BIOMECHANICAL PROPERTIES Avetikov D. S, Steblovsky D. V.
Key words: cellulocutaneous flaps, cosmetic otoplasty, protruding ears, skin, biomechanical properties.
Today there are a number of techniques to correct protruding ears, but none of them guarantees the optimal cosmetic effect. The aim of the study was to determine the optimal deformation bounds of cellulocutaneous flaps in mastoid region during cosmetic otoplasty. Cellulocutaneous flaps taken from the mastoid areas in 25 patients with varying degrees of protruding ears during excision of excess skin served as a subject of the study. 15 patients underwent cosmetic otoplasty, procedure of which was developed by the authors. The study used the following methods: cellulocutaneous flap testing for uniaxial linear stretching by using a tensile testing machine, statistical methods of data processing. The findings obtained allowed us to determine the optimal angles of stretching and direction of the force vector in cellulocutaneous flaps during otoplasty that provides surgery with saving natural topographic and anatomical skin relationship between tissues of the face and neck.
