Биомеханика и компьютерные технологии в челюстно-лицевой ортопедии и дентальной имплантологии

Ця книга є логічним продовженням робіт О.М. Чуйка, В.Є. Вовка «Особливості біомеханіки в стоматології» (2006) [84] та О.М. Чуйка, І.А. Шинчуковського «Біомеханіка в стоматології» (2010) [88]. Автори вважають, що матеріал, викладений у цих роботах, може бути суттєво перероблений, доповнений та конкретизований, зокрема з урахуванням останніх досягнень науки та публікацій співавторів. З усього комплексу тем, які були затронуті у роботах [84, 88], у запропонованому дослідженні будуть викладені питання щелеполицевої ортопедії (хірургії) та дентальної імплантології, які не тільки взаємопов'язані клінічно, але й відображають практичний досвід кожного зі співавторів.

Як і раніше, ця робота фактично є системним викладенням статей, опублікованих в різні роки в журналах "Дентал Юг" (Краснодар), "Сучасна стоматологія" (Київ), "Стоматолог" (Харків), "Ортопедія, травматологія та протезування" (Харків), "Новини стоматології" (Львів), "Український стоматологічний альманах" (Полтава), "Український журнал телемедицини та медичної телематики" (Донецьк), "Прикладна механіка" (Київ), "Буковинський медичний вісник" (Чернівці), "Стоматологія" (Москва), "Молодий вчений" (Чита) та виступів на кількох конференціях. Під час написання монографії були використані фрагменти спільних розробок дисертаційних досліджень співавторів, що дозволило надати роботі необхідну глибину та практичну спрямованість.

За численними відгуками читачів книг «Особливості біомеханіки в стоматології» та «Біомеханіка в стоматології», їх зміст зайняв свою нішу в медичній науці, пов'язуючи успіхи клінічної практики з останніми досягненнями біомеханіки та комп'ютерних технологій в ортопедії челюстно-лицевої ділянки та стоматології. Тому однією з основних завдань цієї монографії, так само як і попередніх робіт, є спроба викласти основи теоретичної механіки, опору матеріалів, теорії пружності, деталей машин та інших суміжних дисциплін у необхідному обсязі для розуміння та вирішення конкретних задач біомеханіки. Другою важливою задачею монографії є ілюстрація можливостей «глибокого біомеханічного аналізу», підходу, який ми намагалися обґрунтувати у [84], при вирішенні найбільш актуальних задач ортопедії челюстно-лицевої ділянки (ОЧЛД), ортопедичної стоматології, дентальної імплантології та ортодонтії.

Незважаючи на значні успіхи, досягнуті в останні роки, можливості біомеханіки ще не використовуються достатньо, особливо в лікувальних медичних закладах. Причин тут декілька: це загальна недостатність фінансування, яка не дозволяє залучити до вирішення необхідних завдань фахівців з вузького профілю; складність самої дисципліни, особливо для лікарів - основних споживачів її результатів, які не мають необхідної підготовки з механіки; та недостатня, на доступному рівні, пропаганда її можливостей та досягнень. Для порівняння можна відзначити, що в технічних вузах підготовка інженера механічного профілю включає цілий ряд загальнонаукових дисциплін, таких як опір матеріалів, теорія пружності, теорія пластичності та повзучості, статика та динаміка споруд, будівельна механіка тощо. У немашинобудівних вузах основи всіх цих дисциплін часто об'єднуються в рамках однієї дисципліни "Прикладна механіка". При серйозній та глибокій постановці задач біомеханіки володіння всіма основними поняттями та методами цих дисциплін також необхідне. З одного боку, курс біофізики, читаний в стоматологічних вузах, не може задовольнити всі потреби для освоєння біомеханіки. З іншого боку, таку задачу може вирішити тільки спеціальна дисципліна «Біомеханіка», як з загальними питаннями біомеханіки, так і спеціалізованими для щелепно-лицевих хірургів, ортопедів, імплантологів, ортодонтів тощо. На наш погляд, спеціальність біомеханіка буде також популярною, як і зуботехніка, а з часом можливе взаємне збагачення та взаємопроникнення на основі сучасних наукових знань. Це відображено не тільки у назві монографії, але й у змісті основних розділів. При викладенні всіх питань прийнята одна послідовність: спочатку кожна задача розглядається схематично на основі традиційних підходів теоретичної механіки, опору матеріалів, деталей машин і т.д. Потім проводиться «глибокий біомеханічний аналіз», як ідеалізованих моделей для забезпечення «чистоти експерименту», так і моделей, максимально наближених до конкретного пацієнта на основі використання методу скінченних елементів, для визначення діючих у системі напружень та деформацій. На останньому етапі аналізу особлива увага надається комп'ютерній томографії (CT), яка не тільки є найсучаснішим засобом діагностики, але й основою для побудови твердотільних моделей аналізованого об'єкта з подальшим скінченно-елементним аналізом. Автори є переконаними прихильниками саме такої схеми розв'язання складних задач, як у техніці, так і в біомеханіці.

Мовою оригіналу 

Эта книга является логическим продолжением работ А.Н. Чуйко, В.Е. Вовк «Особенности биомеханики в стоматологи» (2006) [84] и А.Н. Чуйко, И.А. Шинчуковский «Биомеханика в стоматологии» (2010) [88]. Авторы считают, что изложенный в этих работах материал может быть существенно переработан, дополнен и конкретизирован, в том числе с учетом последних достижений науки и публикаций соавторов. Из всего комплекса тем, затронутых в работах [84, 88], в предлагаемом исследовании будут изложены вопросы челюстнолицевой ортопедии (хирургии) и дентальной имплантологии, которые не только взаимосвязаны клинически, но и отражают практический опыт каждого из соавторов.

Как и ранее, работа фактически является системным изложением статей, опубликованных в разные годы в журналах «Дентал Юг» (Краснодар), «Современная стоматология» (Киев), «Стоматолог» (Харьков), «Ортопедия, травматология и протезирование» (Харьков), «Новини стоматології» (Львов), «Украинский стоматологический альманах» (Полтава), «Український журнал телемедицини та медичної телематики» (Донецк), «Прикладная механика» (Киев), «Буковинський медичний вісник» (Черновцы), «Стоматология» (Москва), «Молодой ученый» (Чита), и выступлений на ряде конференций. При написании монографии использованы фрагменты совместных разработок диссертационных исследований соавторов, что позволило придать работе необходимую глубину и практическую направленность.

По многочисленным отзывам читателей книг «Особенности биомеханики в стоматологи» и «Биомеханика в стоматологии», их содержание заняло свою нишу в медицинской науке, связывая успехи клинической практики с последними достижениями биомеханики и компьютерных технологий в челюстнолицевой ортопедии и стоматологии. Поэтому одной из основных задач этой монографии, также как и предыдущих работ, является попытка изложить основы теоретической механики, сопротивления материалов, теории упругости, деталей машин и других смежных дисциплин в необходимом для понимания и решения конкретных задач биомеханики объеме. Второй важной задачей монографии является иллюстрация возможностей «глубокого биомеханического анализа», подхода, который мы пытались обосновать в [84], при решении наиболее актуальных задач челюстнолицевой ортопедии (ЧЛО), ортопедической стоматологии, дентальной имплантологии и ортодонтии.

Несмотря на существенные успехи, достигнутые в последние годы, возможности биомеханики реализуются еще недостаточно, особенно в лечебных медицинских учреждениях. Причин здесь несколько: это и общая недостаточность финансирования, не позволяющая привлечь к решению необходимых задач специалистов узкого профиля; и сложность самой дисциплины, особенно для врачей – основных потребителей ее результатов, не имеющих необходимой подготовки по механике; и недостаточная, на доступном уровне, пропаганда ее возможностей и достижений. Для сравнения можно отметить, что в технических вузах подготовка инженера меанического профиля включает целый ряд общенаучных дисциплин, таких как сопротивление материалов, теория упругости, теория пластичности и ползучести, статика и динамика сооружений, строительная механика и др. В немашиностроительных вузах основы всех этих дисциплин часто объединяются в рамках одной дисциплины «Прикладная механика». При серьезной и глубокой постановке задач биомеханики владение всеми основными понятиями и методами этих дисциплин также необходимо. С одной стороны, курс биофизики, читаемый в стоматологических вузах, не может перекрыть все потребности для освоения биомеханики. С другой стороны, такую задачу может решить только специальная дисциплина «Биомеханика», как с об- щими вопросами биомеханики, так и специализированными для челюстнолицевых хирургов, ортопедов, имплантологов, ортодонтов и т.п. На наш взгляд, специальность биомеханика будет также востребована, как и зубного техника, а со временем здесь возможно и их взаимное обогащение и взаимопроникновение на основе современных научных знаний. Это отобразилось не только на названии монографии, но и на содержании основных разделов. При изложении всех вопросов принята одна последовательность: вначале каждая задача рассматривается схематически, на основе традиционных подходов и расчетных зависимостей теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин и пр. Затем проводится «глубокий биомеханический анализ», как идеализированных моделей для обеспечения «чистоты эксперимента», так и моделей максимально приближенных к конкретному пациенту на основе использования метода конечных элементов, для определения действующих в системе напряжений и деформаций. На последнем этапе анализа особое значение приобретает компьютерная томография (CT), которая не только является самым современным средством диагностики, но и основой для построения твердотельных моделей анализируемого объекта с последующим конечно- элементным анализом. Авторы являются убежденными сторонниками именно такой схемы решения сложных задач, как в технике, так и в биомеханике.