способ определения напряженно-деформированного состояния кожи человека в пластической хирургии

Формула изобретения

Способ определения напряженно-деформированного состояния кожи человека в пластической хирургии, заключающийся в нанесении на исследуемую поверхность тела пациента полимерного композита с последующим приложением механической нагрузки и регистрации напряженно-деформированного состояния исследуемой поверхности посредством оценки интерференционной картины, отличающийся тем, что в качестве полимерного композита используют синтетический каучуковый эластомер с закреплением его на коже каучуковым адгезивом, а при приложении нагрузки используют динамическое усилие за счет перемещения мягкой биоткани.

Описание изобретения к патенту

Способ определения напряженно-деформированного состояния кожи человека в пластической хирургии относится к области медицины и может быть использован в пластической хирургии.

Исследование механических свойств кожи имеет практическое значение также и в комплексном прогнозировании функционального и косметического эффекта пластических и реконструктивных операций. Физические свойства кожи (вязкость, напряженность, растяжимость) имеют определенное клиническое значение. Для изучения данных характеристик применяются различные методы на растяжение при постоянной и относительно небольшой скорости с определением прочностных свойств. Прочность соединения краев раны должна быть не ниже предела физиологических напряжений. Возникающее в тканях по завершении операции перераспределение напряжений может со временем вызывать тракционные смещения и, как следствие, искажение планируемого эффекта пластики. Отсутствие у хирурга объективных прогностических критериев потенциальных деформаций не дает возможности вносить необходимую интраоперационную коррекцию.

В пластической хирургии далеко не всегда достигается предполагаемый эффект операции, поскольку существующие методы прогнозирования результатов кожной пластики и динамического контроля за деформацией кожи в процессе рубцевания не совершенны. Исход пластики во многом определяется механическими свойствами кожи. Вместе с тем существенное влияние на результат оказывает распределение силовых взаимодействий в зоне конкретного операционного поля. В клинической практике для оценки отдельных механических свойств кожи применяется ряд известных способов. Так, вязкоупругие свойства могут быть определены методом эластографии, акустические вязкоупругие свойства при акустическом методе, деформационно-прочностные свойства при тензометрии на разрывной машине, вязкоэластические свойства аспирационным методом, скорость деформации и коэффициент вязкости определяют по силе, необходимой для отрыва слоя эпидермиса. Эти характеристики кожи не дают возможности оценить исходы пластики, поскольку в ходе операции не учитываются силы сопротивления внешнему воздействию. Хирург обычно пользуется личным опытом для оценки поведения структур, на которых оперирует. Но не всегда ответ организма на вмешательство может быть типичен (возможен, например, избыточный рубцовый процесс или наоборот, исходная “дряблость” ткани). Планирование реконструктивных операций, особенно при последствии травм, также весьма индивидуально. Объективные клинические методы контроля механического поведения биологических тканей человека отсутствуют. Особое значение такие исследования имеют при дефектах и деформациях тканей периорбитальной области, что связано со своеобразием архитектоники и анатомо-функциональной спецификой. Последствия смещения тканей, возникшего в результате тракций, могут вести к серьезным осложнениям со стороны органа зрения (выворот века, лагофтальм, деформация глазной щели). Таким образом, поиск подходов к решению данной проблемы остается весьма актуальным.

Наиболее близким методом для определения напряженно-деформированного состояния кожи человека в пластической хирургии является метод фотоупругих покрытий с регистрацией полученных данных.

Например, известно о применении метода фотоупругих покрытий при оценке механических напряжений в костных структурах Takayama Y., Takakuda К., Miyairi H. Mechanical analusis of the denture bases using the photoelastic-coating method. Upper complete denture bases under uniform bending moment load. // Shica. Zairyo. Kikai. - 1989. - Vо1. 8, № 6. - Р. 803-811. При использовании этого метода было исследовано распределение напряжений при деформациях в передней и жевательной поверхностях зуба, покрытого кобальто-хромовой коронкой, посредством нанесения на исследуемую поверхность эпоксидного клея. После полимеризации и отвердения клея имитировали воздействие противолежащих зубов. В плоскополяризованном белом свете видна цветная картина интерференции в соответствии с распределением механических нагрузок в коронке.

Недостатками такого решения являются: невозможность использования данного фотоупругого покрытия для исследования кожи человека, нельзя визуализировать механические деформации мягкой биоткани.

Наиболее близким решением является использование метода фотоупругих покрытий при оценке распределения нагрузки в бедре при лечении переломов верхней трети при использовании цементируемого и нецементируемого модулярного имплантата в сравнении с интактной костью. Имитировали воздействие мышц-абдукторов при девиации 13 и 20%. Т.е. на бедренную кость наносили фотоупругое покрытие из уретанового пластика и исследовали напряженно-деформированное состояние при различных имплантатах, применяемых при лечении переломов. Оценка данных производилась в плоскополяризованном свете по интерференционной картине (Finlay J.B., Rorabeck C.H., Bourne R.B. In vitro analysis ofproximal femoral strains using PCI femoral implants and hip-abductor muscle simulator // J. Artroplasty. - 1989. - Vol. 4, № 4. - P. 335-345).

Недостатками данного решения являются: фотоупругое покрытие, используемое в данном методе, не эффективно при фиксации на коже в клинических условиях, агрессивно воздействует на кожу в клинических условиях, а механические свойства покрытия значительно отличаются от механических свойств кожи, что не позволяет оценивать состояние кожи.

Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности результатов пластической операции.

Этот результат достигается потому, что в способе определения напряженно-деформированного состояния кожи человека в пластической хирургии, заключающемся в нанесении на исследуемую поверхность тела пациента полимерного композита с последующим приложением механической нагрузки и регистрации напряженно-деформируемого состояния исследуемой поверхности, в качестве полимерного композита используется синтетический каучуковый эластомер с закреплением его на коже каучуковым адгезивом, а при приложении нагрузки используют динамическое усилие за счет перемещения мягкой биоткани.

Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.

Существенными признаками изобретения, совпадающими с признаками прототипа, являются: нанесение на исследуемую поверхность тела пациента полимерного композита; приложение механической нагрузки; регистрация напряженно-деформированного состояния исследуемой поверхности посредством оценки интерференционной картины.

Существенным отличительным признаком способа являются:

А. В качестве полимерного композита используют синтетический каучуковый эластомер с закреплением его на коже каучуковым адгезивом.

Б. При приложении нагрузки используют динамическое усилие за счет перемещения мягкой биоткани.

Существенными отличиями предлагаемого способа от известных являются: новая совокупность действий и использование нового вещества.

Способ определения напряженно-деформированного состояния кожи человека в пластической хирургии заключается в нанесении на исследуемую область тела человека оригинального специально разработанного полимерного композита, созданного на основе полиуретанового эластомера, который закрепляется на коже каучуковым адгезивом. После ряда хирургических воздействий, например рассечение, перемещение, ушивание кожи пациента, происходит изменение фонового напряженно-деформированного состояния кожи, что является динамическим усилием. Регистрация данных напряженно-деформированного состояния кожи человека определяется следующим образом. При освещении деформируемого покрытия белым поляризованным светом распределение наведенной напряжениями оптической анизотропии визуализируется в поле полярископа в виде интерференционной картины. Интерференционная картина содержит два семейства полос: изохромы - цветные полосы постоянной разности хода, и изоклины - темные полосы постоянного азимута главных напряжений, характеризующие их направления. Количественные характеристики интерференционной картины - оптическая разность хода и параметр изоклины связаны с оптической чувствительностью фотоупругого покрытия, распределением напряжений и деформацией исследуемой поверхности. Литьевой полиуретановый эластомер был выбран благодаря его свойствам, а именно: значительной оптической активностью, возможностью широко варьировать его механическими свойствами, изменяя процентное соотношение входящих в его состав компонентов. В связи с недостаточной адгезией полиуретанового эластомера с кожей была установлена возможность применения вещества, не обладающего раздражающими и токсическими свойствами - им оказался каучуковый адгезив. В рабочем диапазоне деформаций (80-100%) адгезив на основе каучука оптимален для полиуретанового эластомера.

Для клинической адаптации способ применили во время стандартных оперативных вмешательств на органе зрения (по поводу глаукомы и катаракты), и было зафиксировано изменение напряженно-деформированное состояние мягких тканей периорбитальной области после выполнения акинезии. 10 пациентам в возрасте от 45 до 72 лет выполняли акинезию по Ван Линту 2%-ным раствором лидокаина. Полиуретановые эластомеры устанавливали прижатием к коже периорбитальной области с использованием каучукового адгезива. В поляризованном свете через полярископ была сфотографирована интерференционная картина влияния напряженно-деформированного состояния кожи пациента. Установили, что нагрузка в области нижненаружного угла глазницы увеличивается до 0,03 МПа и распространяется книзу на 1 см.

Использование изобретения “Способ определения напряженно-деформированного состояния кожи человека в пластической хирургии” согласно прототипу позволяет повысить эффективность результатов пластической операции благодаря тому, что в этом способе в качестве полимерного композита наносят на исследуемую поверхность кожи пациента синтетический каучуковый эластомер, а при приложении нагрузки используют динамическое усилие за счет перемещения мягкой биоткани, при этом эластомер закрепляют на коже с использование каучукового адгезива, так как это позволяет определить результаты избыточного рубцевания, предотвратить пункты патологической фиксации мягкой биоткани, визуализировать и устранить эти пункты, определить зону распространения избыточных напряжений кожи во время операции и после ее проведения. Это важно при ушивании раны, чтобы избежать расхождения швов. Особое значение такие исследования важны при дефектах и деформациях тканей периорбитальной области, что связано со своеобразием архитектоники и анатомо-функциональных особенностей.

Предлагаемый способ может использоваться в пластической хирургии для исследования динамики перемещений мягкотканных комплексов и выявления узлов концентрации силовых линий вследствие реконструктивных вмешательств, процессов рубцевания. Данный метод позволяет изучать закономерность послеоперационного состояния мягких тканей при отработке новых типов пластических операций, при реконструктивных операциях. Т.е. предложенный метод может быть широко применим, т.е. промышленно применим, и соответствует критерию изобретения.