Биомеханические свойства тканей носа

Введение. Пластическая ринохирургия и аугментационная ринопластика весьма актуальны и в сегодняшние дни. Особенно в отношении пациентов с врожденной седловидной деформацией спинки носа, а также больных с ятрогенными нарушениями формы носа, которые резко снижают качество жизни человека. Имеют место нарушения функции носа.

Цель работы. В рамках необходимости выполнения силиконимплантационной ринопластики исследованы прочностные, упругие и гиперупругие свойства мягких тканей носовой фасции и надкостницы, выполнена оценка динамической вязкости тканей носовой фасции и надкостницы, определяющей их релаксационные свойства, с помощью упругих, гиперупругих и реологических моделей.

Методы. Применяли линейную (однофазную), билинейную (двухфазную), экспоненциальную, гиперупругие (неогуковскую, Муни–Ривлина, Огдена, Йео, полиномиальную и Веронда-Вестманн) и упруговязкие (Максвелла) модели биотканей. Для расчетов использовали систему компьютерной алгебры Mathcad 15.0 и универсальный пакет междисциплинарных программ ANSYS Multiphysics Software (версия 2022 R2). Точность замещения свойств реальных тканей результатами моделирования вычисляли на основании показателей описательной статистики (стандартного отклонения, максимальной абсолютной ошибки, максимальной относительной погрешности и коэффициента корреляции).

Результаты. Отмечено, что билинейная модель для точного воспроизведения кривой напряжение-деформация предполагает на молекулярном уровне тканей начальное линейное растяжение эластиновых волокон, переходящее при ε=ε_кр в конечную линейную реакцию коллагеновой матрицы. Установлено, что в семействе гиперупругих моделей наиболее адекватно свойства надкостницы (коэффициент корреляции R=0,9999) и носовой фасции (коэффициент корреляции R=0.9999) описывают 5-параметрическая полиномиальная модель 2-го порядка и модель Йео 3-го порядка (R=0,999 и R=1 соответственно), наименее точно – простая однопараметрическая неогуковская модель (R=0,898 для надкостницы и R=0,905 для фасции). Среди упругих моделей достаточно хорошо характеризует поведение назальных материалов экспоненциальная зависимость.

Заключение. Верифицировано биомеханически, что надкостница толще, прочнее и жестче, чем фасция. Установленные очень высокие значения вязкости свидетельствуют о медленности процессов релаксации в тканях. Периост медленнее релаксирует напряжение, что улучшает результат фиксации импланта. И напротив, время релаксации надкостницы выше, чем у фасции, из чего сделан вывод, что предпочтительно не разрезать надкостницу при поднадкостничном имплантировании.