Метод конечных элементов в исследовании переломов мыщелкового отростка нижней челюсти: современное состояние, ограничения и клиническая значимость
DOI:
https://doi.org/10.57231/j.idmfs.2026.5.2.041Ключевые слова:
переломы нижней челюсти, анализ конечных элементов, биомеханика, остеосинтез, стабильность фиксации, стресс, микродвижение, клиническая значимостьАннотация
Метод конечных элементов (МКЭ) стал ключевым инструментом биомеханического исследования переломов мыщелкового отростка нижней челюсти. Он позволяет количественно оценивать напряжения, деформации, межфрагментарную микроподвижность и поведение системы «кость – пластина – винты» в условиях, которые трудно или невозможно изучить клинически. Наиболее воспроизводимый результат заключается в том, что при переломах основания и низкой шейки мыщелка двухлинейная фиксация или механически сопоставимые конструкции обеспечивают меньшую микроподвижность и более благоприятное распределение напряжений, чем одна мини-пластина. При переломах высокой шейки и головки мыщелка механический успех зависит не столько от типа пластины, сколько от контроля ротации, рабочей длины, количества и ориентации винтов, а также размера фрагмента. МКЭ особенно ценен для объяснения механики фиксации, обоснования выбора конструкции перед операцией и разработки пациент-специфичных имплантатов. В то же время доказательная сила МКЭ ограничена неоднородными граничными условиями, упрощёнными моделями кости (гомогенная, изотропная, линейно-упругая), преимущественно статическим нагружением и недостаточной клинической валидацией. Метод методологически зрел, но пока не полностью клинически завершён. Его оптимальная роль - не служить единственным источником окончательных рекомендаций, а быть одним из компонентов интегрированной платформы наряду с экспериментальными и клиническими данными для морфологически обоснованного подхода к лечению.
Библиографические ссылки
A.Wagner, W. Krach, K. Schicho, G. Undt, O. Ploder, and R. Ewers, “A 3-dimensional finite-element analysis investigating the biomechanical behavior of the mandible and plate osteosynthesis in cases of fractures of the condylar process.” Oral surgery, oral medicine, oral pathology, oral radiology, and endodontics, vol. 94 6, pp. 678–86, Dec. 2002, doi: 10.1067/MOE.2002.126451.
M. A. Darwich, M. H. Albogha, A. Abdelmajeed, and K. Darwich, “Assessment of the Biomechanical Performance of 5 Plating Techniques in Fixation of Mandibular Subcondylar Fracture Using Finite Element Analysis.” Journal of oral and maxillofacial surgery : official journal of the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons, vol. 74 4, pp. 794.e1–8, Apr. 2016, doi: 10.1016/j.joms.2015.11.021.
A.Gupta, A. Dutta, K. Dutta, and K. Mukherjee, “Biomechanical influence of plate configurations on mandible subcondylar fracture fixation: a finite element study,” Medical & Biological Engineering & Computing, vol. 61, pp. 2581–2591, Dec. 2022, doi: 10.1007/s11517-023-02854-7.
J. Li, J. Jiao, T. Luo, and W. Wu, “Biomechanical evaluation of various internal fixation patterns for unilateral mandibular condylar base fractures: A three-dimensional finite element analysis.” Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, vol. 133, pp. 105354, Jul. 2022, doi: 10.1016/j.jmbbm.2022.105354.
P. Liokatis, G. Tzortzinis, S. Gerasimidis, and W. Smolka, “Finite Element Analysis of Different Titanium Plates for Internal Fixation of Fractures of the Mandibular Condylar Neck.” Journal of oral and maxillofacial surgery : official journal of the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons, Oct. 2020, doi: 10.1016/j.joms.2020.09.038.
P. Liokatis, G. Tzortzinis, S. Gerasimidis, and W. Smolka, “Application of the lambda plate on condylar fractures: Finite element evaluation of the fixation rigidity for different fracture patterns and plate placements.” Injury, Jan. 2022, doi: 10.1016/j.injury.2022.01.032.
D. Schönegg, G. Müller, M. Blumer, H. Essig, and M. E. Wagner, “Two-versus three-screw osteosynthesis of the mandibular condylar head: A finite element analysis.” Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, vol. 127, pp. 105077, Jan. 2022, doi: 10.1016/j.jmbbm.2022.105077.
T. Pavlychuk, D. Chernogorskyi, Y. Chepurnyi, A. Neff, and A. Kopchak, “Biomechanical evaluation of type p condylar head osteosynthesis using conventional small-fragment screws reinforced by a patient specific two-component plate,” Head & Face Medicine, vol. 16, Apr. 2020, doi: 10.1186/s13005-020-00236-0.
P. Aquilina, U. Chamoli, W. Parr, P. Clausen, and S. Wroe, “Finite element analysis of three patterns of internal fixation of fractures of the mandibular condyle.” The British journal of oral & maxillofacial surgery, vol. 51 4, pp. 326–31, Jun. 2013, doi: 10.1016/j.bjoms.2012.08.007.
G. P. D. Jesus et al., “Finite element evaluation of three methods of stable fixation of condyle base fractures.” International journal of oral and maxillofacial surgery, vol. 43 10, pp. 1251–6, Oct. 2014, doi: 10.1016/j.ijom.2014.07.011.
L. Bu, X. Wei, J. Zheng, Y. Qiu, and C. Yang, “Evaluation of internal fixation techniques for extracapsular fracture: A finite element analysis and comparison,” Computer methods and programs in biomedicine, vol. 225, pp. 107072, Aug. 2022, doi: 10.2139/ssrn.4098706.
C.-C. Chen, T.-H. Chiu, C. Yan, Y.-P. Hou, and T.-S. Lin, “Single versus Double Plate Fixation in Condylar Neck Fractures: Clinical Results and Biomechanics Simulation,” Bioengineering, vol. 11, Jul. 2024, doi: 10.3390/bioengineering11070704.
M. Kozakiewicz and J. Świniarski, “Treatment of high fracture of the neck of the mandibular condylar process by rigid fixation performed by lag screws: Finite element analysis,” Sep. 29, 2017. doi: 10.17219/DMP/75907.
A.Banerjee, M. Rana, A. Chakraborty, J. Biswas, and A. R. Chowdhury, “In-silico study of type ‘B’ condylar head fractures and evaluating the influence of two positional screw distance in two-screw osteosynthesis construct,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, vol. 237, pp. 1297–1305, Nov. 2023, doi: 10.1177/09544119231201782.
E. Dayı and M. Omezli, “Review of biomechanical experimental studies on different plating techniques of mandibular condyle fractures,” Annals of Maxillofacial Surgery, vol. 1, pp. 48–52, 2011, doi: 10.4103/2231-0746.83157.
F. Costa, M. F. Bezerra, T. Ribeiro, E. C. Pouchain, V. Sabóia, and E. Soares, “Biomechanical analysis of titanium plate systems in mandibular condyle fractures: a systematized literature review.” Acta cirurgica brasileira, vol. 27 6, pp. 424–9, Jun. 2012, doi: 10.1590/S0102-86502012000600011.
O. Daqiq, C. C. Roossien, F. W. Wubs, and B. van Minnen, “Biomechanical assessment of mandibular fracture fixation using finite element analysis validated by polymeric mandible mechanical testing,” Scientific Reports, vol. 14, May 2024, doi: 10.1038/s41598-024-62011-4.
L. Bu et al., “Evaluation of internal fixation techniques for condylar head fractures: A finite element analysis and comparison.” Oral surgery, oral medicine, oral pathology and oral radiology, Sep. 2021, doi: 10.1016/j.oooo.2021.08.028.
J. Sun et al., “Biomechanical analysis of three kinds of rigid internal fixation methods for condylar head fractures.” Hua xi kou qiang yi xue za zhi = Huaxi kouqiang yixue zazhi = West China journal of stomatology, vol. 43 1, pp. 126–132, Feb. 2025, doi: 10.7518/hxkq.2025.2024291.
L. Hijazi, W. Hejazi, M. A. Darwich, and K. Darwich, “Finite element analysis of stress distribution on the mandible and condylar fracture osteosynthesis during various clenching tasks,” Oral and Maxillofacial Surgery, vol. 20, pp. 359–367, Sep. 2016, doi: 10.1007/s10006-016-0573-2.
P. Aquilina, W. Parr, U. Chamoli, and S. Wroe, “Finite Element Analysis of Patient-Specific Condyle Fracture Plates: A Preliminary Study,” Craniomaxillofacial Trauma & Reconstruction, vol. 8, pp. 111–116, Jun. 2015, doi: 10.1055/s-0034-1395385.
M. Kozakiewicz, R. Zieliński, M. Krasowski, and J. Okulski, “Forces Causing One-Millimeter Displacement of Bone Fragments of Condylar Base Fractures of the Mandible after Fixation by All Available Plate Designs,” Materials, vol. 12, Sep. 2019, doi: 10.3390/ma12193122.
M. Kozakiewicz, R. Zieliński, B. Konieczny, M. Krasowski, and J. Okulski, “Open Rigid Internal Fixation of Low-Neck Condylar Fractures of the Mandible: Mechanical Comparison of 16 Plate Designs,” Materials, vol. 13, Apr. 2020, doi: 10.3390/ma13081953.
R. Zieliński, M. Kozakiewicz, B. Konieczny, M. Krasowski, and J. Okulski, “Mechanical Evaluation of Titanium Plates for Osteoesynthesis High Neck Condylar Fracture of Mandible,” Materials, vol. 13, Jan. 2020, doi: 10.3390/ma13030592.
J. Okulski, M. Kozakiewicz, M. Krasowski, R. Zieliński, and P. Szymor, “Optimal Plate Choice for High-Neck Mandibular Condyle Fracture: A Mechanistic Analysis of 16 Options,” Journal of Clinical Medicine, vol. 13, Feb. 2024, doi: 10.3390/jcm13030905.
C.-M. Huang, M.-Y. Chan, J. Hsu, and K.-C. Su, “Biomechanical analysis of subcondylar fracture fixation using miniplates at different positions and of different lengths,” BMC Oral Health, vol. 21, Oct. 2021, doi: 10.1186/s12903-021-01905-5.
A.B. Achour et al., “Biomechanical Evaluation of Mandibular Condyle Fracture Osteosynthesis Using the Rhombic Three-Dimensional Condylar Fracture Plate.” Journal of oral and maxillofacial surgery : official journal of the American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons, Sep. 2019, doi: 10.1016/J.JOMS.2019.04.020.
G. C. Brito, A. F. de Assis, and M. de Moraes, “Assessment of the trapezoidal miniplate with posterior extension for open management of condylar fractures: Can it be used instead of straight miniplates?” Oral Surgery, Oct. 2024, doi: 10.1111/ors.12934.
E. Çimen, M. Cambazoglu, and M. Önder, “A Comparison of Titanium and Resorbable Miniplate Systems Using Finite Element Analyses with the Orthotropic Mandibular Model in Condyle Fracture,” Mar. 24, 2021. doi: 10.15311/selcukdentj.780549.
R. Zieliński, M. Kozakiewicz, and J. Świniarski, “Comparison of Titanium and Bioresorbable Plates in ‘A’ Shape Plate Properties—Finite Element Analysis,” Materials, vol. 12, Apr. 2019, doi: 10.3390/ma12071110.
J. Okulski, M. Kozakiewicz, R. Zieliński, M. Krasowski, and B. Konieczny, “Evaluation of the Relationship of Screw Pullout and Plate Fracutre in Fixation of Mandible Condyle Fractures: A Mechanistic Study,” Journal of Clinical Medicine, vol. 12, Jun. 2023, doi: 10.3390/jcm12134380.
Shomurodov K. E., Musaev S. S., Olimjonov K. J. Influence of immobilization methods on periodontal tissues during treatment fractures of the lower jaw in children //Journal of oral medicine and craniofacial research. – 2020. – Т. 1. – №. 1. – С. 8-11.
Shuxratovich M. S. et al. Etiology and patterns of pediatric maxillofacial fractures in the Uzbekistan //Advances in Oral and Maxillofacial Surgery. – 2021. – Т. 1. – С. 100013.
Shuxratovich M. S. et al. Patterns of Paediatric Maxillofacial Fractures: A Twelve-Year Retrospective Study //Prof.(Dr) RK Sharma. – 2021. – Т. 21. – №. 1. – С. 624.
Musaev S. S., Shomurodov K. E., Husanov D. R. Etiology Of Complications Of Mandibular Fractures In Children //KRS Journal of Medicine. – 2022. – Т. 2. – №. 3. – С. 49-52.
Мусаев Ш. Ш., Шомуродов К. Э. Структура травматических повреждений челюстнолицевой области у детей //Современные аспекты комплексной стоматологической реабилитации пациентов с дефектами челюстно-лицевой области. – 2020. – С. 110-112.
Мусаев Ш. Ш., Шомуродов К. Э., Исомов М. М. Частота и характеристика переломов нижней челюсти у детей //Stomatologiya. – 2020. – №. 1. – С. 45-48.
Шомуродов К. Э., Мусаев Ш. Ш., Олимжонов К. Ж. Влияние методов иммобилизации на ткани пародонта при лечении переломов нижней челюсти у детей //Journal of oral medicine and craniofacial research. – 2020. – С. 8.
Мусаев Ш. Ш., Шомуродов К. Э. Маркеры костного ремоделирования и их состояние в динамике лечения переломов нижней челюсти у детей при использовании различных методов иммобилизации //Стоматология-наука и практика, перспективы развития. – 2021. – С. 123-125.
Мусаев Ш. Ш., Абдубаннонов Б. А. Состояние биохимических показателей крови при лечении переломов нижней челюсти с помощью разных методов иммобилизации //Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины. – 2021. – С. 238-239.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
