Моделирование теплофизических процессов при умеренном криовоздействии на зону пародонта с использованием термоэлектрической охлаждающей системы

Целью статьи является разработка математической модели и проведение численного эксперимента термоэлектрической системы (ТЭС) для лечения воспалительных заболеваний пародонта методом умеренного криовоздействия.

Методы. Разработана конструкция, физическая и математическая модель ТЭС для лечения воспалительных заболеваний пародонта методом умеренного криовоздействия, реализованная на основе решения нестационарной задачи теплопроводности для многослойной системы.

Результаты. В результате численного эксперимента получены данные, описывающие распределение температуры по толщине каждого из слоев в системе, учитывая тепловые потоки на спаях термоэлектрической батареи (ТЭБ), параметры области пародонта, изменение температуры различных точек системы ТЭС - область пародонта во времени. Установлено, что необходимый уровень проведения процедур, связанный с понижением температуры поверхности зоны пародонта до - 40°С может быть реализован при холодопроизводительности ТЭБ 6000 Вт/м2, что соответствует мощности современных стандартно выпускаемых термоэлектрических модулей.

Выводы. Установлено, что подбор геометрическихпараметров ТЭБитока ее питания должен ориентироваться на ограничения по эксплуатации прибора, а также медицинские нормы и стандарты во избежание процесса обморожения прилежащих тканей. Предложен способ повышения эффективности системы, согласно которому используется предварительное охлаждение ТЭС внешним источником холода, а также применением форсированных режимов работы ТЭБ.

1. Baranov А. Yu., Malysheva Т. А. About the choice of methods for studying the effects of General cryotherapy. Biomedicine. 2015 (2):37- 46.

2. Zubkova S.M. The role of the thermal component in the therapeutic effect of physical factors. Physiotherapy, balneology and rehabilitation. 2011 (6):3-10.

3. Ezhov V. V. Physical therapy and fiziopatologice as methods and means of maintaining and restoring health. Physiotherapy, balneology and rehabilitation. 2011(4):33-36.

4. Bogolyubov V. M., UlashchikV. S. Combination and combination of therapeutic physical factors. Physiotherapy, balneology and rehabilitation. 2004 (5):39-45.

5. Miroslav Savic, Borut Fonda, Nejc Sarabon, Actual temperature during and thermal response after whole-body cryotherapy in cryo- cabin. Journal of thermal biology. 2013 (8):186-191.

6. Verhagen John. Massage therapy has short-term benefits for people with common musculoskeletal disorders compared to no treatment: a systematic review. Journal of physiotherapy. 2015 (61):106-116.

7. Khodarev N. V., Zhemchuzhnova N. L., Olympieva E. V., Zhinko M. N., Neshin S. G. Influence of General air cryotherapy on the antioxidant status of blood. Physiotherapy, balneology and rehabilitation. 2012 (1):32-35.

8. Kuznetsov O. F. Cryomassage is an effective technology of rehabilitation therapy. Physiotherapy, balneology and rehabilitation. 2003 (5):39-46.

9. Ismailov T. A., Evdulov O. V., Ragimova T. A. Experimental stand for measuring the performance characteristics of a thermoelectric device for local freezing of laryngeal tissues. Poizunovskii Herald. 2010 (2):167-170.

10. Ismailov T. A., Evdulov O. V., Khazanova M. A., Magomedov R. A.-M. Mathematical model of a thermoelectric system for local thermal effects on the human hand. Thermoelectricity. 2014 (1): 77-86.

11. Ismailov T. A., Evdulov O. V., Ragimova T. A. Investigation of a thermoelectric system for local freezing of laryngeal tissues. Thermoelectricity. 2015 (2):86-94.

12. Hua Zhang, Hong Chen, Hao Wang, Duoduo Li, Baolin Jia, Zhongjian Tan, Bin Zheng, Zhiwen Weng. Effect of Chinese tuina massage therapy on resting state brain functional network of patients with chronic neck pain .Journal of traditional Chinese medical sciences. 2015 (2):32-38.

13. Savic Miroslav, Borut Fonda, Nejc Sarabon Actual temperature during and thermal response after whole-body cryotherapy in cryo- cabin. Journal of thermal biology. 2013 (38): 186-191.

14. Yanushevich O. O. Physical therapy of periodontal disease. Dentist. 2008 (5): 21-24.

15. Evdulov O. V., Magomedova S. G. Thermoelectric system for the treatment of inflammatory periodontal diseases by moderate cryotherapy. International scientific journal "Innovative development”. 2018 22(5).14-16.

16. Anatychuk L. I. Thermoelements and thermoelectric devices. Guide. - Kiev. 1979:385.

17. Anatychuk L. I. Thermoelectric energy converters. Kiev. Institute of thermoelectricity. 2003 (2): 376.

18. Bulat, L. P. Thermoelectricity-yesterday, today, tomorrow. Refrigeration equipment. 2016 (4) 14-18.