Кудина Л.Б., Осинцев А.В., Щепинов В.П., Гросманн М., Лебеденко И.Ю.
Кафедра госпитальной ортопедической стоматологии МГМСУ; Кафедра физики прочности МИФИ
В настоящей работе было исследовано 4 варианта различных конструкций мостовидных протезов на верхней челюсти. Изучение деформирования мостовидных протезов в результате их нагружения при различном расположении пищевого комка осуществлялось с использованием метода голографической интерферометрии.
В результате исследований выявлено, что самым жестким протезом оказался вариант№1, в этом случае углы наклона протеза минимальны, так же минимальна нагрузка на опорные зубы. В варианте №2 при жевании происходит смещение центрального резца почти в 5 раз большее, чем при откусывании клыком и почти в 13 раз большее, чем при нагружении на центральный резец; т.е в процессе жевания происходит смещение мостовидных протезов с возможным образованием диастемы. Вариант №3 (протезы малой протяженности, 2-х опорные) имеет максимальные значения углов наклона протеза вблизи опорных зубов. В варианте №4 (включение в блок 4-х фронтальных и 2-х боковых зубов) большая часть протеза равномерно воспринимает жевательную нагрузку, и по всем параметрам ее значения близки варианту протеза №1.
В клинике одномоментной имплантации «ЭспаДент», сайт — espadent.ru наиболее часто встречающимся диагнозом является частичная адентия, и перед врачом стоит проблема выбора конструкции зубного протеза с учетом количества отсутствующих и состояния опорных зубов. При малейшей возможности эту задачу решают в пользу несъемных конструкций зубных протезов, т.к. они более функциональны, удобны и период адаптации к ним короче (Т.И. Ибрагимов и др., 2007).
Одной из важных проблем при протезировании несъемными имплантами является планирование конструкции зубного протеза, обоснование клинических показаний выбора числа опорных зубов для мостовидных протезов (В.А Маркин, С.Д. Арутюнов, 2003).
Несъемные конструкции лучше перераспределяют вертикальный компонент жевательного давления, но такое распределение достигается в пределах одной функционально ориентированной группы (Копейкин В.Н., 1998).
Оценивать состояние опорных зубов и определять конструкцию протеза необходимо с учетом подвижности зубов. Наибольшая подвижность в основном происходит в щечно-язычном направлении, и больше у передних зубов. Однако смещение боковой группы зубов больше фронтальной группы (А.А. Седунов, 1984).
Наименьшей подвижностью обладают клыки верхней челюсти (4,12мкм/Н), наибольшей — первые резцы нижней челюсти (8,12 мкм/Н) (Б.П. Марков, К.А. Морозов, 2002).
Шинирование трех и более зубов создает многокорневую биомеханическую структуру с центром вращения, вынесенным за пределы корней зубов. Так, Caputo A.A. и Wylie R.S. (1998) шинировали от 2-х до 8-и зубов и обнаружили, что оптимального снижения нагрузки можно добиться при неколлинеарном расположении зубов. Чем дальше отстоят друг от друга зубы на дуге, тем больше диаметр вращения и тем стабильнее структура.
Трехмерная иммобилизация зубов часто возможна только при шинировании всей дуги, тогда как одностороннее шинирование, не пересекающее средней линии, часто оставляет зубам возможность отклоняться в вестибулооральном направлении вокруг мезиодистальной оси (Ряховский А.Н., 2004).
Повседневная практика вынуждает врачей-стоматологов пересмотреть и дополнить существующие на протяжении последних десятилетий бессменные академические принципы восстановления дефектов зубных рядов несъемными протезами (Трезубов В.Н. и др., 1996).
Целью настоящей работы было исследование деформирования (углов наклона) мостовидных протезов различной протяженности на верхней челюсти в области опорных зубов в зависимости от места приложения жевательной нагрузки.
Для проведения экспериментальных исследований были использованы естественные зубы верхней челюсти черепа от трупа человека по которым были изготовлены искусственные зубы из пластмассы «Карбодент».
Пластмассовые аналоги естественных зубов свободно устанавливали в искусственно созданные лунки путем удаления естественных зубов и фиксировали в них с помощью силиконовой массы (тип С) «Xantopren L blue» толщиной 1.0-1.2мм, имитирующей ткани пародонта. После препарирования зубов и снятия двухслойных оттисков, были изготовлены 9 образцов, представляющих собой мостовидные зубные протезы верхней челюсти протяженностью от 3 до 14 единиц из кобальтохромового сплава.
Моделирование физиологических условий нагружения верхней челюсти производилось в специально сконструированном устройстве, в котором использовался принцип инверсии — нижняя челюсть крепилась подвижно, а верхняя челюсть – неподвижно. Устройство было изготовлено из алюминиевого сплава Д16Т на основании данных, полученных в результате антропометрического измерения исследуемого черепа. Схема устройства представлена на рисунке 1.
Для моделирования процесса жевания и откусывания пищи был изготовлен антагонирующий полный съемный протез. Для имитации функции жевания создавали пищевой комок (накусочные блоки). Они изготавливались путем накусывания в устройстве силиконовых блоков из массы «Zetta Plus» в области передних и боковых искусственных зубов протезов при фиксированной высоте разобщения 2мм с моделью верхней челюсти.
Изучение деформирования мостовидных протезов в результате их нагружения при различных вариантах мостовидных протезов и расположении пищевых комков осуществлялось с использованием метода голографической интерферометрии, позволяющего бесконтактно и с высокой чувствительностью получить поле перемещений по всей поверхности исследуемого объекта (рис.2).
Применение мощного оптического лазера и высокочувствительных фотопластинок позволило проводить исследования на неподготовленной поверхности объекта, т.е. без использования светоотражающей краски, что существенно повысило достоверность полученных результатов. Оптическая схема интерферометра монтировалась на виброизолированной плите стационарной голографической установки на кафедре «Физика прочности» МИФИ (рис.3.).вп
Для каждого варианта изготовления мостовидного протеза и расположения пищевого комка регистрировались одновременно две интерферограммы разных сторон черепа при одном значении приращения нагрузки. Нами было исследовано 4 варианта конструкции мостовидных протезов:
7-5-3-1-1-3-4-7(вариант№1); 7-5-3-1, 1-3-4—7(вариант№2);
7-5-, 3—1, 1—3, 4—7(вариант№3); 7-5-3-1-1-3, 4—7(вариант№4);
при пяти положениях пищевых комков (в области 1.7,1.6; 2.6,2.7; 1.3; 2.3,2.4; 1.1,2.1) и двух значениях нагрузки – 10Н, 20Н. Величина приращения нагрузки DР выбиралась из условия получения на исследуемой области костной ткани хорошо разрешаемой картины интерференционных полос и составляла в данной работе 20Н.
Для регистрации деформирования костной ткани верхней челюсти и мостовидного протеза в оптической схеме голографического интерферометра одновременно регистрировались две интерферограммы.
В качестве источника когерентного излучения, использовался гелий-неоновый лазер (ЛГН-402, l=0.53мкм, 150 мВт). Регистрация интерферограмм осуществлялась на фотопластинки ВРП-03, время одной экспозиции составляло 10 секунд.
Каждый из вариантов расположения силиконового блока и серии нагрузки фиксировался на двух фотостеклах: левом и правом.
Регистрация дважды экспонированных голографических интерферограмм осуществлялась в следующей последовательности:
— для устранения зазоров в нагружающем устройстве, объект исследования нагружался усилием Po =10H и осуществлялась выдержка в течение 2-3 минут;
— далее на фотопластинках регистрировались голограммы исходного состояния костной ткани в области опорных зубов и мостовидного протеза (1-я экспозиция);
— после этого объект исследования подгружался усилием DР = 20Н и осуществлялась выдержка в течение 2-3 мин для того, чтобы полностью прошла деформация объекта;
— на фотопластинках регистрировались голограммы деформированного состояния костной ткани в области опорных зубов и мостовидного протеза (2-я экспозиция)
После фотохимической обработки фотопластинок осуществлялась пересъемка интерферограмм и их расшифровка. Регистрация картин полос производилась при освещении дважды экспонированной голограммы пучком белого света от диапроектора «Пеленг» с помощью фотоаппарата «Cannon 400» на фотопленку «Микрат-300».
При освещении дважды экспонированной голограммы опорной волной визуализировалась поверхность объекта, покрытая системой интерференционных полос, несущая информацию о перемещении точек поверхности исследуемого тела(рис.4.).
Определение перемещений (угла наклона) нормальных к поверхности тела проводилось по формуле:
φ = λ/2∙1/SX, где шаг интерференционных полос вдоль оси X – SX (ось X-горизонтальная ось, относительно которой осуществляется наклон мостовидного протеза).
– длина волны используемого гелий-неонового лазера, ( = 0,53 мкм). Абсолютный порядок интерференционной полосы на голографической интерферограмме подсчитывается от нулевой полосы, соответствующей недеформируемой области челюсти, находящейся на носовом и скуловом отростках лобной кости.
Минимальное смещение опорных зубов мостовидных протезов верхнейчелюсти наблюдается при 1-м варианте протеза (шинирование по дуге). Результаты, полученные при нагружении варианта№1, мы приняли за 100%.
В сравнении с вариантом №1 шинирование опорных зубов верхней челюсти двумя мостовидными протезами приводит к увеличению величин смещения передних зубов на — 40%, боковых – на 123% .(табл.№1)
Шинирование опорных зубов верхней челюсти четырьмя мостовидными протезами, в сравнении с вариантом №1, приводит к увеличению величин смещения передних зубов на 609 %, боковых–на 740 % (табл. №2).
Включение в блок боковых и передних зубов верхней челюсти, в сравнении в вариантом №1, приводит к увеличению величин смещения передних зубов на 12 %, боковых–на 86 %. Т.о. происходит улучшение стабилизации опорных зубов в сравнении с вариантами №2 и №3 (табл.№3).
Анализируя значения углов наклона мостовидного протеза вблизи опорных зубов, полученных при исследовании деформирования четырех вариантов мостовидных протезов при различных положениях пищевого комка, можно сделать следующие выводы:
Нагружение варианта №1. Самым жестким протезом является протез большой протяженности вариант №1(по дуге). Он изготовлен сплошным и опирается на 8 опорных зубов. В процессе его нагружения пищевым комком, где бы он ни находился, нагрузку воспринимает весь протез и все опорные зубы. В этом случае углы наклона протеза минимальны, так же минимальна нагрузка на опорные зубы.
Нагружение варианта №2. В силу того, что он состоит из двух симметричных половинок, которые воспринимают жевательную нагрузку отдельно, то величины углов поворота и наклона протеза в области опорных зубов больше, чем для варианта протеза №1:
— В процессе жевания происходит смещение мостовидных протезов с возможным образованием диастемы. При этом максимальное смещение центрального резца возникает не при откусывании (нагружение в области 1.1 и 2.1, или 1.3 и 2.3), а при пережевывании пищи (нагружение в области 1.7 и 1.6 или 2.7 и 2.6).
— При жевании происходит смещение центрального резца почти в 5 раз большее, чем при откусывании клыком и почти в 13 раз большее, чем при нагружении на центральный резец.
— При объединении 4-х зубов в блок (2 из жевательной группы, а 2 из фронтальной группы), то смещение премоляра при жевании уменьшается в 4 раза по сравнению с объединением 2-х жевательных зубов.
Нагружение варианта №3 (протезы малой протяженности, 2-х опорные) имеет максимальное значение углов наклона протеза вблизи опорных зубов:
— Смещение премоляра при жевании увеличивается по сравнению с вариантом протеза №1 в 11 раз.
— При откусывании пищи (нагружение в области 1.1 и 2.1) происходит смещение клыков почти в 9 раз большее, чем при блокировании 8 зубов (вариант протеза №1).
Нагружение варианта №4 (включение в блок 4-х фронтальных и 2-х боковых зубов). Большая часть протеза равномерно воспринимает жевательную нагрузку, и по всем параметрам ее значения будут близки варианту протеза №1:
— Смещение премоляра при жевании уменьшается почти в 6 раз, в сравнении с протезом малой протяженности, но увеличивается в 2 раза по сравнению с протезом по дуге.
— При откусывании пищи — смещение клыков уменьшается более чем в 8 раз по сравнению с протезами малой протяженности.
— При нагружении консольного мостовидного протеза в области опорного зуба 1.7, смещение премоляра увеличивается почти в 1.5 раза по сравнению с 2-х опорным протезом, что говорит о возможном вывихивании зуба 1.5.
| Опорные зубы | Расположение жевательного комка | ||||
| 6-7 лев | 3-4 лев | 1-1 | 3 прав | 6-7 прав | |
| 7 лев | 227 | 112 | 174 | 75 | 57 |
| 4 лев | 250 | 118 | 171 | 50 | 67 |
| 3 лев | 273 | 123 | 166 | 63 | 44 |
| 1 лев | 338 | 171 | 118 | 50 | 60 |
| 1 прав | 56 | 55 | 116 | 160 | 300 |
| 3 прав | 63 | 74 | 165 | 122 | 223 |
| 5 прав | 57 | 80 | 186 | 117 | 215 |
| 7 прав | 50 | 85 | 181 | 115 | 202 |
| Опорные зубы | Расположение пищевого комка | ||||
| 6-7 лев | 3-4 лев | 1-1 | 3 прав | 6-7 прав | |
| 7 лев | 954 | 473 | 22 | 25 | 39 |
| 4 лев | 1110 | 458 | 25 | 43 | 50 |
| 3 лев | 53 | 560 | 1000 | 115 | 56 |
| 1 лев | 78 | 964 | 921 | 125 | 60 |
| 1 прав | 67 | 115 | 942 | 1067 | 58 |
| 3 прав | 63 | 63 | 1039 | 944 | 47 |
| 5 прав | 57 | 80 | 32 | 51 | 1250 |
| 7 прав | 50 | 60 | 23 | 43 | 960 |
| Опорные зубы | Расположение пищевого комка | ||||
| 6-7 лев | 3-4 лев | 1-1 | 3 прав | 6-7 прав | |
| 7 лев | 929 | 447 | 45 | 49 | 53 |
| 4 лев | 1055 | 458 | 71 | 78 | 83 |
| 3 лев | 89 | 125 | 115 | 105 | 180 |
| 1 лев | 78 | 110 | 110 | 110 | 220 |
| 1 прав | 66 | 110 | 110 | 112 | 240 |
| 3 прав | 63 | 108 | 118 | 114 | 198 |
| 5 прав | 47 | 109 | 135 | 108 | 200 |
| 7 прав | 32 | 102 | 130 | 106 | 172 |
