|
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ФИЗИКИ - ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ - при конструировании зубных протезов
Известно, что силовая нагрузка (Р) оказывает давление на окклюзионную поверхность. При этом нагрузка может действовать под разными углами (например, 15-60°) и является активной силой. При контакте с антагонистом или пищей со стороны коронки возникают:
сила нормальной реакции (N) - пассивная сила, перпендикулярная к скату, скольжение (Т) и сила трения (F пр). Со стороны зуба проявляются такие же пассивные силы (Rn и Fnp.), но в противоположном направлении (рис 1).
Сила трения Fnp.= N · к, где к-коэффициент трения, равный 0,2 . Соснин, учитывая наличие слюны, принял решение его уменьшить до 0,15.
При действии нагрузки на скат на нем возникают 2 силы реакции - N и Fnp., однако только при их наклонах до 8,5°, так как при этом Fnp = Т, а трение при уменьшении угла не возникает. В результате обработка пищи ухудшается, и следует увеличить наклон ската.
Rn (пассивная реакция) - сила опорной реакции одного ската - это диагональ параллелограмма, построенного на составляющих N, H Fnp. В треугольнике со сторонами N1 и F1 отношение F1/N1 (соответствует косинусу острого утла, равного 0,15 (таблица логарифмов), а угол трения между N1 и Rn равен 8,5°. Поэтому при расчетах надо всегда учитывать Rn, составляющий угол 8,5° по отношению к N1. Rn - возникает на каждом скате и считается основной силой каждого бугорка.
Рис. 1. Пищевой комок на скате - причина биомеханических явлений.
А. Скольжение зуба (Т зуба). Б. Скольжение пищи (Т пищи).
Rn - сила опорной реакции.
O - центр вращения зуба, который при различных открыванияфта занимает различные точки. О - является мгновенным центром вращения. Наряду с этим, при расчетах пользуются "С" - центр сопротивления (Соснин). Burstone и Pryputnievicz (1981) считают центр вращения зуба "о" - центром поворота, а центр сопротивления "с" - центром устойчивости (см. рисунки на многочисленных схемах).
R (главный вектор) - сила реакции всего зуба (полное давление) характеризует устойчивость зуба, то есть коронки и корня.
Для определения R три силы опорной реакции Rnl, Rn2, Rn3 переносят на ось, соединяют начало и конец стрелок прямой линией, которая является реакцией зуба (полной) - см. Rn на многочисленных рисунках.
Поскольку чертеж проводотся в пределах корня, он называется "расчетным". Его следует перенести на окклюзионную поверхность, где он называется "реальным". Кроме того, необходимо учитывать, важнейший закон механики:
на основании "принципа независимости действия сил"("принципа параллелограмма сил") каждую силу надо расценивать как состоящую из 2-х сил, действующих вертикально и горизонтально, однако в ортопедической стоматологии лучше использовать перпендикулярное направление и второе - вдоль ската (N) и (Fпр) - см. рисунки.
М - момент силы - угол между R - реальной и осью вращения зуба.
Механическая энергия мышц при функции челюстей и зубов действует в 4-х направлениях:
а) при дроблении пищевого комка (Rn)
б) при вращении зуба, то есть действии R реальной
в) R1 - действии вдоль оси
г) R2 -действии перпендикулярно к оси (см. рисунок 2-х антагонистов)
*Силы (в и г) способствуют росту трабекул кости.
Механические силы, описанные выше (N, F, Rn, R, M) в ортопедической стоматологии - это биомеханические силы, являющиеся фактором образования биомеханических явлений (наклон, расшатывание, стертость, погружение, выдвижение и другие аномалии зубов). Только при движении проявляются биомеханические особенности, ибо в покое зубы - это анатомические органы.
Конус - угол, образующийся при постоянно возникающих силах N1 и Rn при действии нагрузки Р в различных направлениях. Равен всегда 17° (8,5° с одной стороны и столько же - с другой).
Вектор силы - общепринятое понятие, показывающее, в каком направлении действует сила (нагрузка). Обладает 3-мя параметрами (величиной, направлением, точкой приложения). Проф. Гаврилов прибавил еще 1 важный параметр - продолжительность действия нагрузки.
Расстояние между силой опорной реакции (Rn) и точкой "с" на оси корня является плечом силы Rn и характеризует отсутствие устойчивости зуба.
Определение угла между осью и Rn также свидетельствует о их расхождении. Чем больше угол, тем больше расшатываниё зуба (см. рис. 1, 2 в ж. "Новое в стоматологии ", № 7, 2002). Определение направления полного давления (R) относительно оси корня заключается в переносе З-х сил: Rn1, Rn2, RnЗ в точку на оси, соединения начала и конца стрелок прямой, являющейся полным давлением (R), но с моментом силы(см. рис. там же).
При соотношения бугорков коронки зуба известны различные наклоны: РФ (1:1); Германия-Lehmann (2,5:1,5); Siebert (2:1); Marxkors (2,5:1,5); Gisi (2,5:1,5), Schumacher (3:2), Лебеденко и Арутюнов (3:2), Шварц (5:3).
При соотношении 5:3 коронка зуба делится на 2 неравные части, поэтому ее фиссура отличается от окклюзии 1:1, благодаря чему при RKP повышается устойчивость зуба, его равновесие (см. рис. 19б в том же журнале).
При наклонах скатов (15-60°), благодаря скольжению пищевого комка, возникают пассивные силы нормальной реакции (N) и трения (F)- по две на каждом скате. Чем больше скольжение, тем меньше трение и сила нормальной реакции и наоборот, при наклонах незначительных эти силы возрастают. Поэтому момент силы (М) при наклонах скатов 15-30° меньше расшатывает зуб и рекомендуется в клинике.
При патологической стертости жевание усложняется и необходимо увеличить наклон скатов и повысить высоту нижнего отдела лица
(проведите проверку: возьмите твердую книгу, наклоните, примерно, на 50-60°, положите монету, которая начнет скользить. При уменьшении наклона книги до определенного угла монета перестанет скользить потому что скольжение T=F).
Подобный эффект бывает в клинике и называется эффектом самоторможения или заклинивания.
Новое моделирование окклюзионной прверхности достаточно подробно изложено в журнале "Зубной техник", № 1, 2006(см. жунал).
При использовании зубов нашей модификации при наклоне оси корня 20° все будет благополучно. Тогда 180°(15° + 30°) =
135°, но при наклоне оси 10° надо изменить наклоны скатов как на рисунках (см. тот же журнал рис. 21, 22, 27, 28).
Указанные нами выше положения биомеханики отражены в схемах "зуб-пища" и "пища-зуб" в монографии "Анатомия и биомеханика зубочелюстной системы" Академика Колесникова и проф. Лебеденко и Арутюнова (рис. 1).
Биомеханическая реактивность - при пищевом комке на скате зуба следует определить его координаты. Для этого надо направление его движении разложить на 2 составляющие (N - сила нормальной реакции и Т - величина скольжения). Поскольку действие равно противодействию, N переносят на противоположную сторону, а Т вызывает трение Fnp. (противоположное) - см рис. 1.
Для предотвращения наклона моляра после удаления впереди расположенного премоляра или моляра (в сагиттальном направлении) надо пришлифовать выступающие мезиальные поверхности. Тогда сила мышц приобретет более вертикальное направление.
© Александр Шварц
|
|