Ортопедическая стоматология и биомеханические реакции

Никто не будет спорить с тем, что перед стоматологией стоят многочисленные задачи, над разрешением которых борются врачи, инженеры и техники. Целью данного материала является краткое изложение вопроса о протезировании дефектов зубных рядов.
На протяжении сотен лет при отсутствии ряда боковых зубов, осуществляющих жевательную функцию, применяют фабричные пластмассовые или металлические зубы с соотношением бугорков 1:1, т.е. имеющих одинаковый поперечный размер протяженности. С точки зрения возмещения дефектов это не имело принципиального значения. Однако, в конце XX столетия в литературе ряда стран и нами опубликованы статьи о действии силовых факторов на зубы и подлежащие структуры. При этом приведены многочисленные сведения о моментах сил, расшатывающих зубы.
В настоящее время публикуются сведения о силах, напряжении, трении и др., которые незнакомы нашим врачам только потому, что в литературе СССР и РФ почти не было подобных работ. Более того, в учебной литературе имеются ошибочные данные о силах, моментах сил, разложении сил на составляющие. Наши статьи по этим вопросам отвергаются и не публикуются многими стоматологическими журналами - может быть и потому, что они не несут никакой коммерческой нагрузки. Лекции, посвященные этим вопросам, оказались сложны для восприятия стоматологами из-за того, что в них много терминов физики (биомеханики), в то время как в стоматологии привыкли к применению стандартизованных материалов и методик, не учитывающих направления действия силы мышц. Это приводит к раннему расшатыванию зубов. С учетом этих фактов мы пришли к выводу о необходимости привлечения в ортопедическую стоматологию аксиом физики- и учета механических явлений, т. е. биомеханики. Результатом стали две предложенные методики протезирования:
1) при соотношении бугорков коронки зуба 1:1 - для здоровых людей,
2) при соотношении 5:3 - для больных и пенсионеров с целью вовлечения в противодействие силам всех опорных структур костной ткани и достижения равномерных напряжений тканей пародонта.
Ниже в режиме дискуссии вкратце излагаются важнейшие проблемы зубного протезирования. Если читателей заинтересует поднятая на страницах LAB тема, автор с удовольствием поделится своими соображениями по этим вопросам. Для тех, кто сомневается в необходимости владения подобной (и с виду достаточно сложной) информацией, автор хочет отметить следующее. В наше время никто (или почти никто) уже не спорит с тем, что при планировании конструкции протезов следует прогнозировать действие нагрузки в период пользования протезами. Однако, и это тоже ни для кого не секрет, учет ряда параметров (углы Бонвилля, Шиха), определение терминальной оси и других диагностических данных требуют применения современных приборов (артикуляторов и т.п.), что доступно далеко не всем учреждениям (5-10%). При этом использование методики 5:3 не требует затрат финансирования и может быть применено всеми без исключения поликлиниками - были бы знания...

Механические явления в полости рта

Зубы в полости рта и нижняя челюсть длительное время находятся в движении, что изучает биомеханика. Она рассматривает механические свойства и механические явления, происходящие в живых тканях и органах человека и животных. Для анализа этих явлений мы применили метод моделирования, который заключается в изучении процессов, возникающих при нагрузке скатов бугорков жевательных зубов. Ниже рассматриваются эти процессы, которые в идеале должны учитывать все стоматологи, а ортопеды - применять в клинической практике. 1) Сила нормальной реакции (упругости) - N -возникает на скатах (рис. 1). 2) Сила трения F - тоже на скатах (рис. 1). 3) Сила опорной реакции Rn - заменяет эти силы (рис. 1). 4) Сила реакции R - полная сила, возникает на окклюзионной поверхности (рис. 2, 3). 5) Момент силы М = N · L (плечо силы), расшатывает зубы в зависимости от наклонов скатов (рис. 3) Рассматриваемые силы постоянно возникают на всех скатах, на которые действует жевательная нагрузка, и являются моделями, определяющими выбор конструкции протеза. Сила - вектор, обладающий тремя параметрами (величиной, направлением и точкой приложения). Сила нормальной реакции (сила упругости) N - возникает на скатах бугорков окклюзионной поверхности при их внедрении в пищевой комок или, что то же самое, давлении пищи на скат. N - всегда перпендикулярна к поверхности скатов (N - нормаль, лат.). Сила трения F - возникает в той же точке, что и N, во время скольжения пищи по наклонному скату, но вдоль его поверхности, т. е. перпендикулярно направлению действия N. Без трения возникает только сдавливание (прессование), обработка пищи невозможна. Пациенты жалуются при этом на то, что "зубы не жуют, а мнут пищу". Сила опорной реакции Rn - диагональ параллелограмма, построенного на силах N и F. Угол между Rn и N при всех наклонах ската равен 8,5°. Сила реакции R - это геометрическое сложение сил Rnl, Rn2, Rn3, возникающих на скатах (в поперечном направлении). Лучше всего начинать это с точки "с" на оси корня. В таком случае силу реакции можно называть R-расчетная, но перенеся ее на жевательную поверхность - R-реальная (для лучшей оценки). Сила R всегда находится под различными углами к оси корня в зависимости от крутизны скатов, при соотношении бугорков 1:1 - до 45-60°, при 5:3 - 1,5°, т. е. почти вдоль оси. Момент силы М - это произведение величины силы на плечо силы (М = N · L). Плечом силы называется прямая, соединяющая точку "с" с линией действия силы. Величина плеча силы зависит от угла между R и осью корня. Чем больше угол, тем длиннее плечо и больше момент силы, что бывает при крутых скатах. Поэтому недопустимы крутые скаты, которые должны быть не более 35-40° (относительно горизонтали). Однако момент силы проявляется также на двух половинах коронок (при рассмотрении их в поперечном направлении). В таком случае должно быть равновесие моментов сил (как в качелях). Механические явления на зубах возникают во многих случаях, например: в зависимости от области приложения силы (к скату или вдоль оси) и углов между наклонами корней зубов относительно вертикали и скатов - горизонтали. Кроме того, ортодонтическое действие проявляется при действии силы на центр сопротивления - "с". В таком случае происходит корпусное перемещение зуба. Во время подвижности зубов проявляются все вышеуказанные явления, поэтому их учет обеспечивает наиболее важное направление силы вдоль оси - при RKP, и под незначительным углом (18-20°) - при IKP. В заключение надо подчеркнуть, что при любых механических явлениях возникают отмеченные выше параметры сил, учет которых обеспечивает определение момента силы, т. е. основного параметра устойчивости зуба.

Базовая теория

Начнем с азов. На жевательную поверхность боковых зубов оказывает давление пищевой комок. Это явление следует рассматривать с учетом действия силы, т. е. законов физики. Однако в стоматологии существует мнение, что несмотря на наличие разных по высоте бугорков и наклонов зубов, давление передается вдоль корня. Тем не менее, доказательств этого предположения нет. Мы в своей практике придерживаемся девиза Английского Королевского общества "Ничего на слово" и считаем, что этот процесс следует рассматривать с позиций механики.
Рассматривать давление на все скаты (4-5) сложно, поэтому мы применяем концепцию Glasser (Германия) о давлении в поперечном направлении на 3 ската:
- На вестибулярный скат щечного бугорка.
- На центральный скат.
- На вестибулярный скат язычного бугорка (рис. 1).
При жевании на скатах возникают две силы: N - сила нормальной реакции (сила упругости), перпендикулярно к скату и F - сила трения, вдоль ската.
Нагрузка, исходя из правила параллелограмма сил и принципа независимости действия, состоит из 2-х взаимноперпендикулярных составляющих: вертикальной и горизонтальной.

Рис. 1. Силы N и F. В соответствии с законами теор. механики нагрузку можно не размечать, а заменить ее реакциями. В нашем примере - это силы N и F. Нагрузка может иметь различные направления.	Рис. 2. Сила R (1:1)	Рис. 3. Перенонс силы R на жевательную поверхность. М силы = R · L (1:1)

Пища скользит по наклонному скату, в результате чего возникает трение на соприкасающихся поверхностях (в противоположных направлениях).
f = N·k
к - коэффициент трения = 0,15 (Соснин)
F = N · 0,15
Следовательно, N>F в 6,6 раза.
На двух составляющих (N и F) строим параллелограмм сил, диагональностью которого является сила опорной реакции Rn (рис. 1). Для определения угла между силами N и Rn используем геометрическое отношение F/N = tgа. При наличии численных значений сил Р, N, F определяем, что tga = 0,1500, следовательно а = 8,5° (таблица логарифмов Брадиса), откуда следует, что при давлении на скат сила опорной реакции (Rn) находится под углом 8,5° к силе N (на всех скатах).
Для определения полного давления при действии пищи на жевательную поверхность коронки зуба, надо перенести равнодействующие всех сил, возникающих на скатах (Rn₁, Rn₂, Rn₃), в одну точку (параллельно их направлениям) на ось корня зуба и соединить начало и конец стрелок, получив при этом полную силу - R (рис. 2).
Многолетний опыт врачей свидетельствует, что из-за неравномерных наклонов скатов полная сила R находится под различными углами к оси корня, отчего вокруг корней развиваются неравномерные напряжения. В результате при болезнях пародонта зуб вскоре расшатывается и подлежит удалению.


Рис. 4, 5.


Альтернатива

Исходя из этого мы предложили для больных и пожилых пациентов несколько измененную конструкцию окклюзионной поверхности, при которой полная сила (R) действует вдоль оси корня зуба. Наше предложение заключается в том, что вместо прежнего соотношения бугорков жевательной поверхности 1:1 следует применять соотношение 5:3.
Эти цифры соответствуют ряду Фибоначчи (5:3; 8:5; 13:8; 21:13), относящемуся к "золотому сечению". При делении этих чисел получается 1,6.
Окклюзионная поверхность делится на 8 частей. 5 частей занимают опорные бугорки и 3 - неопорные. Середина жевательной поверхности соответствует оси зуба и находится между 4-й и 5-й частями (рис. 4).
Врач определяет наклон оси зуба, а техник моделирует центральный скат на 10° больше (например, наклон корня - 20°, скат -30°). Поэтому при глотании, когда соприкасаются центральные скаты, их контакт происходит на межальвеолярных линиях, совпадая с осью корня зуба (рис. 5).
Благодаря подобному изменению окклюзионной поверхности повышается эффективность протезирования. Середины жевательных поверхностей боковых зубов-антагонистов совпадают с межальвеолярной линией и осями корней. Полная реакция R также совпадает с этими линиями.
Все это свидетельствует, что целесообразно применение двух методик:
- 1:1 - при здоровом пародонте, преимущественно у молодых пациентов;
- 5:3 - у больных и пожилых людей.
Для примера приводим следующий вариант:
Корень зуба - наклон под углом 20°, центральный скат- 30°. Сила N под углом 60° от диагонали, Rn oт N в 8,5°. В результате сложения показателей наклонов получаем (30° + 60° + 8,5° = 98,5°), то есть Rn в 1,5° от оси, что следует считать, что сила действует вдоль оси (рис. 5).

Заключение

Рациональными конструкциями зубных протезов являются такие, которые предусматривают действие силы жевательной нагрузки вдоль осей корней. Для этого определение углов наклонов осей корней и скатов - обязательная процедура, которая выполняется при составлении плана лечения. Мы называем процедуру определения угла наклона оси корня относительно вертикали и угла наклона центрального ската относительно горизонтали - планированием конструкции протеза. Поэтому планирование и план лечения - это разные понятия.
Некоторые авторы считают, что при выполнении всех анатомо-функциональных, окклюзионных и ряда других требований обеспечивается действие жевательной нагрузки вдоль осей корней боковых зубов. Мы считаем, что при таком подходе желаемое выдается за действительное. Наше глубокое убеждение - применение расчетов углов и учет аксиом биомеханики - это непреложный закон современной ортопедической стоматологии.

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Ваше имя

Обратный e-mail

Сообщение

Число на картинке: