ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДУЩЕЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«БЕЛОРУССКИЙ государственный медицинский УНИВЕРСИТЕТ»
УДК 616.314 - 089.29 - 631:617.52 - 007.2
головко
александр иванович
Экспериментально-клиническое обоснование выбора конструкций несъемных мостовидных протезов с учетом напряженно-деформационных состояний в челюстно-лицевой области
14.00.21 – стоматология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Минск 2003
Работа выполнена в Государственном ведущем высшем учебном учреждении «Белорусский государственный медицинский университет»
Научный руководитель |
доктор медицинских наук Наумович Семен Антонович, Белорусский государственный медицинский университет, кафедра ортопедической стоматологии |
Официальные оппоненты: |
доктор медицинских наук Терехова Тамара Николаевна, Белорусский государственный медицинский университет, кафедра стоматологии детского возраста |
доктор медицинских наук, профессор Аболмасов Николай Гаврилович, Смоленская государственная медицинская академия (Российская Федерация), кафедра ортопедической стоматологии |
Оппонирующая организация |
Московский государственный медико-стоматологический университет (Российская Федерация). |
Защита состоится « 20 » марта 2003 года в 1500 часов на заседании совета по защите диссертаций Д 03.18.02 при Белорусской государственном медицинском университете (220116, г. Минск, проспект Дзержинского, 83, тел. 272-55-98).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного медицинского университета
Автореферат разослан «_____» _______________ 2003 года.
Ученый секретарь совета
по защите диссертаций,
кандидат медицинских наук, доцент А.С. Ластовка
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы диссертации. В течение длительного времени проблема протезирования больных с частичной вторичной адентией является одной из самых актуальных в ортопедической стоматологии. В Республике Беларусь данная патология занимает первое место среди ортопедических заболеваний зубочелюстной системы. Сегодня проявляется тенденция к росту количества больных с частичной вторичной адентией. По статистическим сведениям Республиканской клинической стоматологической поликлиники в 1997 году 72 % ортопедических больных обратились с диагнозом частичная вторичная адентия, в 1998 и 1999 годах – 74%, в 2000 году - 73,7% и в 2001 году - 79%. Потеря зубов сопровождается морфологическими, функциональными нарушениями во всех звеньях зубочелюстной системы. Многочисленные исследования подтверждают взаимосвязь частичной потери зубов с перегрузкой оставшихся зубов и развитием деформаций зубных рядов. Самыми распространенными аппаратами, применяемыми для лечения пациентов с данной патологией (по РБ - 61 %), являются мостовидные протезы. Важный вопрос конструирования мостовидных протезов - изучение биомеханических аспектов распределения жевательной нагрузки как в пределах самого мостовидного протеза, так и на подлежащие твердые ткани зубов и периодонта. Решением задач протезирования с учетом биомеханических аспектов занимались также белорусские ученые – стоматологи: Г. П. Соснин (1972), Л. С. Величко (1979), Н. М. Полонейчик (1985), Ю. И. Коцюра (1989), С.А. Наумович (2001).
В последнее время практическая и теоретическая медицина исследуют причины развития перегрузок зубов, сколов эстетического покрытия и других видов осложнений при пользовании мостовидными протезами. По данным различных авторов, из-за перегрузки опорных зубов мостовидные протезы снимаются у 13-26% пациентов.
Увеличение количества больных с частичной потерей зубов, многообразие причин, приводящих к снятию мостовидных протезов и удалению перегруженных зубов, недостаточная информация, полученная в результате клинического и рентгенологического наблюдения, требуют проведения специальных современных высокоэффективных исследований и новых подходов при протезировании мостовидными протезами. Большое значение приобретает проблема напряженно-деформационных состояний в челюстно-лицевой области при протезировании. Применение для лечения частичной вторичной адентии мостовидных протезов с учетом напряженно-деформационных состояний во всей челюстно-лицевой области является новым направлением, которое требует дальнейшего изучения и, в частности, определения возможности использования элементов снятия напряжений для более эффективного протезирования.
На основании приведенных данных литературы и клинического опыта работы мы конкретизировали цель, задачи и объективные методы настоящего исследования.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнена в соответствии с НИР кафедры ортопедической стоматологии Белорусского государственного медицинского университета «Применение математических и голографических методов исследования для оптимизации ортопедического лечения стоматологических больных», регистрационный № 19983770.
Цель исследования. Целью настоящего исследования является обоснование выбора конструкций несъемных мостовидных протезов на основе изучения напряженно-деформационных состояний в челюстно-лицевой области и совершенствование их конструкций с учетом минимального уровня напряжений.
Задачи исследования.
- Разработать экспериментальную установку и создать методику качественной и количественной оценки напряженно-деформированного состояния реальных мостовидных протезов в челюстно-лицевой области при функциональных нагрузках на основе методов голографической интерферометрии.
- Изучить закономерности, происходящие под жевательной нагрузкой, в челюстно-лицевой области при интактных зубных рядах.
- Определить общие закономерности напряженно-деформированного состояния мостовидных протезов из металлокерамики, выявить области концентрации деформаций (напряжений) как наиболее вероятные места перегрузки и скола керамической массы.
- Определить закономерности деформаций, происходящих в челюстно-лицевой области в зависимости от топографии и протяженности мостовидного протеза при функциональных нагрузках, как наиболее вероятные места перегрузок.
- Разработать неразрушительный метод оценки сравнительной прочности различных конструкций мостовидных протезов в реальных условиях челюстно-лицевой области для выбора оптимальной конструкции и материала для его изготовления.
- Разработать оптимальные конструкции мостовидных протезов, обеспечивающих минимальный уровень напряжений и деформаций в челюстно-лицевой области, и тем самым увеличить сроки их функционирования.
Объект и предмет исследования. Для реализации поставленной цели и решения задач исследования оценены результаты клинического обследования и лечения 105 пациентов (три группы – 38, 31, 36 человек) с частичными дефектами зубных рядов, обратившихся в Республиканскую клиническую стоматологическую поликлинику. Объектом исследования послужили зубы, мостовидные протезы, периодонт и окружающая костная ткань. Проведено экспериментальное исследование на трупном черепе человека по изучению влияния мостовидных протезов на напряжения в челюстно-лицевой области.
Предметом исследования явилась разработка устройства и методики для проведения исследований напряженно-деформационных состояний в зубочелюстной системе, предложение конструкций мостовидных протезов с экспериментально-клиническим исследованием и обоснованием использования их для снижения уровня напряженно-деформационных состояний в челюстно-лицевой области.
Методология и методы проведенного исследования. Для решения поставленных задач проведены экспериментальные и клинические исследования. При этом использованы клинико-лабораторный, клинико-экспериментальный, рентгенологический и статистический методы исследования. Напряженно-деформационные процессы во всей челюстно-лицевой области при протезировании и в изолированных мостовидных протезах определялись методом голографической интерферометрии.
Научная новизна и значимость полученных результатов.
1. Создано устройство для моделирования функциональной жевательной нагрузки во всей челюстно-лицевой области, позволяющее максимально точно воспроизводить условия нагружения зубов для изучения оптическими методами (патент №3336).
2. Методом голографической интерферометрии впервые изучены закономерности напряженно-деформационных состояний, происходящих в интактной зубочелюстной системе в условиях, максимально приближенных к клиническим.
3. Создано устройство для моделирования жевательной нагрузки в реальных мостовидных протезах и разработана методика определения напряжений.
4. Конкретизирован характер перераспределения нагрузки во всей челюстно-лицевой области при применении различных конструкций мостовидных протезов.
5. Разработано программное обеспечение для количественного измерения деформаций челюстно-лицевой области в трех плоскостях.
- Предложены критерии оценки использования различных конструкций и пути снижения напряженно-деформационных состояний при применении мостовидных протезов у пациентов с включенными дефектами зубных рядов.
Практическая (экономическая, социальная) значимость полученных результатов.
На основании проведенных исследований уточнены показания для ортопедического лечения включенных дефектов зубных рядов различными конструкциями мостовидных протезов. Разработана методика оптимизации напряженно-деформационных состояний при протезировании пациентов с включенными дефектами зубных рядов.
Получен патент Республики Беларусь на изобретение «Устройство для моделирования функциональных мышечных нагрузок лицевого отдела черепа», зарегистрированный в государственном реестре изобретений № 3336. Практические предложения и рекомендации диссертационной работы внедрены в следующих лечебно-профилактических учреждениях республики: Республиканской клинической стоматологической поликлинике; 2-й, 5-й, 8-й стоматологических поликлиниках г.Минска. Положения настоящего исследования включены в лекционный курс и применяются для обучения студентов на кафедре ортопедической стоматологии Белорусского государственного медицинского университета.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
- Разработанная экспериментальная установка позволяет моделировать функциональные нагрузки в челюстно-лицевой области, адекватные физиологическим, и позволяет изучать данную область высокоточными оптическими методами. Опубликовано в [12, 15].
- Изучение напряженно-деформационных состояний во всей челюстно-лицевой области и определение напряжений в системе «зуб-периодонт-кость» при функциональных нагрузках необходимо для научно обоснованного выбора плана лечения и повышения эффективности лечения пациентов с частичным отсутствием зубов. Опубликовано в [5, 6, 9, 10, 11].
- Изучение с помощью метода голографической интерферометрии позволяет проводить качественную и количественную оценку напряженно-деформированных состояний в челюстно-лицевой области при интактных зубных рядах и при использовании мостовидных протезов. Это дает возможность уточнить показания и противопоказания к применению мостовидных протезов при ортопедическом лечении и уменьшить количество осложнений при протезировании. Опубликовано в [1, 2, 4, 7, 8, 13, 16].
- Разработанное научное обоснование снижения уровней напряжений и деформаций при лечении частичной вторичной адентии позволяет рекомендовать конструкции мостовидных протезов, которые снижают количество осложнений и повышают эффективность и качество ортопедического лечения. Опубликовано в [1, 3, 14].
Личный вклад соискателя. Цель и задачи исследования сформулированы соискателем совместно с научным руководителем. Личное участие автора в выполнении диссертационной работы состояло в планировании, осуществлении и анализе всех этапов исследований. Экспериментальные голографические исследования осуществлялись в лаборатории оптической голографии (зав. д-р физ.-мат. наук, академик НАН Беларуси А.С. Рубанов) при консультации ведущего научного сотрудника канд. физ. - мат. наук Л.В. Танина. Непосредственно автором проводилась лечебная работа на кафедре ортопедической стоматологии в Республиканской клинической стоматологической поликлинике. Сбор сведений о больных, включенных в исследования, их систематизация и анализ, работа с архивными документами, обработка материала, его интерпретация, формулирование выводов и практических рекомендаций, написание всех разделов диссертации и подготовка иллюстраций также проведено автором лично.
Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации доложены на:
- III съезде стоматологов РБ (г. Минск, 1997);
- Республиканской научной конференции молодых ученых и студентов (г. Минск, 1997);
- Международной научно-практической конференции "Оптика в науках жизни" (г. Ираклин, Греция, 1998);
- научной сессии МГМИ (г. Минск, 1999);
- заседании БСА РБ (г. Минск, 1999);
- научной сессии МГМИ (г. Минск, 2000);
- IV съезде стоматологов РБ (г. Витебск, 2000);
- научной сессии, посвященной 80-летию БГМУ (г. Минск, 2001);
- Международной конференции "Лазеры в биомедицине" (г. Гродно, 2002).
- научной сессии БГМУ (г. Минск, 2003);
Опубликованность результатов диссертации. Результаты диссертации опубликованы в 16 научных работах (единолично - 2), из них: 1 журнальная статья, 12 статей в сборниках научных трудов (единолично - 2), 2 тезисов доклада (за рубежом - 1), 1 описание к патенту. Общее количество страниц опубликованных материалов - 26, подготовленных автором - 20.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, раздела, посвященного общей характеристике работы, основной части, включающей 4 главы диссертации, заключения с выводами, списка использованных источников литературы. Работа иллюстрирована 18 таблицами и 72 рисунками. Список использованных источников включает 301 работу, из них 243 отечественных и 58 иностранных авторов. Полный объем диссертации изложен на 157 страницах машинописного текста, из них таблицы, рисунки и приложения занимают 40 страниц, список литературы - 19 страниц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследований
Для решения поставленных задач нами обследовано и принято на лечение 105 пациентов, в том числе 63 женщины и 42 мужчин, в возрасте от 20 до 50 лет и старше, которым отсутствие зубов было замещено мостовидными протезами. Все пациенты распределены по полу и возрасту (ВОЗ, 1980).
В зависимости от способа восстановления включенных дефектов зубного ряда различными конструкциями мостовидных протезов пациенты были разделены на три группы.
Первую группу составили 38 (36±3,83%) пациентов, которым включенные дефекты зубного ряда восстанавливали металлокерамическими мостовидными протезами. Дистальной опорой в них являлась традиционная металлокерамическая коронка.
Вторую группу составил 31 (30±3,72%) пациент, которым включенные дефекты зубного ряда восстанавливали металлокерамическими мостовидными протезами. Дистальной опорой в них являлась традиционная литая коронка.
Третью группу составили 36 (34±3,78%) пациентов, которым включенные дефекты зубного ряда восстанавливали металлокерамическими мостовидными протезами. Дистальной опорой в них являлась металлокерамическая коронка с элементами усиления в виде гирлянды, проходящей по щечной поверхности.
Обследование больных проводили по общепринятому плану. Анамнестические и клинические данные пациентов фиксировали в истории болезни, а также в специально разработанной нами стоматологической карте.
Из специальных методов исследования больным проводили рентгенографию отдельных зубов, которые служили опорой для мостовидных протезов. Для рентгенологического исследования использовалась общепринятая методика со строгим соблюдением параметров аппарата: анодное напряжения 50 кВ, анодный ток 7 мА, потребляемая мощность 1 кВ А. Использовалась стандартная пакетированная рентгеновская пленка фирмы «Кодак» размером 2 на 3 см. Обработку рентгеновской пленки производили в проявочной машине фирмы «Кодак». Снимки опорных зубов мостовидных протезов производили до лечения и через 2 года после лечения и сканировали для числовой обработки.
Оценку изменений, произошедших в опорных тканях, проводили путем количественного сравнения оптической плотности костной ткани на рентгенограммах отдельных зубов до и после лечения. При этом исходили из предположения, что с ухудшением функционирования опорно-удерживающего аппарата опорных зубов увеличивается их подвижность и рентгенологическая картина характеризуется понижением оптической плотности костной ткани. В основу метода оценки положен разработанный ранее на кафедре ортопедической стоматологии БГМУ (1991) способ определения оптической плотности дентальных рентгенограмм. Компьютерная программа PiView 45 позволяет проводить числовое сравнение рентгенологической плотности костной ткани, окружающей опорные зубы, где 0 единиц - это плотность рентгенологически прозрачного воздуха, а 250 единиц – это плотность рентгенологически непрозрачной эмали зуба. Исследовали абсолютно равные участки кости одинаковой топографии.
Специальные методы исследования включали также метод голографической интерферометрии. В качестве объекта использовались мостовидные протезы из металлокерамики, фиксированные на модель цементом «Унифас». При препарировании опорных зубов создается уступ со щечной поверхности вокруг наддесневой части. После проведения ретракции снимались двухслойные оттиски слепочной массой «Silagum» (производства фирмы «DMG», Германия) таким образом, чтобы четко была проснята поддесневая зона. Далее в зуботехнической лаборатории после изготовления разборной модели из супергипса отливалась модель из самотвердеющей пластмассы «Протакрил». После отливки каркаса протеза производится припасовка его на модели, а затем в клинике. После нанесения облицовочной массы производится припасовка протеза на модели в зуботехнической лаборатории, а далее в голографической лаборатории определяется уровень напряжений в данном мостовидном протезе путем исследования в нагружающем устройстве.
Для подтверждения рациональности и эффективности предложенных конструкций мостовидных протезов нами проведена серия теоретических и экспериментальных исследований на предмет изучения напряженно-деформационных процессов, происходящих под нагрузкой в системе «зуб-периодонт-кость».
Для понимания и обоснования механизма зависимости напряженного состояния челюстно-лицевой области при протезировании мостовидными протезами нами проведено экспериментальное исследование посредством метода голографической интерферометрии и теоретический подсчет происходящих смещений с помощью разработанной нами программы.
Для моделирования физиологических условий нагружения челюстно-лицевой области использовали «Устройство для моделирования функциональных мышечных нагрузок лицевого отдела черепа», зарегистрированное в Государственном реестре изобретений № 3336. Устройство, представленное на рис. 1, содержит: основание, выполненное в виде двух плит нижней (1) и верхней (2) с симметрично расположенным на них рядом щелевидных (3) и круглых отверстий для моделирования действия мышечной нагрузки, соединенных между собой жестко фиксированными стойками (5); опорно-фиксирующую систему, представляющую собой две съемные формы (6) и (7), предназначенные для фиксации черепа, причем форма (7) установлена с возможностью регуляции стопорными винтами (8); систему моделирующих блоков (9, 10, 11) и тяг и механизм регулирования нижней плиты, выполненный в виде трех регулируемых винтов (12).
Рис.1. Чертеж устройства для моделирования функциональных нагрузок черепа
Для понимания процессов, происходящих в системе «зуб-периодонт-кость», вначале проводилось голографическое исследование интактной челюстно-лицевой области трупного черепа. При этом прикладывали два вида нагрузки, соответствовавших сокращению мышц при откусывании пищи и силе сокращения мышц при пережевывании пищи. Источником света являлся гелий-неоновый лазер, генерирующий одномодовое излучение с длиной когерентности 15-20 см. Длина волны составила 0,633 мкм. Голограммы регистрировались на высокоразрешающих фотографических пластинках типа ПФГ – 03 М с энергетической чувствительностью 35 Дж/м, имеющих разрешающую способность 10000 линий на 1 мм. В эксперименте нами использована схема голографии во встречных пучках с креплением пластины непосредственно на объекте. Сначала производится первая экспозиция, при этом на фотопластине регистрируется скрытое изображение интерференционной решетки, представляющей собой результат амплитудно-фазового наложения двух встречных когерентных пучков – плоского опорного и рассеянного объектного. Указанную решетку принято называть голограммой Денисюка. Затем увеличивали нагрузку на исследуемую область и производили вторую экспозицию. В результате на фотопластине имелись две скрытые инференционные решетки. Готовая фотопластина помещалась на прежнее место и освещалась тем же пучком света, который использовался при записи голограмм. При этом две голограммы восстанавливали два световых потока, соответствующих двум мнимым изображениям объекта – в исходном и напряженно-деформированном состоянии, соответствующем приращению нагрузки. Присутствие интерференционных полос на изображении объекта говорит о том, что объект испытал деформацию. Для количественной оценки нами получены исходные данные для расчета векторов деформации в интересующих точках поверхности объекта. Для этого фиксировались углы между направлением освещения и направлениями наблюдения с четырех ракурсов А1, А2, А3, А4. Далее подсчитывалось число полос в интересующих точках поверхности черепа по каждому ракурсу и использовалась методика абсолютных порядков полос. В области каждого зуба определялась деформация челюстно-лицевой области. Начало отсчета полос совпадало с нулевой точкой, соответствующей месту закрепления пластинки на черепе. После подсчета полос для 28 точек из 4 направлений наблюдения были составлены уравнения и определены степени деформации челюстно-лицевой области по 3 координатам.
Деформация каждой из точек по оси Х, соответствующей горизонтальной плоскости, определялось по формуле:
Х = (А1 + А4)С/[2( 1 + cos a )] и Х = (А2 + А3)С/[2( 1 + cos a )],
где А – число полос, С – длина волны.
Деформация каждой из точек по оси У, соответствующей вертикальной плоскости, определялась по формуле:
У = (А4 – А1)С/2sin a.
Деформация каждой из точек по оси Z, соответствующей сагиттальной плоскости, определялась по формуле:
Z = (А2 – А3)С/2sin a.
Для подсчета деформаций и смещений во всевозможных точках челюстно-лицевой области нами разработана компьютерная программа, которая по вводимым координатам точек позволяет наглядно представить происходящие изменения и измерить интересующие параметры. Полученные смещения оценивали по хроматической шкале, вычисляли, согласно вышеприведенным формулам и заносили в таблицу. Для изучения биомеханических процессов в системе «зуб-периодонт-кость» при использовании мостовидных протезов рассматривали ситуации трех вариантов протезирования:
1. Металлокерамический консольный мостовидный протез с опорой на 26 зуб при двух видах нагрузки.
2. Металлокерамический мостовидный протез при отсутствии одного и двух зубов с опорой 24 и 26 зубы, с опорой на 24 и 27 зубы при двух видах нагрузки.
3. Металлокерамический мостовидный протез при отсутствии трех зубов с опорой 23 и 27 зубы при двух видах нагрузки.
С помощью метода голографической интерферометрии для каждого варианта системы «зуб-периодонт-кость» были получены качественные и количественные данные смещений челюстно-лицевой области при протезировании мостовидными протезами.
Статистическая обработка всего полученного материала проводилась на персональном компьютере IBM PC с использованием программы «Excel 2000». Вычисляли средние и относительные величины, ошибку достоверности средних и относительных величин. Для оценки разности сравниваемых групп использовались параметрический и непараметрический методы исследования (критерий t разности и критерий t Стьюдента).
Результаты и обсуждение
Оценка напряженно-деформационного состояния системы «зуб-периодонт-кость» интактной челюстно-лицевой области методом голографической интерферометрии
Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:
1. Эксперимент показал принципиальную возможность моделирования функциональной нагрузки во всей челюстно-лицевой области и возможность изучения напряженно-деформационного состояния системы «зуб-периодонт-кость» методом голографической интерферометрии.
2. Изучение интерферометрической системы полос показало, что наибольшие значения смещений наблюдаются по оси приложения нагрузки.
3. Распределение нагрузки не совпадает по направлению с приложением, что связано с наклоном зубов, переменным сечением, величиной и количеством корней зубов, толщиной костной ткани между корнями зубов и поверхностью челюсти и анатомическими особенностями строения челюстей.
4. Максимальные деформации наблюдаются в области фронтальных зубов верхней челюсти и снижаются по направлению к жевательной группе зубов, причем снижение носит скачкообразный характер и обусловлено распределением нагрузки на три корня и большей толщиной костной ткани с наружной поверхности челюсти, а также с тем, что в области 26,27 зубов проходит скуло-альвеолярный гребень верхней челюсти.
5. Анатомические особенности челюстей, форма зубных рядов и контактные пункты между зубами поддерживают челюстно-лицевую область в состоянии напряженного равновесия.
Оценка напряженно-деформационного состояния системы «зуб-периодонт-кость» челюстно-лицевой области при протезировании консольным мостовидным протезом методом голографической интерферометрии
Полученные результаты качественной оценки и количественной обработки позволяют сделать следующие выводы:
- Использование консольных мостовидных протезов при протезировании частичной вторичной адентии приводит к объединению зубного ряда в единое целое посредством контактных пунктов и восстановлению дефекта с функциональной точки зрения.
- Протезирование консольными мостовидными протезами значительно увеличивает околоверхушечные перемещения в области опорного зуба, то есть нагрузка концентрируется в околоверхушечной зоне, и это говорит о неравномерности нагрузки на опорный зуб.
- Разность величин перемещений между пришеечной и околоверхушечной областями под опорным зубом увеличивается, тем самым переносится центр поворота зуба ближе к верхушечной зоне, что может привести к вывихиванию или перегрузке зуба.
4. Протезирование консольными мостовидными протезами нельзя назвать однозначным наряду с объединением зубного ряда в единое целое, значительно снижает физиологические возможности опорных зубов (на 30 %) и является фактором риска.
Оценка напряженно-деформационного состояния системы «зуб-периодонт-кость» челюстно-лицевой области при протезировании мостовидными протезами методом голографической интерферометрии.
Исследование методом голографической интерферометрии мостовидных протезов и их количественный анализ позволили сделать заключения:
1. Закономерности деформаций, происходящих в челюстно-лицевой области, в зависимости от протяженности мостовидного протеза и величины силы прикладываемой нагрузки позволяют прогнозировать результаты ортопедического лечения.
2. Мостовидные протезы с двухсторонней опорой, восстанавливающие потерю одного и двух зубов, равномерно распределяют жевательное давление в трех плоскостях.
3. Мостовидные протезы с двухсторонней опорой, восстанавливающие потерю двух зубов, вызывают концентрацию (до 37 %) напряжений в пришеечной области дистальной опоры.
4. Мостовидные протезы с двухсторонней опорой, восстанавливающие потерю трех зубов, значительно ухудшают функционирование зубного ряда, перегружают опорные зубы и создают максимальные напряжения (до 52 %) в пришеечной области дистальной опоры.
Обоснование выбора конструкции мостовидного протеза с учетом напряженно-деформационного состояния в челюстно-лицевой области
В клинике ортопедической стоматологии при протезировании пациентов с дефектами зубных рядов в боковых отделах врач стоматолог-ортопед часто сталкивается с проблемой выбора облицовки для дистальной опоры, а также сохранения эстетики при протезировании. Методика протезирования металлокерамическими мостовидными конструкциями требует тщательного планирования и расчета напряжений. При анализе этих состояний реальных мостовидных протезов на моделях установлено, что максимальная концентрация напряжений сосредоточена в пришеечной области дистальной опоры. Предлагаемая нами методика на основе анализа данных интерферограмм позволяет укреплять места концентраций напряжений путем увеличения и расширения гирлянды, выводя ее на щечную сторону. Особенность данной конструкции заключается в том, что гирлянды дистальных опор имеют форму колец. Кольцо из гирлянды опирается на уступ, который отстоит от края десны на расстоянии около 0,1 – 0,2 мм, а внутренняя поверхность колец охватывает опорный зуб по всему периметру. Промежуточная часть предлагаемого мостовидного протеза не имеет отличительных особенностей, которые ранее не обсуждались бы в специальной литературе. Показаниями для использования данной конструкции мостовидного протеза являются следующие клинические условия: 1) включенные дефекты боковых отделов зубных рядов, образовавшиеся в результате удаления одного, двух или трех зубов; 2) в качестве опоры используют моляры и премоляры, занимающие правильное положение в зубном ряду, имеющие высокие клинические коронки, хорошо выраженный экватор и интактный периодонт; 3) фиссурно-бугорковый контакт опорных зубов соответствует норме и не нуждается в значительной коррекции. Подготовка опорных зубов заключается в сошлифовывании контактных, оральной и вестибулярной поверхностей с таким расчетом, чтобы на расстоянии 0,1 – 0,2 мм от десневого края образовался прямой угол шириной около 0,5 - 1,0 мм. Ширина уступа и место расположения его по отношению к десневому краю зависят от конкретной клинической ситуации, в частности от размера и формы клинической коронки опорного зуба, от характера расположения ее на альвеолярном отростке. Опорные элементы, как уже было отмечено, моделируются как коронки с гирляндами в виде колец, нижняя часть которых соответствует ширине уступа и опирается на него. Внутренняя сторона коронок плотно охватывает сошлифованные участки опорных зубов, наружная же восстанавливает анатомическую форму зуба, на ней формируется ложе для облицовочного материала (керамика, композит, пластмасса).
Результаты ортопедического лечения больных с включенными дефектами зубных рядов металлокерамическими мостовидными протезами
На основании полученных результатов оценки состояния костной ткани, а также эффективности проводимого лечения пациентов хорошие результаты лечения частичной вторичной адентии металлокерамическими мостовидными протезами наблюдали у 36 (94,7±2,05%) больных. Удовлетворительные результаты проводимого лечения выявлены у 2 (5,2±2,05%) больных.
Таблица 1
Изменение показателей оптической плотности костной ткани по данным программы PIView 45 и клинических признаков 1 группы в отдаленные сроки наблюдения
Величина | 1 группа | |
До лечения | Через 2 года после лечения | |
Среднее | 89,2352941 | 85,5 |
Дисперсия | 427,276292 | 432,5 |
Станд. откл. | 20,6706626 | 20,796634 |
Число измерений | 38 | 38 |
Ошибка среднего | 3,30995504 | 3,3301267 |
Продолжение табл.1
Чувствительность к перкуссии:
| 38(100%) - - | 38(100%) - - |
Цвет слизистой оболочки:
| 38(100%) - | 38(100%) - |
В первой группе пациентов, где дистальная коронка полностью облицована керамикой, напряжения, концентрирующиеся в пришеечной области дистальной опоры, вызывают явления остеопороза костной ткани. Об этом свидетельствует уменьшение числовых параметров - 89,2±3,3 единиц до фиксации мостовидного протеза и 85,5±3,3 единиц через два года после фиксации мостовидного протеза, что говорит об уменьшении оптической плотности костной ткани. Это соответствует данным К.Л. Асланова, С.П. Полухиной, А.С. Щербакова (1987) об упругой остаточной деформации промежуточной части мостовидного протеза, возникающей с апроксимальных сторон опорных зубов.
Результаты ортопедического лечения больных с включенными дефектами зубных рядов металлокерамическими мостовидными протезами с покрытием дистальной опоры литой коронкой
На основании полученных результатов оценки состояния костной ткани, а также эффективности проводимого лечения пациентов хорошие результаты лечения частичной вторичной адентии металлокерамическими мостовидными протезами наблюдали у 31 больного. Удовлетворительные результаты проводимого лечения не выявлены.
Таблица 2
Изменение показателей оптической плотности костной ткани по данным программы PIView 45 и клинических признаков 2 группы в отдаленные сроки наблюдения
Величина | 2 группа | |
До лечения | Через 2 года после лечения | |
Среднее | 77,133333 | 91,93 |
Дисперсия | 179,26667 | 171,5 |
Станд. откл. | 13,38905 | 13,1 |
Число измерений | 31 | 31 |
Ошибка среднего | 2,4862842 | 2,432 |
Чувствительность к перкуссии:
| 31(100%) - - | 31(100%) - - |
Продолжение табл.2
Цвет слизистой оболочки:
| 31(100%) - | 31(100%) - |
Сравнение оптической плотности костной ткани пациентов второй группы, где дистальная коронка не облицована керамикой, свидетельствует о том, что напряжения, концентрирующиеся в пришеечной области дистальной опоры, не вызывают явления остеопороза костной ткани. В этой группе не произошло снижения плотности костной ткани, о чем свидетельствует увеличение числовых параметров с 77,1±2,5 единиц до фиксации мостовидного протеза до 91,9±2,4 единиц через два года после фиксации. Это дает основание полагать, что данные мостовидные протезы при замещении включенных дефектов зубного ряда вызывают меньшее статическое напряжение в костной ткани, чем мостовидные протезы первой группы, что согласуется с результатами экспериментальных исследований.
Результаты ортопедического лечения больных с включенными дефектами зубных рядов металлокерамическими мостовидными протезами с использованием дополнительных элементов снятия напряжений на дистальной опоре
На основании полученных результатов оценки состояния костной ткани, а также эффективности проводимого лечения пациентов хорошие результаты лечения частичной вторичной адентии металлокерамическими мостовидными протезами наблюдали у 36 больных. Удовлетворительные результаты проводимого лечения не выявлены.
Таблица 3
Изменение показателей оптической плотности костной ткани по данным программы PIView 45 и клинических признаков 3 группы в отдаленные сроки наблюдения
Величина | 3 группа | |
До лечения | Через 2 года после лечения | |
Среднее | 84,7 | 102 |
Дисперсия | 845 | 820,4 |
Станд. откл. | 29,1 | 28,64 |
Число измерений | 36 | 36 |
Ошибка среднего | 4,84 | 4,774 |
Чувствительность к перкуссии:
| 36(100%) - - | 36(100%) - - |
Цвет слизистой оболочки:
| 36(100%) - | 36(100%) - |
Сравнительный анализ числовых показателей оптической плотности костной ткани пациентов третьей группы, где дистальная опора мостовидных протезов представлена металлокерамической коронкой с элементами усиления в виде гирлянды, проходящей по щечной поверхности, свидетельствует о том, что напряжения, концентрирующиеся в пришеечной области дистальной опоры, не вызывают явления остеопороза костной ткани у пациентов третьей группы. Разность между значениями составила 17,5±2,4 единицы, что соотносится со значениями для пациентов второй группы и говорит о том, что происходит снижение уровня напряжений в костной ткани вокруг дистальной опоры. Это дает основание предположить, что данные мостовидные протезы при замещении включенных дефектов зубного ряда вызывают меньшее статическое напряжение в костной ткани, чем мостовидные протезы первой группы, что согласуется с результатами экспериментального исследования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенное комплексное экспериментально-клиническое исследование позволило сделать следующее заключение:
- Разработанная конструкция устройства обеспечивает моделирование функциональных мышечных нагрузок лицевого отдела черепа, максимально приближенных к физиологическим, что позволило с использованием высокоточных оптических методов изучить влияние реальных ортопедических конструкций на всю челюстно-лицевую область. Опубликовано в [12, 15].
- Изучение напряженно-деформационных состояний в челюстно-лицевой области с применением методов оптической голографии (неразрушающая методика) позволило получить качественные и количественные данные объектов и достоверно передавать происходящие изменения при прикладываемых реальных нагрузках с использованием различных ортопедических конструкций, в том числе мостовидных протезов. Опубликовано в [5, 6, 9, 10, 11].
- Результаты экспериментальных исследований показали определенные закономерности деформаций, происходящих в интактной челюстно-лицевой области, при двух видах нагрузки. Произведенный количественный анализ деформаций позволил сделать заключение, что прикладываемая нагрузка неадекватна по направлению, а имеет свои пути распространения. Анатомические особенности челюстей, форма зубных рядов и контактные пункты между зубами поддерживают челюстно-лицевую область в состоянии напряженного равновесия. При жевательной нагрузке каждый зуб имеет свой центр разворота. Опубликовано в [1, 2, 4, 7, 16].
- Определены закономерности деформаций, происходящих в челюстно-лицевой области в зависимости от протяженности мостовидного протеза и величины силы прикладываемой нагрузки: консольный мостовидный протез значительно снижает физиологические возможности опорных зубов (на 30 %) и является фактором риска; мостовидные протезы с двухсторонней опорой, восстанавливающие потерю одного и двух зубов, равномерно распределяют жевательное давление в трех плоскостях, но вызывают концентрацию (до 37 %) напряжений в пришеечной области дистальной опоры; мостовидные протезы с двухсторонней опорой, восстанавливающие потерю трех зубов, значительно ухудшают функционирование зубного ряда, перегружают опорные зубы, создают максимальные напряжения (до 52 %) в пришеечной области дистальной опоры. Опубликовано в [8, 13].
- Разработанная конструкция мостовидного протеза с дистальной опорой, выполненной в виде металлокерамической коронки с круговой металлической гирляндой, обеспечивает снижение уровня концентрации напряжений (на 17 %). Опубликовано в [1, 3].
- На основании клинического обследования и лечения пациентов с включенными дефектами зубных рядов установлено, что функционирование мостовидных протезов вызывает напряжения, проявляющиеся снижением оптической плотности костной ткани (на 11%), а это, в свою очередь, зависит от способа облицовки дистальной опоры (литая, металлокерамическая с круговой гирляндой) и увеличения количества опорных зубов. Опубликовано в [14].
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- Лечение больных с включенными дефектами зубных рядов должно быть тщательно спланированным с учетом топографии и протяженности дефекта, состояния твердых тканей опорных зубов и маргинального периодонта, состояния зубов-антагонистов и выбора материала для их изготовления.
- Применение методов голографической интерферометрии необходимо для прогнозирования лечения мостовидными протезами с целью оценки процессов, протекающих в системе «зуб-периодонт-кость».
- С целью расширения показаний для протезирования необходимо особое внимание уделять дистальной опоре, по возможности используя дополнительную опору.
- При лечении включенных дефектов зубных рядов в боковых участках рекомендовано использовать в качестве дистальной опоры металлокерамические коронки с элементами усиления в виде круговой гирлянды или литые коронки.
- При планировании лечения включенных дефектов зубных рядов следует учитывать следующее: консольный мостовидный протез значительно снижает физиологические возможности опорных зубов и является фактором риска; мостовидные протезы с двухсторонней опорой, восстанавливающие потерю одного и двух зубов, равномерно распределяют жевательное давление в трех плоскостях, но вызывают концентрацию напряжений в пришеечной области дистальной опоры; мостовидные протезы с двухсторонней опорой, восстанавливающие потерю трех зубов, значительно ухудшают функционирование зубного ряда, перегружают опорные зубы, создают максимальные напряжения в пришеечной области дистальной опоры.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Головко А.И. Закономерности деформаций, происходящих в челюстно-лицевой области в зависимости от топографии и протяженности мостовидного протеза // Тр. молод. ученых. Юбил. издание: Сб. науч.работ / Под общ. ред. С.Л.Кабака. - Мн.:БГМУ, 2001. - С.42-45.
- Головко А.И. Исследование методами голографической интерферометрии и корреляции спекл-оптики лицевого отдела черепа при функциональных нагрузках // Тр. молод. ученых: Сб.науч.работ / Под общ. ред. С.Л.Кабака. - Мн.: МГМИ, 1998. - С.293-297.
- Головко А.И., Наумович С.А., Дмитроченко А.П. Применение голографической интерферометрии для регистрации начальных изменений в челюстно-лицевой области во время протезирования // Сб. тез. докл. междунар. конф. "Лазеры в биомедицине". Гродно, октябрь 1-3, 2002 г. - Мн., 2002. - С.83.
- Голографические исследования лицевого скелета человека при функциональных нагрузках / С.А.Наумович, Л. В. Танин, И. Л. Дробот, А. И. Головко// Достижения медицинской науки Беларуси.- Мн., 1997. - Вып.2. - С.78. - (БелЦНМИ).
- Голографическое исследование лицевого скелета человека при функциональных перегрузках / С.А.Наумович, Л. В. Танин, И. Л. Дробот, А. И. Головко// Материалы третьего съезда стоматологов Беларуси. - Мн., 1997. - С. 220-221.
- Исследование при функциональных нагрузках лицевого отдела черепа человека методами голографической интерферометрии и корреляционной спекл-оптики / С.А.Наумович, А.И.Головко, Л.В.Танин, И.Л.Дробот // Соврем.стоматология. - 1998.- №4. - С.23-25.
- Наумович С.А., Головко А.И. Голографическое исследование лицевого скелета человека при функциональных нагрузках // М-лы Респуб. науч. конф. молодых ученых и студентов “Актуальные проблемы современной медицины” (24-25 апр. 1997г.). - Мн., 1997. - С.18.
- Наумович С.А., Головко А.И. Изучение напряженно-деформационного состояния металлокерамических зубных протезов // Материалы 4-го съезда стоматологов Беларуси, 2000, г.Витебск. - Витебск, 2000. - С. 17-18.
- Наумович С.А., Головко А.И. Интерференционный способ исследования микроперемещений зубов// Материалы 4-го съезда стоматологов Беларуси. - 2000, г.Витебск. - Витебск, 2000. - С. 19-20.
- Наумович С.А., Головко А.И. Исследование методами голографической интерферометрии и корреляционной спекл-оптики лицевого отдела черепа человека с применением ортодонтических аппаратов, моделирующих реальные нагрузки // Достижения медицинской науки Беларуси.- Мн., 1999. - Вып.4. - С.85.- (БелЦНМИ).
- Наумович С.А., Головко А.И. Качественное исследование деформаций лицевой области черепа при функциональных нагрузках методом голографической интерферометрии // Достижения медицинской науки Беларуси.- Мн., 1998. - Вып. 3.- С.111. - (БелЦНМИ).
- Наумович С.А., Головко А.И. Устройство для моделирования функциональных мышечных нагрузок лицевого отдела черепа // Достижения медицинской науки Беларуси. - Мн., 1998. - Вып. 3.- С.110. - (БелЦНМИ).
- Наумович С.А., Головко А.И., Дмитроченко А.П. Исследование деформации челюстно-лицевой области при ортопедическом лечении// Достижения медицинской науки Беларуси.- Мн., 2000. - Вып.5 - С.143-144. - (БелЦНМИ).
- Наумович С.А., Дмитроченко А.П., Головко А.И. Исследование напряжений в металлокерамических мостовидных протезах// Достижения медицинской науки Беларуси.- Мн., 2000. - Вып.5 - С.142-143. - (БелЦНМИ).
- Пат. 1C1 BY, МПК С 09B 23/28- 970639. Устройство для моделирования функциональных мышечных нагрузок лицевого отдела черепа/С.А. Наумович, Л.В. Танин, И.Л. Дробот, А.С. Артюшкевич, А.И.Головко, А.П. Дмитроченко.- № 3336; Заявл. 25.11.1997; Опубл. 30.06.2000//Афiцыйны бюлетэнь/Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 2000. - № 2(25). - С.143.
- Holografic research of human jaw at functional loads / S.A.Naumovich, L.V. Tanin, A.I.Golovko et al. //Intern. Conf. of New Technologies in the Humanities and Fourth International Conference on Optics Within Life Sciences.-Munster, 9-13 jul. 1996: (Ref.). - 1996. - P. 22.
РЭЗЮМЕ
Галаўко Аляксандр Iванавiч
ЭКСПЕРЫМЕНТАЛЬНА-КЛІНІЧНАЕ АБГРУНТАВАННЕ ВЫБАРУ КАНСТРУКЦЫЙ НЯЗДЫМНЫХ МАСТАВІДНЫХ ПРАТЭЗАЎ З УЛІКАМ НАПРУЖАНА-ДЭФАРМАЦЫЙНАГА СТАНУ Ў СКІВІЧНА-ТВАРАВАЙ ВОБЛАСЦІ.
Ключавыя словы: маставідны пратэз, сківічна-тваравая вобласць, галаграфічная інтэрфераметрыя.
Абект і прадмет даследавання: вынікі абследавання і лячэння 105 пацыентаў. Аб’ектам даследавання служылі зубы, маставідныя пратэзы, перыядонт і акружаючая касцёвая тканка. Праведзена эксперыментальнае даследаванне на трупным чэрапе чалавека.
Мэта працы: абгрунтаваць выбар канструкцый няздымных маставідных пратэзаў на аснове вывучэння напружана-дэфармацыйнага стану ў сківічна-тваравай вобласці і ўдасканаленне іх канструкцый з улікам мінімальнага ўзроўню напружання.
Метады даследавання: эксперыментальны, клінічны, рэнтгеналагічны, статыстычны.
Атрыманыя вынікі і іх навізна: створана ўстройства для мадэліравання функцыянальнай жавальнай нагрузкі ва ўсёй сківічна-тваравай вобласці, якое дазваляе максімальна дакладна ўзнаўляць умовы нагружэння зубоў для вывучэння аптычнымі метадамі (патэнт №3336). Метадам галаграфічнай інтэрфераметрыі вывучаны заканамернасці напружана-дэфармацыйнага стану ў інтактнай зубасківічнай сістэме ва ўмовах, максімальна набліжаных да клінічных. Створана ўстройства для мадэліравання жавальнай нагрузкі ў рэальных маставідных пратэзах і распрацавана методыка выяўлення напружанняў. Канкрэтызаваны характар пераразмеркавання нагрузкі ва ўсей сківічна-тваравай вобласці пры прымяненні розных канструкцый маставідных пратэзаў. Распрацавана праграмнае забеспячэнне для колькаснага вымярэння дэфармацый сківічна-тваравай вобласці ў трох плоскасцях. Прапанаваны крытэрыі ацэнкі выкарыстання розных канструкцый і шляхі зніжэння напружана-дэфармацыйнага стану пры прымяненні маставідных пратэзаў у пацыентаў з уключанымі дэфектамі зубных радоў.
Рэкамендацыі па выкарыстанні: пры лячэнні пацыентаў з частковай адсутнасцю зубоў.
Галіна ўжывання: аддзяленне артапедычнай стаматалогіі.
РЕЗЮМЕ
Головко Александр Иванович
Экспериментально-клиническое обоснование выбора конструкций несъемных мостовидных протезов с учетом напряженно-деформационных состояний в челюстно-лицевой области
Ключевые слова: мостовидный протез, челюстно-лицевая область, голографическая интерферометрия.
Объект и предмет исследования: результаты клинического обследования и лечения 105 пациентов. Объектом исследования служили зубы, мостовидные протезы, периодонт и окружающая костная ткань. Проведено экспериментальное исследование на трупном черепе человека.
Цель работы: обосновать выбор конструкций несъемных мостовидных протезов на основе изучения напряженно-деформационных состояний в челюстно-лицевой области и совершенствование их конструкций с учетом минимального уровня напряжений.
Методы исследования: экспериментальный, клинический, рентгенологический, статистический.
Полученные результаты и их новизна: создано устройство для моделирования функциональной жевательной нагрузки во всей челюстно-лицевой области, позволяющее максимально точно воспроизводить условия нагружения зубов для изучения оптическими методами (патент №3336). Изучены методом голографической интерферометрии закономерности напряженно-деформационных состояний, происходящих в интактной зубочелюстной системе, в условиях, максимально приближенных к клиническим. Создано устройство для моделирования жевательной нагрузки в реальных мостовидных протезах и разработана методика определения напряжений. Конкретизирован характер перераспределения нагрузки во всей челюстно-лицевой области при применении различных конструкций мостовидных протезов. Разработано программное обеспечение для количественного измерения деформаций челюстно-лицевой области в трех плоскостях. Предложены критерии оценки использования различных конструкций и пути снижения напряженно-деформационных состояний при применении мостовидных протезов у пациентов с включенными дефектами зубных рядов.
Рекомендации по использованию: для лечения пациентов с частичным отсутствием зубов.
Область применения: отделение ортопедической стоматологии.
THE SUMMARY
Alexander Golovko
An Experimental - clinical substantistion of a choice of designs of fixed bridge with consideration of intense-deformation conditions in jaw-facial area
Key words: bridge, jaw-facial area, holographic interferometry.
Object and subject of research: results of clinical inspection and treatments of 105 patients. The object of research was teeth, bridge, periodont and environmental bone fibre. An experimental research on corpse skull of a man was carried out.
The purpose of work: to prove a choice of designs of fixed bridge on the basis of study of intense-deformation conditions in jaw-facial area and improving of their designs with regard of minimum level of pressure.
Methods of research: experimental, clinical, X-ray, statistical.
The received results and their novelty: the device for modeling of functional chewing load in the all jaw-facial area was created which allow to reproduce maximum precisely the conditions of loading of teeth for their study by optical methods (patent №3336). The laws of intense-deformation conditions occurring in intact tooth-jaw system, were investigated by a method holographic interferometry in the conditions approximated as much as possible to clinical ones. A device for modeling of chewing load in real bridge was created and the technique of definition of tensions was developed. A character of redistribution of load in the all jaw-facial area was concretized by use of various designs of bridge. The software for quantitative measurement of deformations of jaw-facial area in three planes was developed. The criteria for an estimation of use of various designs and the ways of decrease of intensedeformation conditions in use of the bridge for the patients with included defects of tooth lines were proposed.
The recommendations for use: for treatment of the patients with partial absence of teeth.
Area of application: clinics of prosthodontia.