- •Раздел IV Биомеханика и механика
- •Глава 9 Биологические основы ортодонтического лечения
- •Реакция костной ткани и периодонта на функцию зубочелюстной системы в норме Структура и функции периодонтальной связки
- •Реакция на нормальную функцию
- •Физиологическая реакция на тяжелое давление на зуб
- •Роль периодонтальной связки в прорезывании и стабилизации зубов
- •Реакция периодонтальной связки и кости на ортодонтические силы
- •Биологический контроль перемещения зубов
- •Величина силы
- •Физиологическая реакция на длительное давление на зуб
- •Распределение силы и типы перемещения зубов
- •Оптимальные силы для ортодонтического зубного перемещения
- •Продолжительность действия силы и ослабление силы
- •Лекарственный эффект на реакцию на ортодонтические силы
- •Опора Опора: сопротивление нежелательному зубному перемещению
- •Соотношение перемещения зубов и силы
- •Примеры
- •Негативное влияние ортодонтических сил Подвижность зубов и боль в результате ортодонтического лечения
- •Влияние на пульпу
- •Влияние на структуру корня
- •Среднее изменение длины корней зубов в ходе лечения с удалением премоляров
- •Процентное соотношение пациентов с разной степенью корневой резорбции
- •Влияние лечения на высоту альвеолярной кости
- •Скелетные эффекты ортодонтических сил: модификация роста Принципы модификации роста
- •Влияние ортодонтических сил на верхнюю челюсть и среднюю часть лица
- •Влияние ортодонтических сил на нижнюю челюсть
Оптимальные силы для ортодонтического зубного перемещения
Тип перемещения |
Усилие* (г) |
Наклон |
50-75 |
Корпусное перемещение |
100-150 |
Выравнивание корня |
75-125 |
Вращение |
50-75 |
Экструзия |
50-75 |
Интрузия |
15-25 |
*3начения отчасти зависят от размера зуба; меньшие величины походят для резцов, большие значения - для задних зубов с несколькими корнями.
Теоретически, усилия для осуществления ротации зуба вокруг его длинной оси могут быть намного больше, чем усилия для других зубных перемещений, поскольку данное усилие может быть распределено по всей ПДС, а не по узкой вертикальной полоске. В действительности же практически невозможно использовать вращательное усилие таким образом, чтобы избежать наклона зуба в его лунке, а если это произойдет, то будет создаваться та же область сжатия, что и при других перемещениях наклона. Поэтому для вращения походят те усилия, что и для наклона.
Э кструзия и интрузия также являются особыми случаями. В идеале экструзия не должна создавать областей сжатия внутри ПДС, а лишь растяжение. Как и в случае с вращением, это возможно только теоретически, поскольку при наклоне зуба в ходе экструзии будут создаваться области сжатия. Даже если удастся избежать сжатия, тяжелые усилия при чистом растяжении нежелательны, если целью не является экстракция зуба, а необходимо перенести альвеолярную кость вместе с зубом. Экструзионные усилия, как и вращательные, должны быть равны по величине усилиям наклона.
Рис. 9-11. При интрузии зубов сила концентрируется на небольшом участке апекса корня. Поэтому требуется использовать крайне легкие силы для обеспечения подходящего давления внутри связки в процессе интрузии.
Многие годы считалось практически невозможным обеспечение ортодонтической интрузии зубов. Успешно проводимая клиническая интрузия в последние годы показала, что данный процесс требует тщательного контроля величины усилия, так что к зубу должны прилагаться крайне легкие усилия. Легкое усилие для интрузии требуется по той причине, что оно концентрируется на небольшом участке кончика зуба (рис. 9-11). Как и при экструзии, зуб может быть подвергнут некоторому наклону, но тем не менее диаграмма нагрузки не должна характеризоваться большой концентрацией усилия на кончике. Интрузия может быть обеспечена только при действии очень слабой силы.
Продолжительность действия силы и ослабление силы
Ключевым моментом в обеспечении ортодонтического зубного перемещения является применение постоянной нагрузки, что не означает непрерывности приложения силы. Это значит, что сила должна присутствовать значительную часть времени, безусловно, несколько часов, а не минут в день. Как уже упоминалось ранее, на основании экспериментов с животными было установлено, что лишь после 4 ч приложения силы в ПДС действительно растет уровень циклических нуклеотидов, свидетельствуя о том, что такая продолжительность давления требуется для появления «вторичных элементов», необходимых для стимуляции клеточной дифференциации.
К линический опыт показывает, что для человека порог продолжительности действия силы составляет около 6 ч, и зубные перемещения могут быть довольно эффективны при длительном поддержании усилия. Хотя не существует четких экспериментальных данных, график эффективности зубного перемещения в виде функции продолжительности усилия может выглядеть так, как показано на рисунке 9-12. Постоянные усилия, обеспечиваемые несъемными приспособлениями, не зависящими от поведения пациента, способны производить наиболее эффективные зубные перемещения. При использовании съемных аппаратов практически все время эффект может быть почти таким же, но при ношении их с увеличивающимися временными промежутками снижается количество зубного перемещения.
Рис. 9-12. Теоретический график эффективности зубного перемещения по отношению к продолжительности усилия в часах в день. Непрерывное усилие 24 ч в день производит наиболее эффективное зубное перемещение, но успешное зубное перемещение может быть обеспечено и при меньшей продолжительности, с порогом около 6 ч.
Продолжительность усилия имеет и другой аспект, связанный с тем, как изменяется величина нагрузки в зависимости от реакции зуба не перемещение. Только теоретически возможно создать идеальную пружину, которая обеспечивала бы одинаковое непрерывное усилие день за днем, независимо от того, насколько большим или малым было перемещение зуба в ответ на данное усилие. В действительности каждая пружина имеет степень ослабления. Некоторое снижение величины нагрузки наблюдается у аппаратов даже после совсем небольшого перемещения зуба (хотя с изобретением новых никель-титановых материалов, описанных в главе 10, такое снижение удивительно мало). У большого числа ортодонтических аппаратов сила может снизиться до нулевой отметки.
Ортодонтические силы по продолжительности действия классифицируются на (рис. 9-13):
• непрерывные — силы, действующие в течение определенного времени с момента посещения пациента и до следующего визита;
• прерываемые — величина силы снижается до нуля между активациями.
Несъемные аппараты могут создавать как непрерывные, и прерываемые силы создаются несъемными аппаратами постоянного ношения.
• Прерывистые — величина силы скачкообразно снижается до нуля, когда ортодонтическое приспособление у пациента снимается. При осуществлении зубного перемещения величина будет снижаться так же, как и при использовании несъемного аппарата (т.е. прерывистая сила может стать прерываемой между активациями аппарата).
Прерывистые силы воспроизводятся всеми аппаратами, активируемыми пациентом самостоятельно, такими как съемные пластинки, внеротовая тяга и эластичные тяги. Создаваемые в ходе нормального функционирования силы (жевание, глотание, речь и пр.) могут рассматриваться как особый случай прерывистых сил, большинство из которых действуют недостаточное количество часов в день для осуществления значительного влияния на положение зубов.
Наблюдается важное взаимодействие между величиной силы и скоростью ее снижения в ходе зубной реакции. Рассмотрим сначала эффект почти непрерывного усилия. При сравнительно небольшом усилии будет наблюдаться относительно плавная прогрессия зубного перемещения, вызванная фронтальной резорбцией. Однако при действии непрерывной силы большой величины зубное перемещение будет задерживаться до тех пор, пока посредством подрывающей резорбции не будет удалена кость для обеспечения зубного перемещения. В это время будет происходить быстрое изменение п оложения зуба, а постоянное усилие снова будет сжимать ткани, предотвращая восстановление ПДС и создавая необходимость дальнейшей подрывающей резорбции, и т.д. Такое постоянное действие силы большой величины может иметь разрушительное воздействие как на периодонтальные структуры, так и на сами зубы.
Рис. 9-13. Схематичное изображение снижения действия силы. А — идеальная пружина будет поддерживать стабильную величину нагрузки независимо от расстояния, на которое переместился зуб, однако реальные пружины ослабляют усилие в ходе зубного перемещения. Усилия, сохраняемые между активациями ортодонтического приспособления, даже если эти усилия ослабевают, определяются как непрерывные. В отличие от них прерываемые усилия (В) ослабевают до нулевой отметки между активациями. С — прерывистые усилия снижаются до нуля при каждом снятии съемного приспособления и возобновля ются лишь при установке его в полости рта.
Теперь рассмотрим воздействие сил, затухающих довольно быстро, так что усилие снижается до нуля лишь после небольшого перемещения зуба. Если начальный уровень силы относительно невелик, зуб будет перемещен на небольшое расстояние за счет фронтальной резорбции и останется в таком положении до повторной активации аппарата. Если уровень силы достаточно высок для появления подрывающей резорбции, то зуб будет перемещаться после завершения подрывающей резорбции. Затем, после того как величина силы опустится до нулевой отметки, он останется в таком положении до следующей активации. Хотя начальное усилие и было слишком тяжелым, после перемещения зуба остается время для регенерации и восстановления периодонтальной связки, до нового приложения усилия.
Теоретически, нет никаких сомнений в том, что легкие продолжительные усилия приводят к наиболее эффективным зубным перемещениям. Несмотря на все усилия врачей сохранять легкий уровень усилий для обеспечения только фронтальной резорбции, почти у каждого клинического пациента наблюдаются некоторые участки подрывающей резорбции. Более тяжелые усилия, приводящие к подобной реакции, физиологически приемлемы только в том случае, если уровень усилия снижается таким образом, что остается время на регенерацию перед следующей активацией, или если усилие уменьшается до такого уровня, что не возникает второго или третьего раунда подрывающей резорбции.
Тяжелых непрерывных сил следует избегать; тяжелые прерывистые силы, хотя они и менее эффективны, могут быть клинически допустимы. Иначе говоря, чем идеальнее пружина в смысле обеспечения непрерывного усилия, тем более тщательно врач должен следить за тем, чтобы прилагались только легкие усилия. Некоторые из грубых пружин, используемые при ортодонтическом лечении, обладают удивительным качеством производить усилия, которые быстро снижаются до нуля, и, таким образом, не способны нанести биологический ущерб, который может быть причинен тяжелыми продолжительными усилиями. Ряд клинических исследований показал, что действие тяжелых сил может вызвать большее перемещение зубов, чем действие легких сил. Это парадоксальный результат, противоположный теории угасания сил.
Опыты показали, что ортодонтический аппарат не требует реактивации чаше одного раза в 3 нед. Наиболее типичным в клинической практике является 4-недельный цикл. Правильность такого интервала между настройками теперь становится ясной. Если приспособление хорошо пружинит и легкое усилие обеспечивает непрерывную фронтальную резорбцию, то нет необходимости в более частой активации. Если приспособление менее эластично и происходит подрывающая резорбция, но усилие падает до нуля и в первые 10 дней наблюдается зубное перемещение, то перед повторным приложением усилия должен существовать такой же или более продолжительный интервал для регенерации и восстановления ПДС. Такая фаза восстановления крайне необходима для многих приспособлений. При слишком частой активации аппарата цикл восстановительного процесса сокращается, и это может привести к повреждению зубов или костей.