- •Глава 10 Механические принципы контроля ортодонтических сил
- •Эластичные материалы и ортодонтические силы Основные характеристики эластичных материалов
- •Материалы для ортодонтических дуг
- •Сравнение современных ортодонтических дуг
- •Соотношения эластичных свойств: дуга 16 и 18 мил при изгибании
- •Последовательность дуг по возрастанию жесткости при кручении
- •Влияние размера и формы на эластичные свойства
- •Полезные размеры дуги из различных материалов (в милах)
- •Резиновые и пластиковые материалы как источник эластичных сил
- •Магниты как источник ортодонтических сил
- •Факторы конструкции ортодонтических аппаратов Двухпунктный контакт и контроль положения корня
- •Сравнение узких и широких брекетов
- •Роль размера паза брекета в эджуайз-системе
- •Механические аспекты контроля опоры
- •Воздействие трения на опору
- •Методы контроля опоры
- •Определенные и неопределенные системы ортодонтических сил
- •Одномоментные системы
- •Двухмоментные системы
- •Применение сложных (двухмоментных) систем Симметричные и асимметричные изгибы
- •Системы сил при V-образных и ступенчатых изгибах
- •Ютилити-дуги и дуги 2×4 для изменения положения резцов
- •Трансверсальное перемещение боковых зубов
- •Небные и лингвальные дуги как двухмоментные системы
- •Сегментарные дуги
- •Непрерывные дуги
Сравнение современных ортодонтических дуг
Как мы уже отмечали ранее, дуги из нержавеющей стали, бета-Ті и NiTi все имеют важное место в современной ортодонтической практике. Их сравнительные свойства объясняют, почему для специального клинического применения рекомендуется использовать специальную дугу (см. главы 16-18). Для материалов, которые подчиняются закону Гука, который определяет эластичные свойства материалов (всех ортодонтических дуг, кроме A-NiTi, на линейном участке их кривых силы—отклонения), эффективным методом сравнения двух проволочных дуг из различных материалов, разных размеров и параметров является использование соотношений основных свойств (силы, жесткости и амплитуды):
Сила А/сила В = соотношение силы,
Эластичность А/жесткость В = соотношение жесткости,
Амплитуда А/амплитуда В = соотношение амплитуды.
Эти соотношения были рассчитаны Kusy8 для большого количества различных дуг, и представленные здесь данные взяты из его работ.
При сравнении этих соотношений необходимо учитывать три положения:
1.Соотношения являются функциями физических качеств и геометрических факторов, следовательно, важно определить оба эти фактора при сравнении. Геометрические факторы относятся как к размеру дуги, так и к ее форме (круглой, прямоугольной или квадратной). Это подробнее описано далее в данной главе.
2. Изгибание дает довольно полное описание круглых дуг в ортодонтических приспособлениях, однако изгибание и торсионные нагрузки также учитываются при установке прямоугольных дуг на зубы. Основные соотношения для перекручивания аналогичны соотношениям изгиба, но все же неодинаковы. Однако правильное использование уравнений для перекручивания позволяет производить расчет торсионных соотношений тем же способом, что и соотношений изгиба.
3. Соотношения применимы к линейному отрезку кривой нагрузки—отклонения и поэтому не способны точно описать поведение дуг, нагрузка на которые превышает предел их эластичности, но которые все же обладают полезной отдачей. Такое ограничение имеет большую важность при рассмотрении стальных, хром-кобальтовых дуг, а также бета-NiTi и M-NiTi. Нелинейная реакция A-NiTi делает невозможным расчет соотношений. Тем не менее, соотношения обеспечивают начальное понимание свойств традиционных стальных дуг по сравнению с новыми титановыми сплавами, а также они могут быть полезны в оценке результатов изменения проволочной геометрии.
В самом начале легче всего понять сравнительные данные в таблицах. Обратите внимание на приведенные в таблицах 10-2 и 10-3 сравнительные свойства дуг 16, 18 и 19x25 мил из нержавеющей стали (или хром-кобальта), M-NiTi и бета-Ті. В каждом случае стальной дуге присваивается произвольная величина 1.
Таблица 10-2
Соотношения эластичных свойств: дуга 16 и 18 мил при изгибании
|
Сила |
Жесткость |
Амплитуда |
|||
0,016 |
0,018 |
0,016 |
0,018 |
0,016 |
0,018 |
|
Нержавеющая сталь |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|||
TMA |
0,6 |
0,6 |
0,3 |
0, 3 |
1.8 |
1,8 |
M-NiTi |
0,6 |
0,6 |
0,2 |
0,2 |
3.9 |
3,9 |
Таблица 10-3
Соотношения эластичных свойств: дуга 19×25 при изгибе (В) и кручении (T)
|
Сила |
Жесткость |
Амплитуда |
|||
|
В |
T |
В |
T |
В |
T |
Нержавеющая сталь |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|||
TMA |
0,6 |
0,6 |
0,3 |
0,3 |
1,8 |
2,0 |
M-NiTi |
0,6 |
0,8 |
0,2 |
0,1 |
4,0 |
5,4 |
Следует принять во внимание, что титановые дуги обеспечивают запас эластичности и амплитуды, больший, чем потеря напряженности. Из таблицы 10-2 видно, что:
1. Сила дуг M-NiTi 16 и 18 и дуги бета-Ті одинакова, т.е. составляет 60% силы стали.
2. Жесткость небольших круглых титановых дуг также одинакова, менее одной трети жесткости стали.
3. TMA (сплав титан-молибден) обладает почти вдвое большей амплитудой по сравнению со сталью, а амплитуда M-NiTi в 2 раза больше амплитуды TMA и почти в 4 раза больше амплитуды стали. Сплавы A-NiTi быстро переходят в нелинейную часть кривой силы—отклонения, так что, строго говоря, не обладают большой амплитудой, но, как видно на рисунке 10-5, они имеют огромную отдачу и при клиническом применении ведут себя так, будто имеют очень большую амплитуду.
Данные в таблице 10-3 свидетельствуют о различных свойствах дуги прямоугольного сечения при изгибании и кручении. Обратите внимание на то, что как дуги бета-Ті, так и дуги M-NiTi этого общего размера обладают большей жесткостью и амплитудой, чем сталь. M-NiTi при кручении должна изгибаться вдвое больше, чем TMA, чтобы обеспечить ту же нагрузку (благодаря ее большей эластичности), а это не выгодно при необходимости осуществления небольшой точной регулировки. В этом отношении A-NiTi еще более невыгодна. Бета-Ті или сталь (в зависимости от размера дуги) являются наилучшими материалами для осуществления окончательной регулировки зубного наклона (торка).
В таблице 10-4 приведены дуги с эквивалентной жесткостью, где в качестве эталона взята нержавеющая сталь 16 мил. В таблице 10-5 приведена последовательность прямоугольных дуг в порядке возрастания индекса жесткости. Использование этих данных при выборе проволочных дуг на разных этапах лечения при помощи несъемных приспособлений подробно описывается в главах 16-18.
Таблица 10-4
Дуги с эквивалентной жесткостью при изгибе
Тип дуги |
Относ. эластичность |
||
M-NiTi |
Beta-Ti |
Нерж.сталь |
|
16 |
|
17,5(3×8) |
6,6 |
19 |
16 |
12 |
3,3 |
|
18 |
14 |
1,9 |
17×25 |
|
16 |
1,0 |
21×25 |
|
18 |
0,70 |
|
19×25 |
|
0,37 |
|
|
19×26 |
0,12 |
Рис. 10-10. Номограммы изгибания для дуг из нержавеющей стали, M-NiTi («Нитинол»), и бета-титана (TMA). Дуга-эталон для всех трех номограмм — сталь 12 мил с заданной величиной 1, так что все величины на всех трех номограммах подлежат сравнению. (Цит. по: Kusy RP: Am J Orthod 83:374—381, 1983.)
Таблица 10-5