Study of tooth rotation on the nitinol archwires

Abstract

Study the processes of tooth rotation depending on the sizes archwires and types of bracket systems in time.

Full Text

Введение Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью изучения процесса нормализации положения ротированного зуба во времени для оптимального выбора активных нитиноловых дуг и типов замковых креплений различных брекет-систем. Материал и методы Экспериментальные исследования проводили на кафедре физики прочности Научно-исследовательского ядерного университета МИФИ и кафедре стоматологии детского возраста и ортодонтии РУДН. Исследования выполняли на модели фрагмента зубного ряда, изготовленной из пластмассы холодной полимеризации Протакрил-М, с установленными в нее искусственными зубами и имитатором тканей периодонта (зуботехнический воск). Корневую часть исследуемого зуба моделировали усеченным конусом в пересчете на среднюю площадь корней для данного зуба [1]. На пластмассовые зубы фиксировали брекеты и ортодон- тическую дугу, исследуемый зуб с жестко зафиксированным рычагом длиной 50 мм устанавливали в положении тортоано- малии. Рычаг упирался в высокоточный цифровой индикатор линейных перемещений. Таким образом, зная величину перемещения рычага AL на фиксированном плече H, можно вычислить угол поворота ф ротированного зуба (рис. 1 на вклейке) по формуле ф = arctg(AL/H). В ходе ранее проведенных исследований было установлено, что оптимальная температура нагрева для активации процессов перемещений составляет 60°С [2]. Для изучения процесса нормализации положения ротированного зуба во времени прибегали к видеорегистрации. Измерения осуществляли в течение 25 мин с интервалом 1 мин. Полученные значения линейных перемещений пересчитывали в зависимости угла поворота ротированного зуба от времени. На рис. 2 на вклейке показана фотография модели фрагмента зубного ряда, устройства для видеорегистрации процесса восстановления ротированного зуба и контроля температуры. Исследовали ортодонтические NiTi-дуги фирмы “3М Unitek” (Германия) сечений 0,014”, 0,016”, 0,018”, 0,016” • 0,016”, 0,016” • 0,022” и 3 брекет-системы: Victory (“3M Unitek”, Германия), In-Ovation R (GAC, США), Smart Clip (“3M Unitek”, Германия). Для изучения влияния размера нитиноловых дуг на процессы нормализации положения ротированного зуба использовали ортодонтические NiTi-дуги круглого сечения 0,014”, 0,016”, 0,018” и брекет-систему In-Ovation R. Оценку влияния формы поперечного сечения проводили на NiTi-дугах 0,016”, 0.016” • 0,016”, 0,016” • 0,022” и брекет-системе In-Ovation R. Для определения оптимального замкового крепления при 10 15 Время, мин Рис. 3. Зависимость угла поворота ротированного зуба 1.5. при нормализации его положения с помощью брекет- системы In-Ovation R и NiT-дуг круглого сечения: 1 - 0,014"; 2 - 0,016"; 3 - 0,018". 10 15 Время, мин Рис. 4. Зависимость угла поворота ротированного зуба 1.5. при нормализации его положения с помощью брекет-системы In-Ovation R и NiTi-дуг: 1 - 0,016"; 2 - 0,016 • 0,016"; 3 - 0,016" • 0,022". нормализации положения ротированного зуба использовали 3 брекет-системы: Victory, In-Ovation R, Smart Clip и ортодонтические дуги 0,016” NiTi. В исследованиях использовано 70 дуг, выполнено 1750 точек измерений. Результаты и обсуждение На рис. 3 показаны зависимости величины угла поворота ротированного зуба от времени, полученные для активных NiTi-дуг размеров 0,014”, 0,016”, 0,018”. Дуга большего размера обладает большей изгибной жесткостью и создает больший восстанавливающий момент [2-4]. Фаза активного восстановления ротированного зуба начинается раньше: для дуги 0,018” NiTi на 13-й минуте, для дуги 0,016” NiTi на 14-й минуте, а для дуги 0,014” NiTi на 15-й минуте. В эксперименте скорость восстановления для дуги 0,018” NiTi составляет 1,94 град/ мин, для 0,016” NiTi - 1,65 град/мин, для дуги 0,014” NiTi - 1,40 град/мин. Продолжительность фазы активного восстановления для ортодонтических дуг исследуемых размеров практически одинакова и составляет 4 мин. Максимальные углы восстановления зуба для дуги 0,018” NiTi - 14,47°, для 0.016” NiTi - 11,35°, для 0,014” NiTi - 8,16°. На рис. 4 показаны зависимости величины угла пово- 10 15 Время, мин Рис. 5. Зависимости угла поворота ротированного зуба 1.5. при нормализации его положения с помощью 0,016" NiTi- дуги и различных брекет-систем: тип 1 - Victory (3M Unitek, Германия), тип 2 - In-Ovation R (GAC, США) и тип 3 - SmartClip (3M). рота ротированного зуба для активных NiTi-дуг 0.016”, 0. 016” • 0,016”, 0,016” • 0,022”. В ходе эксперимента было установлено, что на дугах большего поперечного сечения фаза активного восстановления начинается раньше. Для дуги 0,016” • 0,022” NiTi она составляет 4 мин, для 0,016” • 0,016” NiTi - 11 мин, для 0,016” NiTi - 14 мин. Скорость восстановления для дуги поперечного сечения 0,016” • 0,022” - 2,26 град/мин, для дуги с поперечным сечением 0.016” • 0.016” - 1,88 град/мин, для круглой дуги 0,016” - 1,65 град/мин. Продолжительность фазы активного восстановления для дуги 0,016” • 0,022” NiTi она составляет 6 мин, для 0,016” • 0,016” NiTi - 5 мин, для 0,016” NiTi - 4 мин. Максимальные углы восстановления положения ротированного зуба для дуги 0,016” • 0,022” NiTi - 19,31°, для 0,016” • 0,016” NiTi - 15,96°, для 0,016” NiTi - 11,35°. Влияние вида замкового крепления брекетов на зависимость величины угла поворота ротированного зуба от времени показано на рис. 5. Исследование проводили с использованием дуг 0,016” NiTi и трех типов брекет- систем. Установлено, что начало фазы активного восстановления практически не зависит от применяемого типа замкового соединения брекет-системы, фаза начинается на 14-й минуте. Скорость восстановления при использовании брекет-системы типа 3 (Smart Clip (“3M Unitek”, Германия)) 1,95 град/мин, типа 2 (In-Ovation R (GAC, США)) 1,65 град/мин, типа 1 (Victory (“3M Unitek”, Германия)) 1,09 град/мин. Продолжительность фазы активного восстановления для исследуемых типов замковых креплений практически постоянна и составляет 4 мин. Максимальные углы восстановления ротированного положения зуба для брекет-системы типа 3 - 13,40°, типа 2 - 11,35°, типа 1 - 7,50°. Заключение Чем больше размер поперечного сечения ортодонти- ческой дуги, тем процесс ее восстановления начинается раньше, идет активнее и достигается больший угол поворота ротированного зуба. При использовании одного типоразмера ортодонти- ческой дуги с различными типами замковых креплений больший угол восстановления наблюдается в брекет- системе с более жесткой фиксацией дуги в пазе брекета.