Биомеханические и конструктивные особенности несъемных зубных протезов с медиальной опорой

Полный текст

Большую сложность в лечении частичной потери зубов представляет реабилитация пациентов с дистально неограниченными дефектами зубных рядов. В современной ортопедической стоматологии для лечения этой патологии применяют съемные пластиночные и бюгельные протезы или протезы с опорой на имплантаты [2, 4, 5, 7]. При ортопедическом лечении включенных дефектов зубных рядов несъемные протезы с опорой на естественные зубы успешно используют благодаря эстетичности, биологической совместимости, быстрой адаптации, длительным срокам пользования, высокому уровню восстановления функции жевания [1, 3, 6]. Применению несъемных протезов как метода выбора при ортопедическом лечении дистально неограниченных дефектов рядов препятствуют недостаточные клинические исследования, отсутствие теоретической базы по обоснованию показаний и выбору конструкции этого вида протезов. В литературных источниках не нашли отражения сведения по биомеханике несъемных протезов без дистальной опоры в зависимости от количества опорных элементов, протяженности консольной части, параметров жесткости каркаса, функциональной подвижности опорных элементов. Цель исследования - на основании результатов математического моделирования обосновать особенности конструкции и биомеханики несъемных зубных протезов с односторонней медиальной опорой. Материал и методы Авторами рассмотрена модель челюсти пациента, содержащая резцы, клыки и первые премоляры. Для достижения максимальной репрезентативности для клинического применения данных, полученных в результате математического моделирования, в виртуальную модель введен ряд наиболее важных параметров биологического прототипа: размеры и физиологическая подвижность зубов, форма и размеры зубного ряда, геометрические характеристики его дефектов, физические характеристики костной ткани и пародонта, закрепление челюсти в крайних узлах и в узлах предполагаемого крепления жевательной мускулатуры. Моделируемая система состояла из челюсти, зубов и несъемного протеза без дистальной опоры. Конечный элемент каждой составной части системы имел соответствующие размеры поперечного сечении и наделялся свойствами определенного материала. Несущее сечение каждого элемента было принято сплошным в форме круга. Размеры диаметров элементов составных частей системы учитывали реальное соотношение поперечных сечений несущих слоев зубного ряда, челюсти и протеза. Основным фактором при создании модели являлся учет физиологической подвижности зубов. Модель состояла из двух частей, соотносящихся друг к другу как 1:2. Первая соответствовала коронке зуба и имела характеристики материала «кость», вторая часть соответствовала корню зуба и имела характеристики «упругого слоя», т.е. учитывалась физиологическая подвижность зубов. Таким образом, созданная модель наделена характерной особенностью реального объекта - упругим креплением зубов в челюсти. В методике для расчета оптимальных конструкций протеза и количества опорных единиц и длины консоли, обеспечивающих рациональность конструкции с точки зрения восстановления зубного ряда и уменьшения нагрузки на крайние опоры, анализировали результаты расчетов, полученные на следующих вариантах моделей системы. В модели 1 в качестве опоры протеза приняты два зуба, в модели 2 - три зуба, модель 3 - это протез с четырьмя опорами, модель 4 - протез с восьмью опорами (стабилизация по дуге). Рассматривали экстремальный вариант нагружения и напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции, когда сосредоточенная нагрузка величиной 20 кг/с действует на дистальный зуб консоли. В модели 1 рассчитывали НДС конструкции при длине консоли 6,9 мм, в моделях 2, 3 и 4 НДС конструкции рассчитывали при длине консоли 6,9 мм (средняя длина малого коренного зуба) и 16,9 мм (средняя суммарная длина малого и большого коренных зубов) коренного зуба. Расчет НДС системы выполняли с использованием профессионального комплекса прочностного анализа конструкций «Базис+» с пре- и постпроцессором «Гном», основанного на методе конечных элементов. Задача решалась в пределах теории упругости. Результаты и обсуждение Результаты расчетов и компьютерного моделирования НДС модели 1 представлены на рис. 1. Характер НДС при несъемном протезе с двумя опорами и консолью, равной одному зубу, свидетельствуют не только о ее значительных линейных перемещениях, но и о прогибе опор по сравнению с трехопорной конструкцией (рис. 2). Вертикальные перемещения консоли в месте приложения нагрузки увеличиваются более чем в 1,5 раза, а перемещения первой опоры примерно в 1,4 раза. Характерным является появление перемещений по осям Х и У, превышающих по величине вертикальные. В модели с тремя опорами они не достигают таких величин. Это позволяет сделать вывод о том, что применение консоли протяженностью 6,9 мм на двух опорах в боковом отделе зубного ряда приводит к значительному увеличению ее перемещений и перегрузке опорных зубов. В конструкции с тремя (рис. 3) четырьмя (рис. 4) опорами и длиной консоли 16,9 мм максимально нагружена сама консоль и участок, ограничивающий дефект. Таким образом, можно констатировать, что при консольной части, эквивалентной двум искусственным зубам, увеличение количества опорных зубов до трех и даже четырех не может нивелировать перегрузку зуба, ограничивающего дефект. Необходимо другое решение - стабилизация зубного ряда несъемным протезом по дуге. При изучении НДС модели 4 (рис. 5) установлены закономерности распределения деформации по длине моста при восьми опорах, стабилизированных по дуге, и напряженное состояние нижней части опор, моделирующей корни зубов: 1) благодаря упругости опор нагрузка воспринимается не только консольной частью несъемного протеза, но и распределяется по длине несъемного протеза; 2) наиболее активно воспринимает нагрузку часть конструкции, заключенная между первыми тремя опорами; 3) нагрузка между вертикальными опорами распределяется неравномерно; 4) максимальной величине нагрузки подвергается первая опора; 5) при наличии восьми опор нагрузка на консольную часть вызывает включение в работу опор, расположенных на противоположной стороне челюсти; 6) увеличение длины консоли или нагрузки на нее приводит к увеличению деформации опорных зубов противоположной стороны челюсти, т. е. происходит перераспределение нагрузки на коллатеральную сторону челюсти. Выводы 1. При восстановлении несъемным протезом с односторонней опорой одного жевательного зуба обоснованным соотношением между количеством искусственных и опорных зубов является 1:3. 2. При восстановлении консольной частью несъемного протеза без дистальной опоры двух жевательных зубов с одной или с двух сторон зубного ряда опорная структура должна объединять не менее шести зубов, стабилизированных по дуге. Исследование не имело спонсорской поддержки. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Об авторах

С. Н Гаража

ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

355017, г. Ставрополь, Россия

Е. К Чвалун

ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

355017, г. Ставрополь, Россия

Елена Николаевна Гришилова

ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: elenkastom@yandex.ru
канд. мед. наук, ассистент кафедры пропедевтики стоматологических заболеваний 355017, г. Ставрополь, Россия

С. С Хачатуров

ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

355017, г. Ставрополь, Россия

А. О Готлиб

ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

355017, г. Ставрополь, Россия

Д. Ю Рахаева

ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

355017, г. Ставрополь, Россия

Список литературы

Дополнительные файлы