Введение к работе
Современная стоматология в своих исследованиях все более опирается на фундаментальные теоретические разработки в области высшей математики (В. Н.Копейкин,1980; М.3.Миргази-зов. 1992; А.И.Матвеева. 1993; А.Д.Шварц. 1994; В.К.Безруков. А.А. Прохончуков, 1996; В.К.Леонтьев. 1996; К.Lehmann. 1979.. I.Krejci, M.Relmer,1994 и др.). вычислительной техники и предполагает тесную взаимосвязь медицинских, теоретических и технологических аспектов. Особое значение приобретает разработка современных методов анализа, прогнозирования поведения коронок зубов и их восстановление с учетом функциональных, морфологических и эстетических закономерностей.
Актуальность проблемы сохранения жевательных зубов является очевидной, если принять во внимание то, что частота поражения их кариозным процессом составляет 87-96% (Т.Ф. Виноградова, 1978-1987; А.Г.Эгамова, 1986; С.С.Мильчювине, 1988; Й.М.Макеева.1996; Е. В. Боровский.1997 и др.). количество удалений, особенно жевательных зубов, не снижается (А.Н.Пак. 1991; Е.И.Маслак,1996), что в конечном итоге определяет значительную нуждаемость в ортопедическом лечении - от 42 до 96% - (Н.Клябаускене, 1978; Л. И. Хихинашвили. 1989; Л. Д. Вейс-гейм. 19ЭЗг; Т.Б.Тимачева.1997) и является одной из причин развития патологических процессов в зубочелюстной системе (В. Ю. Курляндский. 1977; М. Г. Бунин, X. А. КаламкароЕ. 1979; В. Н. Копейкин, 1930; В. К). Миликевич, 1984; В. А. Хватова. 1996 и др.).
Причины разрушения жевательных зубоз анализируются рядом авторов, указывающих на неадекватный выбор пломбировочных материалов (И.Я.Поюровская, 1992,1995; G.L.Dickinson, L. R. Gerbo. К. F. I.etnfelder. 1993), хотя для их восстановления, с учетом анатомо-функциональных особенностей, требования к прочности современных композиционных натериалоЕ существенно возрастают. Пломбирование, преследуя цель ликвидации патологического процесса в твердых тканях зуба, не е полной мере восстанавливает форму и функциональные возможности жеватель-
ных зубов с позиции полноценной окклюзии (В. Ю. Миликевич. 1984; М.Д.Гросс, Д.Д.Метьюс. 1986; В.А.Хватова, 1995; Р.Патерсон. А.Ватте. В. Саундерс.Н. Пите.1995). Тяжелыми осложнениями после проведенного пломбирования являются отколы и расколы твердых тканей коронки зуба (Н.Я.Лагутина.В.С.Воробьев. 1990; Н. Г. Аболмасов, В. А. Бычков и соавт.. 1994; Е. Иоффе. 1995; С.Уголева.1995;М.Киттель,М.Миазек.1996.), в том числе переломы коронки, корней зубов на уровне шейки (Э.Сарфати.Е. Хар-тер. Ж. Радиге.1997).
В этой связи особого внимания заслуживает вопрос оценки функциональной прочности твердых тканей коронки зуба, в том числе и -после проведенных стоматологических вмешательств. Несмотря на имеющиеся данные об анатомических особенностях строения (В. А. Наумов, 1965; Н. Г. Аболмасов. 1967; А. Зубов. 1968; Б.С.Клюев, 1972; Я.Н.Елинек, 1972; Б.Боянов, 1973). механических характеристиках твердых тканей зуба (СМ.Ремизов. 1965. 1978.1980; А,В.Мелехин. 1978; Е.В.Боровский.Л.М.Лукиных, 1991; В. Н. Гречишников. 1989; I. VJ. Faran. R. R. Yralg. D. L. Sikarskie, 1973; M.L.Lehmann.1972), до настоящего времени отсутствует комплексный подход в вопросах понимания взаимосвязи и взаимовлияния особенностей строения, коронок жевательных зубов, упруго-механических характеристик составляющих его структур, применяемых стоматологических материалов и характера прилагаемых нагрузок в совокупности с требованиями функциональной окклюзии.
Экспериментальные исследования напряжений в тканях зуба и конструкциях при действии прилагаемых нагрузок (С.П.Полухина, 1969; Г.П.Таптунова. 1973.1976; Р.Б.Балобановский, 1989; К.Lehmann,1979; A.D.Robinson,1964) без глубокой теоретической базы не позволили оценить сложное напряженно-деформированное состояние твердых тканей коронки зуба в ее различных клинических вариантах, с позиции многокомпонентности строения. В ранее проведенных исследованиях (В. Ю. Миликевич. 1984; Т.Ф.Данилина,1985), была сделана первая попытка проанализировать причины разрушения твердых тканей жевательных зубов с позиций биомеханики. В последующие годы это направление фактически не получило своего развития, несмотря на то, что изучение биомеханического состояния коронок жевательных зу-
бов в норме, при кариесе, его осложнениях на основе применения современных методов математического моделирования с использованием компьютерных технологий открывает широкие возможности многофакторного анализа и прогнозирования сложных задач практической стоматологии, в том числе проблему полноценного функционирования жевательной группы зубов после стоматологического лечения.
На основании вышеизложенного, были сформулированы цель и задачи данной работы.
Раскрыть закономерности биомеханического состояния коронок жевательных зубов в норме, при кариесе, его осложнениях под действием функциональньк нагрузок и дать обоснование методам лечения.
-
Разработать метод пространственного изучения строения коронок жевательных зубов, на основе комплекса антропометрических исследований.
-
Разработать метод диагностики клинического состояния твердых тканей коронок жевательных зубов с применением лазерной техники.
-
Изучить микротвердость твердых тканей коронки зуба как показатель их функциональной устойчивости и прочности в норме, при кариесе и его осложнениях.
-
Оценить напряженно-деформированное состояние коронкової! части зуба при действии функциональных нагрузок на основе математического моделирования и автоматизированной программы исследования на ЭВМ.
-
На основе оценки функциональной прочности коронки зуба разработать научнообоснованный подход к выбору стоматологических материалов и методов лечения при патологии твердых тканей жевательных зубов и рекомендовать в практику стоматологии.
Впервые создано устройство для определения профиля по-
верхности коронки зуба (решение о выдаче патента на изобретение от 23.02.96 по заявке N 94017340 с приоритетом от 10.05.94г.) и разработана методика пространственного изображения ее строения при помощи систем параллельных сечений.
В совокупности решена проблема графического изображения и аналитического описания путем подбора математических функций, аппроксимирующих исследуемую граничную поверхность ко-ронковой части зуба-.
- Разработан новый диагностический показатель-критерий"D",
характеризующий влияние анатомической формы коронки на уро
вень и характер напряжений, возникающих в твердых тканях зу
ба в процессе функции. Величина критерия "D" безразмерна,
изменяется для премоляров от 21.0 до 32.0, для моляров - от
Предложена анатомо-биомеханическая систематизация коронок жевательных зубов в зависимости от особенностей анатомического строения коронки и анализа распределения напряжений в твердых тканях зуба, позволяющая осуществить дифференцированный выбор стоматологического материала и метода лечения с учетом величины критерия "D".
Разработана методика лазерной диагностики клинического состояния твердых тканей жевательных зубов с помощью прибора "Флюорит-4С" и определены показания к его применению, позволяющие объективизировать диагностику кариозных поражений, локализацию, размеры и глубину полостей-пломб.
Доказано, что коронку зуба следует рассматривать как сложную многокомпонентную структуру, анализируя функциональное поведение ее составляющих в зависимости от клинического состояния коронки, условия приложения функциональных нагрузок, механических характеристик твердых тканей зуба.
Впервые представлена концепция построения расчетной математической модели напряженно-деформированного состояния и прочности коронковой части зуба. Модель предназначена для оценки и аналитического прогнозирования биомеханического состояния тканей коронки зуба при действии функциональных нагрузок с учетом факторов, характеризующих механические свойства твердых тканей зуба, реставрационных материалов, анатомических особенностей строения, характер патологически-
го процесса. Сделан анализ структуры модели оценки прочности зуба, обоснованы степень идеализации и сложности расчетного аппарата, проведен расчет напряженно-деформированного состояния.
Введено новое понятие области "благоприятного расположения воздействующего функционального усилия на окклюзионной поверхности коронки зуба. При приложении нагрузки в данной области напряжения, возникающие в твердых тканях коронки зуба минимальны по величине и совпадают с направлением прилагаемой нагрузки.
Создана автоматизированная программа исследования напряжений (АПИ) на персональной IBM/AT. осуществляющая анализ и прогнозирование функционального состояния коронок жевательных зубов в норме, при патологии и после комплексного стоматологического лечения.
Выделена группа факторов, определяющих напряженно-деформированное состояние тканей коронки зуба при действии функциональных нагрузок: физико-механические характеристики тканей зуба, стоматологических материалов; характер и особенности патологического процесса; методы ортопедического лечения. Предложена методика оценки эффективных, с точки зрения прочности твердых тканей зуба, методов профилактического стоматологического лечения.
Определен биомеханический подход к лечению патологии твердых тканей жевательных зубов. В основу принципа стоматологического вмешательства положена оценка функциональной прочности коронки зуба с учетом знания анатомического строения, клинического состояния, упруго-механических характеристик твердых тканей зуба и применяемых стоматологических материалов.
Полученный диагностический критерий "D", в совокупности
с разработанной клинической систематизацией коронок жева
тельных зубов, научно обосновывает применение в практическом
здравоохранении стоматологических материалов и конструкций,
обеспечивающих перераспределение напряжений с тканей коронки
зуба на материал конструкции.
В жевательных зубах, при величине критерия "D">26.0 для премоляров и "D">16.0 для моляров, относящихся к 1- й группе клинической систематизации, уровень возникающих нормальных напряжений сопоставим с пределом прочности тканей зуба на сжатие, создает нарушение функциональной прочности коронки и приводит к тяжелым осложнениям в клинике. Применение вкладок литых и из композиционных материалов, искусственных коронок в сочетании с депульпированием и введением в канал корня литых и стандартных штифтов необходимо при лечении кариеса, его осложненных форм данной группы зубов уже на ранних ' стадиях развития патологического процесса.
В жевательных зубах, при величине критерия"0"<26.0 для премоляров и "D"<16.О для моляров, относящихся ко 2- й группе клинической систематизации, величина- возникающих напряжений не достигает уровня критических. Это позволяет дифференцированно применять реставрационные методы лечения композиционными материалами, амальгамой при значении ИРОПЗ = 0.2-0.4 для полостей типа "О". При значениях ИРОПЗ > 0.4 в полостях типа "О"."ОМ","OD","MOD" применение вкладок литых л из композиционных материалов, искусственных коронок, штифтовых конструкций необходимо сочетать с расположением элементов протезов в зоне "ядра сечения", что является обоснованной тактикой лечения, обеспечивающей полноценную функциональную работу коронки зуба.
Разработанная методика пространственного изображения анатомического строения поверхности коронковой части зуба при помощи систем параллельных сечений позволит создавать новые прогрессивные системы антропометрического анализа нормы и патологии отдельных зубов и зубных рядов с применением автоматизированных систем компьютерной обработки результатов измерений.
Введенное понятие области "благоприятного расположения нагрузки" позволяет обоснованно подходить к планированию расположения элементов ретенции и конструкций зубных протезов на окклюзионной поверхности жевательных зубов.
Разработанный метод лазерной диагностики клинического состояния твердых тканей коронки зуба при кариесе и его осложненных формах объективизирует выявление патологии на ран-
них стадиях развития, уточняет локализацию, размеры и глубину полостей-пломб.
Разработанная автоматизированная программа исследований на ЭВМ, позволяющая моделировать, анализировать и рассчитывать в каждом конкретном случае величину и характер напряжений в твердых тканях коронки зуба обеспечивает выбор оптимальных стоматологических вмешательств, с уточнением применяемого материала и вида ортопедической конструкции.
