Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Основные особенности протезирования больных с применением внутрикостных имплантатов 10
1.1.1. Влияние жевательной нагрузки на ткани опорных зон зон протезных конструкций 11
1.1.2. Значение окклюзионных взаимоотношений протезов и антагонистов 16
1.2. Методы оценки состояния системы «антагонисты- опорные ткани протеза» 18
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования 27
2.1. Характеристика клинического материала 27
2.1.1. Характеристика обследованных больных 27
2.1.2. Клинические исследования 30
2.2. Рентгенологическое обследование 31
2.3. Методы функциональных исследований 31
2.3.1. Электромиография жевательных мышц 32
2.3.2. Гнатодинамометрия 33
2.3.3. Реартрография 34
2.3.4. Ультразвуковая эхо-остеометрия 37
2.3.5. Лазерная допплеровская флоуметрия 38
2.3.6. Реопародонтография 39
2.4. Методы математического моделирования
ГЛАВА 3. Исследование особенностей напряженно деформированного состояния в системе «антагонисты опорные ткани протеза»
(математическое обоснование) 49
3.1. Обоснование рациональной протезной конструкции с учетом эффекта взаимодействия с антагонистами 49
3.2.Обоснование необходимости построения трехмерной модели системы «антагонисты - супраструктура — имплантаты опорные ткани протеза» 52
3.3.Мето дика создания математической модели с использованием современных технических средств 53
3.4.Определение предельно допустимых нагрузок в системе «антагонисты - супраструктура - имплантаты - опорные ткани» 58
3.5. Определение предельно-допустимых нагрузок, действующих на имплантаты 60
3.6. Примеры применения математического моделирования в проблемных и типичных клинических случаях 64
ГЛАВА 4. Клинико-функциональные результаты исследования 78
4.1. Данные клинического состояния опорных тканей протезных конструкций 78
4.2. Оценка влияния функциональной нагрузки в системе «антагонисты - опорные ткани протеза» 99
4.2.1. Динамика изменений в опорных зонах имплантатов после ортопедического лечении при различном состоянии антагонистов 101
4.2.2. Динамика изменений функционального состояния жевательных мышц и сосудов в области ВНЧС 114
Обсуждение результатов исследования и заключение 121
Выводы 140
Практические рекомендации 142
Список литературы
- Влияние жевательной нагрузки на ткани опорных зон зон протезных конструкций
- Рентгенологическое обследование
- Обоснование рациональной протезной конструкции с учетом эффекта взаимодействия с антагонистами
- Оценка влияния функциональной нагрузки в системе «антагонисты - опорные ткани протеза»
Введение к работе
Актуальность исследования
Изучение закономерностей биомеханики зубочелюстной системы является одной из актуальных проблем современной стоматологии.
Восстановительное протезирование и долговременное
функционирование внутрикостных имплантатов тесно связаны с принципами клинической биомеханики.
Успех лечения во многом зависит от обоснованного выбора ортопедической конструкции, поэтому задача оптимизации функциональной нагрузки имеет важное значение для дентальной имплантологии,.
Анализ литературы, посвященной вопросам протезирования с использованием различных систем имплантатов, показывает, что наряду с другими важными факторами, на срок пользования зубными протезами существенное влияние оказывают окклюзия и артикуляция (Олесова В.Н., 1998; Миргазизов М.З., 2000; Шарин А.Н., 2000; Борисов А.Г., 2002; Тлустенко В.П., 2002; Матвеева А.И. с соавт. 2003; Ruben С, 1983; Tokoyama Н., 1989; Falk Н., 1989 Hobo et al., 1989; Misch C.E. et al., 1997; WeinerS., 1998 и др.).
Известно, что одной из причин отторжения имплантатов является чрезмерная нагрузка на костную ткань при ортопедическом лечении пациентов с дефектами зубных рядов.
Окклюзия определяет направление нагрузки. Расположение окклюзионных полей протеза влияет на величину составляющих сил, действующих на систему имплантатов. Под влиянием этих нагрузок могут возникнуть деформации в протезе, самом имплантате или в окружающих тканях.
Вместе с тем, окклюзионная нагрузка на внутрикостный имплантат зависит от ряда факторов: от количества и локализации имплантатов и естественных зубов, способов фиксации протезов на имплантатах, длины промежуточной части, характера окклюзионных контактов при жевании, состояния антагонистов и др. (Матвеева А.И., 1993; Султан Мухаммед, 1994; Гветадзе Р.Ш., 2001; Борисов А.Г., 2002; Дронов Д.А., 2002; Миргазизов М.З., 2002; Матвеева А.И. с соавт., 2003; Menbel D.A., 1992; Meglambiy Е.А., 1992; Alberktsson Т., 1989; Misch СЕ. et al., 1997 и др.).
Наличие дефектов в зубном ряду ведет к нарушению его непрерывности, появлению морфофункциональных изменений зубочелюстной системы. В развитии функциональной перегрузки определенную роль играют нарушения окклюзионных взаимоотношений между протезными конструкциями и антагонирующими зубами.
Многолетние клинические наблюдения и изучение физиологии жевания выявили, что наличие преждевременных контактов приводит к травматической окклюзии и к функциональной перегрузке опорных элементов протезной конструкции. При этом, характер ответа на жевательную нагрузку в значительной степени зависит от состояния антагонистов.
При глотании, когда зубы смыкаются в положении центральной окклюзии, вся сила сокращающейся жевательной мускулатуры приходится на точки, повышающие прикус (Гаврилов Е.И., Оксман И.М., 1978; Логинова Н.К., 1984; Амирханян А.Н., 2001; Ackermann K.I., 1980; Fayz F., 1988; Misch C.E., 1991; Rotter B.E., 1996; Benx D.K., 1998; Ruhling A. et al., 1999).
Предупреждение возникновения зон повышенных напряжений в костной ткани вокруг имплантатов имеет существенное значение для прогнозирования результатов лечения.
В настоящее время для определения величин окклюзионных нагрузок в зонах опор протеза на имплантатах используется математическое моделирование (Матвеева А.И., Канатов В.А., Гаврюшин С.С., 1990; Канатов В.А., 1991; Матвеева А.И., 1993; Иванов А.Г., 1998; Гветадзе Р.Ш., 2001; Борисов А.Г., 2002; Weiss D.H., 1987; Stoiber В., 1998;Brunski J.B., 1998).
Установлена предельно допустимая нагрузка, которую может выдержать кость, окружающая имплантат в зависимости от формы и материала имплантата, состояния компактного и губчатого вещества и др. факторов.
Однако, анализ данных литературы показывает, что обоснование подходов к планированию ортопедических конструкций, опирающихся на внутрикостные имплантаты при лечении различных дефектов зубных рядов, требует дальнейшей разработки. Так, недостаточно исследована система «антагонисты - опорные ткани протеза», мало изучены особенности распределения функциональных нагрузок в этой системе, уровень изменений сил жевательного давления, взаимодействие антагонистов и различных протезных конструкций с опорой на имплантаты.
Цель исследования: обоснование и выбор протезных конструкций с опорой на имплантаты в зависимости от состояния антагонистов.
Задачи исследования:
-
Изучить взаимодействия антагонистов и различных протезных конструкций с опорой на имплантаты.
-
Оценить влияние антагонистов на функциональное состояние опорных зон протезной конструкции.
-
Оценить уровень изменений сил жевательного давления при ортопедическом лечении больных с использованием имплантатов в зависимости от состояния антагонистов.
-
Обосновать и разработать математическую модель напряженно-деформированного состояния в системе «антагонисты - опорные ткани протеза».
-
Разработать практические рекомендации по тактике протезирования больных с учетом состояния антагонистов.
Научная новизна
Впервые с помощью клинико-функциональных и математических методов исследования проведено комплексное изучение состояния опорных зон имплантатов для различных ортопедических конструкций и состояний зубов-антагонистов и научно обоснован выбор ортопедического метода лечения дефектов зубных рядов с опорой на дентальные имплантаты в зависимости от состояния антагонистов.
Впервые проведено комплексное функционально-диагностическое исследование влияния состояния антагонистов на кровоснабжение и плотность челюстной кости их опорных тканей и тканей в области дентальных имплантатов, а также на перестройку работы жевательного аппарата. Установлено, что жевательные нагрузки после протезирования с опорой на имплантаты при наличии интактных зубов-антагонистов стимулируют кровоснабжение и остеогенез в опорных зонах имплантатов и восстанавливают координированную работу жевательной мускулатуры.
Показано, что наличие несъемных конструкций, зафиксированных на зубах-антагонистах оказывает стимулирующее воздействие на опорные ткани и функциональную активность жевательных мышц. Это позволяет восстановить координированную работу жевательных мышц в течение 6 мес. после протезирования. При этом использование съемных конструкций
приводит к развитию одностороннего типа жевания, сопровождающегося снижением функциональных окклюзионных сил на стороне дентальных имплантатов.
- Впервые при моделировании и изучении особенностей процесса
взаимодействия антагонистов и протезной конструкции применен более
информативный кинематический способ нагружения, чем традиционно
используемый - силовой.
- Впервые методом конечных элементов изучены особенности
напряженно-деформированного состояния в системе «антагонисты -
опорные ткани протеза». Установлена взаимосвязь распределения
жевательного давления на костную ткань при наличии различных
антагонирующих групп - зубов и протезов.
- Разработаны объективные критерии выбора рациональных
протезных конструкций в зависимости от вида антагонирующих систем.
Практическая значимость
- На основе теоретических и клинических исследований установлено
влияние антагонистов на состояние жевательных мышц и
окклюзионные силы. Это позволяет рекомендовать методы
функциональных исследований, включающие электромиографию и
гнатодинамометрию, для оценки результатов протезирования на
имплантатах.
При выборе ортопедической конструкции с опорой на дентальные имплантаты предпочтение следует отдавать несъемным конструкциям, так как их функционирование оказывает существенное стимулирующее воздействие на кровоснабжение опорных зон имплантатов и восстанавливает координированную работу жевательной мускулатуры.
Тактика врача при ортопедическом лечении больных с дефектами зубных рядов с использованием имплантатов должна учитывать
объективные показатели состояния антагонистов, установленные с помощью клинико-функциональных методов обследования.
Положения, выносимые на защиту
-
Комплексная оценка состояния опорных зон имплантатов для различных ортопедических конструкций и состояний зубов-антагонистов.
-
Результаты математического моделирования напряженно-деформированного состояния костной ткани челюстей в системе «антагонисты-опорные ткани протеза»
-
Комплекс функционально-диагностических исследований, позволяющих провести обоснованный выбор протезных конструкций в зависимости от вида и состояния антагонистов.
Внедрение результатов исследования:
Результаты диссертационной работы внедрены в клиническую практику отделения ортопедической стоматологии и имплантологии ЦНИИС, а также используются в лекциях и семинарских занятиях с клиническими ординаторами, аспирантами и врачами-курсантами.
Апробация работы: Предзащитное обсуждение диссертационной работы проведено «22» июня 2004 г. на совместном заседании сотрудников отдела имплантологии и отдела ортопедической стоматологии Центрального научно-исследовательского института стоматологии МЗ РФ.
Публикации в научных изданиях:
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Объем и структура диссертации
Влияние жевательной нагрузки на ткани опорных зон зон протезных конструкций
От характера и способа распределения функциональной нагрузки, в значительной степени зависит интенсивность нагружения опорных тканей.
Протезирование пациентов с дефектами зубных рядов предопределяет выбор конструкции, исходя из четырех факторов: величины дефекта, его топография, состояния опорных зубов, состояния зубов-антагонистов.
Бесспорное правило: «сумма жевательных коэффициентов отсутствующих зубов не должна быть больше суммы жевательных коэффициентов опорных зубов». Естественно, опорные зубы при изготовлении несъемных протезов выдерживают двойную, против обычной, нагрузку. Это правило приемлемо только при наличии интактных зубов на противоположной челюсти.
Необходимость выравнивания силовых соотношений зубных рядов верхней и нижней челюстей при определении показаний и противопоказаний к выбору конструкции протезов вошла в клиническую практику. Закономерно выравнивание силовых соотношений и в области передних и боковых зубов.
Невозможность создания силового равновесия верхнего и нижнего зубных рядов ведет к изменению протезной конструкции. Успешность ортопедического лечения пациентов с дефектами зубных рядов определяется, прежде всего, реакцией тканей полости рта на циклическую механическую нагрузку. И результат лечения зависит еще от функционального состояния и характера распределения внешней нагрузки между опорными тканями.
Интенсивности нагружения опорных тканей подчинена как направлению сил жевательного давления, так и способу распределения функциональной нагрузки, характеру этой нагрузки.
За величину силы, действующей на имплантационную систему, отвечает динамика жевательных мышц. Сила напрямую связана с усилием и длительностью жевательной функции. Так, если в течение месяца жевать по одному часу в день жевательную резинку, то это повысит жевательную силу мышц (Belser И.С., 1985; Can А.В., Haney W.E., 1987; Hum L.B., Sier J.F, 1992; Misch C.E., 1998 и др.).
С другой стороны, нагрузка на жевательную поверхность зуба может оказать опрокидывающее действие или привести к вертикальному смещению зуба. В периодонте возникают касательные напряжения, распределения которых будет зависеть от величины и выравнивания многих факторов. Обычно зубы хорошо переносят вертикальную нагрузку, на них же во время жевания действуют и горизонтальные силы. Клинические исследования выявили, что выбор способов ортопедического лечения и проектирования конструкции протеза определяет распределение напряжений в периодонте при действии на зуб различных нагрузок. Изучение распределения напряжений поможет устранению возможных травматических перегрузок и избавит от развития патологических изменений в периодонте зубов (Копейкин В.Н., 1980; Щербаков А.С., Гаврилов Е.И., 1984; Логинова Н.К., 1989; Матвеева А.И., 1993; Воробьев В.А., 1997; Иванов А.Г., 1998; Шарин А.Н., 2000; Гветадзе Р.Ш., 2001; Матвеева А.И. с соавт., 2003 и др.). Ортопедическим конструкциям с опорой на естественные зубы и дентальные имплантаты обеспечивает долговременное функционирование соблюдение и учет ряда факторов.
Благодаря природе периодонта, удерживающего зубы как бы в подвешенном состоянии, осевые жевательные нагрузки передаются кости как силы натяжения. Опять же за счет эластичности тканей периодонта у зубов сохраняется физиологическая подвижность.
Более равномерному распределению давления на альвеолярную часть тела челюсти способствует неравномерность ширины периодентальной щели на разных уровнях каждого зуба и с различных сторон. Такая неравномерность физиологически обусловлена. Однако, по сравнению с осевыми, неосевые нагрузки подвергают сжатию большие участки альвеолы и они менее благоприятны для опорных тканей. Постоянное сжатие кости провоцирует ее резорбцию и деформацию (Копейкин В.Н., 1980; Матвеева А.И., 1993; Матвеева А.И., Иванов А.Г., 1998; Олесова с соавт., 2003; Золотарева Ю.Б., 2002; Матвеева А.И. с соавт., 2003).
В напряженно-деформированном состоянии челюсть находится как при откусывании пищи, так и при ее разжевывании. Согласно тензометрическим исследованиям деформация, различная по величине и знаку (сжатие или растяжение), возникает по всей челюсти, независимо от места нагрузки. Так она может проявиться даже, когда непосредственно на стенки лунок зубов ничего не давит. Деформация может наступить в участках альвеолярной части челюсти, лишенной зубов.
Перераспределение жевательного давления происходит от ряда причин, начиная от сечения челюсти, угла наклона нагруженного зуба и зубов-антагонисов, и заканчивая позицией точки приложения силы. Перераспределение жевательного давления происходит также за счет контактных пунктов (Копейкин В.Н., 1980). В системе «естественный зуб - внутрикостный имплантат» при распределении жевательного давления наблюдаются значительные различия. Это и понятно. Не обладающий естественным амортизатором -периодонтом, внедренный имплантат плотно соединяется с костной тканью и непосредственно на нее передает нагрузку (Ney Т., 1987).
Обычно естественный зуб под действием функциональной нагрузки, обладая физиологической подвижностью, погружается в альвеолу. Но жестко закрепленный в кости имплантат неподвижен (Kiton М., 1979).
При окклюзионном контакте динамические силы приводят к ударной нагрузке на имплантаты и зубы. Имплантаты не передают динамические силы без амортизации, непосредственно на костную ткань (Blickle W. et al., 1991).
Значительно меньшая подвижность имплантатов по сравнению с естественными зубами наблюдалась при горизонтальной окклюзионной нагрузке на внутрикостные имплантаты (Frodel J. et al., 1993).
У интактных зубов, за счет их соединения с костью большая возможность к равномерному распределению окклюзионных нагрузок, чем у имплантатов в костной ткани.
Исключить перегрузки костной ткани периимплантатной зоны во время окклюзионных контактов (при протезировании включенных дефектов зубных рядов) возможно, уменьшив межокклюзионное расстояние с антагонистами (Корякин Г.Н., 1997).
Рентгенологическое обследование
Состояние регионарных сосудов в опорных тканях имплантатов на нижней челюсти и зубов-антагонистов на верхней челюсти тесно связаны с интенсивностью обменных процессов, которые обеспечивают остеоинтеграционные процессы в этих тканях. Это, в свою очередь, обеспечивает устойчивость имлантатов и ортопедических конструкций, на которых они фиксируются. Поэтому нами был выбран функциональный метод диагностики состояния плотности костной ткани - метод ультразвуковой эхоостеометрии (ЭОМ).
Метод чувствителен к уровню минерализации костной ткани, которая тесно связана с ее кровоснабжением. Очевидно, что остеогенез в челюстной кости зависит от многих факторов регулирования минерального обмена у конкретного человека, но так как после ортопедического лечения он оставался характерным только для данного пациента, то переменным фактором, влияющим на остеогенез в данном-конкретном случае являлось регионарное кровоснабжение, включая микроциркуляцию в опорных тканях. В этом предстояло убедиться, проводя наряду с реопародонтографией, лазерной допплерфлоуметрией ультразвуковую эхоостеометрию.
ЭОМ осуществляли с помощью эхоостеометра ЭОМ-02. Прибор предназначен для прижизненной количественной оценки состояния костной ткани путем изменения скорости прохождения ультразвукового импульса через исследуемый участок кости. Выдача результатов происходит в виде видеосигналов на дисплее прибора.
Измерение плотности костной ткани в области опорных тканей проводили абсолютным методом. Сущность метода заключается в том, что исследуемый участок кости располагается между передающим датчиком (излучателем) и приемным, которые фиксировали на коже лица в проекции опорных зон имплантатов и тканей пародонта зубов-антагонистов.
Ультразвуковой импульс проходит от излучателя к приемному датчику и, при этом, измеряется скорость прохождения импульса. Скорость прохождения ультразвука (СУЗ) в костной ткани в норме составляет 3000-3500 м/с.
При проведении данной методики ультразвуковые датчики обильно смачиваются вазелиновым маслом, так как ультразвук не распространяется по воздуху (воздушному зазору между поверхностью датчиков и кожей лица). Наибольшее значение скорости прохождения ультразвука по костной ткани соответствует наибольшей ее плотности.
Измерения плотности костной ткани в опорных тканях проводили после ортопедического лечения в те же сроки, что и реопародонтографию и лазерную допплерфлоуметрию - 3,6 и 12 мес.
Трофическая функция регионарной сосудистой системы реализуется капиллярами микрососудистого русла этой системы. Их кровенаполнение напрямую зависит от функционального состояния регионарных сосудов: оно снижается при вазоконстрикции и увеличивается при вазодилатации. Микрососудистая сеть опорных тканей имплантатов и антагонистов своими анастомозами связывает в единое целое всю систему регионарного кровоснабжения, в данном случае челюстную кость и мягкие ткани альвеолярного отдела челюсти. В связи с этим мы использовали лазерную допплерофлоуметрию, позволяющую измерять уровень интенсивности капиллярного кровотока.
Лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ) представляет собой современную медицинскую технологию в области функциональной диагностики периферического кровообращения, позволяющую проводить неинвазивный контроль состояния микроциркуляции в реальном масштабе времени. ЛДФ основана на регистрации частотной характеристики лазерного луча, отраженного от движущихся компонентов крови, в основном эритроцитов. Изменение частоты отраженного лазерного излучения (эффект Допплера) прямо пропорционально скорости движения клеток крови в измеряемом объеме ткани.
Для проведения ЛДФ использовали лазерный анализатор капиллярного кровотока - ЛАКК-01, который сопряжен с персональным компьютером. Программное обеспечение данного анализатора позволяет проводить мониторинг состояния капиллярного кровотока и вычисление показателя микроциркуляции (М) в условных единицах.
Методика исследования заключалась в наложении (контакте) световода на слизистую оболочку в области тканей опорной зоны имплантатов и антагонистов ближе к переходной складке. При этом, на мониторе компьютера регистрируется графическое изображение допплерограммы в виде горизонтальной линии с небольшими флуктуациями на уровне, зависящем от интенсивности капиллярного кровотока.
ЛДФ проводили после ортопедического лечения в те же сроки, что и реопародонтографию с целью оценки эффективности и восстановления жевательной функции при различных конструкциях, опирающихся на дентальные имплантаты и различных состояниях антагонистов.
Для оценки состояния регионарной гемодинамики в опорных зонах имплантатов, ортопедических конструкций и в области пародонта антагонистов, которое зависело непосредственно от жевательных нагрузок, использовали реопародонтографию.
Для выявления функциональных изменений в системе кровоснабжения опорных тканей имплантатов и зубов-антагонистов проводили визуальный анализ реограмм, позволяющий давать качественную характеристику пульсовых кривых. Она основывалась на сравнительном анализе визуальной оценки и числовых показателей реограмм. Анализ проводили для оценки регионарной гемодинамики при различных видах ортопедических конструкций. Это позволило выявить, какая из конструкций дает возможность больному быстрее и полноценнее адаптироваться к жевательной нагрузке, т.е. наиболее полноценно восстановить жевательную функцию.
Реопародонтографию осуществляли на аппаратно-программном комплексе РПКА-02 и программы «ДИАСТОМ» с помощью электродной системы, которая фиксировалась на слизистой оболочке альвеолярного отдела челюстей естественным давлением мягких тканей щек. Электродную систему располагали так, чтобы исследуемая зона находилась между внутренними электродными площадками при тетраполярной методике реографии.
Результаты реопародонтографии имели большое значение для обоснования выбора ортопедической констуркции с опорой на имплантаты при различном состоянии антагонистов. Если в жевательных иышцах и НЧС могли происходить процессы компенсаторного характера (приспособления подвижных структур жевательного аппарат), то состояние опорных тканей имплантатов и антагонистов зависило от реакции тканей на изменение жевательных нагрузок, которые непосредственно были связаны как с ортопедической конструкцией, так и зубами-антагонистами. Эта оценка входила в одну из задач исследования.
Обоснование рациональной протезной конструкции с учетом эффекта взаимодействия с антагонистами
Следует отметить, что контактное взаимодействие протезной конструкции с антагонистами представляет собой достаточно сложный процесс, происходящий во времени. Величина и направление нагрузки при жевании не остаются постоянными. Причем направление приложенной нагрузки имеет принципиальное значение при оценке влияния антагонистов. Даже в случае идеализации нагрузки как статически приложенной сосредоточенной силы, ее следует рассматривать как векторную величину, обладающую величиной и направлением.
При моделировании взаимодействия антагонистов и протезной конструкции силовой способ нагружения не отражает основных особенностей процесса взаимодействия. Поэтому, в данной работе применен более информативный кинематический способ нагружения конструкции. При кинематическом способе нагружения контакт численно моделируется посредством взаимного смещения жевательных поверхностей. При этом величина смещения определяется предварительно по интегральной величине жевательного усилия. Необходимо подчеркнуть, что использование кинематического способа нагружения снимает многие из поставленных ранее вопросов. Поскольку, проанализировать кинематику движения челюстей в клинических условиях оказывается гораздо легче, чем проанализировать динамику изменения жевательных нагрузок.
Исследования, непосредственно связанные с планированием ортопедического лечения и проектированием оптимальных конструкций имплантатов, играют большую роль для повышения качества зубного протезирования. Одним из важнейших требований к протезным конструкциям является обеспечение рационального распределения функциональных нагрузок на опорные ткани. В настоящем разделе представлен процесс виртуального, то есть посредством компьютерного моделирования, построения различных математических моделей протезной конструкции для выбора тактики лечения в конкретном клиническом случае.
В рассмотренном клиническом случае решалась задача определения требуемого числа имплантатов и места их локализации на нижней челюсти. В качестве антагонистов выступал ряд естественных зубов.
Математическая модель нижней челюсти была построена с использованием компьютерной томографии в соответствии с вышеизложенной методикой. Антагонисты представляли собой ряд естественных зубов. Предельная нагрузка на антагонисты для данного пациента - здорового, крепкого мужчины в возрасте до 50 лет - была оценена по верхнему допустимому пределу как 400 Н. При математическом моделировании совокупность антагонистов рассматривалась как жесткий континуум, на который при жевании надвигалась протезная конструкция, расположенная на нижней челюсти. Конечноэлементная модель протезной конструкции представлена на рисунках 2, 3.
В процессе математического моделировании потребовалось оценить количество внутрикостных имплантантов, необходимых для создания протезной конструкции. Были проанализированы два возможных альтернативных варианта протезной конструкции: а) опора на 2 внутрикостных имплантата; б) опора на 3 внутрикостных имплантата. Итоговые результаты расчетов приведены в таблице 6. Рис. 2 Конечно-элементная модель нижней челюсти с протезной конструкцией, опирающейся на внутрикостные имплантаты (естественные зубы не показаны).
Результаты анализа напряженно-деформированного состояния костной ткани при различных вариантах опоры протезной конструкции Показатели губчатой икортикальной костнойткани (Мпа) Модель протезной конструкции а) с опорой на 2 имплантата б) с опорой на 3 имплантата Максимальное напряжение в губчатой кости 13,4 11,0 Коэффициент запаса по губчатой кости 1.11 1.36 Максимальноенапряжение в кортикальной кости 57,7 35,71 Коэффициент запаса по кортикальной кости 0.78 1.26 Анализируя полученные результаты, заключаем, что максимальные напряжения в кортикальном слое, прилегающем к имплантатам по варианту - а (2 имплантата) превышают предельно допустимое напряжение в кортикальной кости. Коэффициент запаса составляет 0,78.
Поэтому протезная конструкция с опорой на два имплантата не отвечает необходимым требованиям. Для обеспечения необходимые прочностных характеристик, и как следствие, обеспечения долговременное функционирование протезной конструкции следует выбрать вариант с опорой на 3 имплантата.
Таким образом, в рассмотренном клиническом случае методы математического моделирования позволили выбрать рациональный вариант протезирования.
В случае, когда антагонистами является съемная супраструктура, у лечащего врача появляется дополнительная возможность регулировать характер и величину нагрузок действующих на имплантаты за счет варьирования жесткостью антагонистов. Метод математического моделирования был применен для поиска рационального плана лечения дефектов как на нижней, так и на верхней челюсти.
Рассматривалось два варианта протезирования, отличающихся видом антагонистов, расположенных на верхней челюсти. Протезная конструкция на нижней челюсти не варьировалась. В обоих вариантах анализировалась одна и та же конструкция, опирающаяся на естественные зубы и два имплантата (см. рис. 6).
Математические модели были построены по методике изложенной в предыдущих разделах. На рисунках 6, 7 представлены две математические модели зубочелюстной системы пациента, соответствующие данному клиническому случаю.
Отличие между моделями заключается в виртуальном использовании двух различных вариантов исполнения супраструктуры антагонистов на верхней челюсти. Вариант а), соответствующий пластиночному протезу изображен на рис. 13. Вариант б), соответствующий бюгельной конструкции протеза представлен на рис.14.
Методами математического моделирования анализировалось напряженно-деформированное состояния в опорных костных тканях. Особое внимание уделялась зонам костной ткани, непосредственно примыкающим к имплантатам. В обоих вариантах использовалось кинематическое нагружение.
Оценка влияния функциональной нагрузки в системе «антагонисты - опорные ткани протеза»
Надо полагать, что через 3 мес. после протезирования психологический фактор мог заставить пациентов более осторожно нагружать условно-съемного протез, в связи с чем сила механических раздражителей жевательных нагрузок на опорные ткани имплантатов была меньшей по сравнению с несъемным протезированием. Это несколько снижало стимулирующее действие жевательных нагрузок на регионарные сосуды и процесс костеобразования. Таким образом, становится очевидным, что несъемное протезирование с опорой на имплантаты является предпочтительным. Малосущественные изменения значений функционально-диагностических показателей в срок 6 и 12 мес. это подтверждают (табл.8).
Сравнительный анализ полученных данных в 1-й и 2-й подгруппах 1 группы пациентов (табл.8) показал, что наличие интактного зубного ряда зубов-антагонитстов позволяет через полгода после протезирования стабилизировать перестроечные процессы в опорных зонах. Это видно из того, что в обеих подгруппах не происходит существенных изменений в дальнейшем (в сроки 6 и 12 мес.) в значениях реографических и других показателей, характеризующих кровоснабжение, включая микро-циркуляцию, и остеогенез, как в тканях опорных зон, так и в области зубов-анагонистов (изменения были недостоверными, р 0,05). Это свидетельствует о том, что адаптация к протезам происходит довольно быстро (к 6 мес.) при наличии интактных зубов-антагонистов. По-видимому, здесь сказывается в качестве психологического фактора наличие опоры на дентальные имплантаты и своего естественного зубного ряда зубов-антагонистов. В этом предположении можно было убедиться, проанализировав результаты аналогичных функционально-диагностических исследований в других группах пациентов.
Во 2-й группе пациентов, в которую вошли лица с несъемной конструкцией на зубах-антагонистах и которым было проведено ортопедическое лечение с опорой на имплантаты - несъемное (1-я подгруппа) и условно-съемное (2-я подгруппа), результаты функцио-нально-диагностических исследований (табл.9) отличались от 1-й группы.
Характерным отличием от 1-й группы является существенно меньшая интенсивность как регионарного кровоснабжения, включая микро-циркуляцию, так и плотность челюстной кости. Если в 1-й группе она могла доходить в значениях РИ до 0,15 Ом, колеблясь в пределах 0,05 - 0,15 Ом, то во 2-й группе наибольшим значением РИ является 0,06 Ом (табл.9). Уровень капиллярного кровотока также был ниже значений, в целом, во 2-й группе пациентов: в 1-й группе средние значения М колебались в пределах 13,5 - 20,8 усл.ед, во 2-й группе - в пределах 12,3 - 16,3 усл.ед. Значения плотности челюстной кости во 2-й группе в большинстве своем не достигали нормы (3000 м/с).
Детальное рассмотрение результатов функционально-диагностических исследований во 2-й группе показывает, что через 3 мес. интенсивность кровотока в области опорных зон при несъемном протезировании (1-я подгруппа) превышает таковую в области зубов-антагонистов на 33,3%. По сравнению с изменениями регионарного кровоснабжения к этому сроку в 1-й подгруппе 1-й группы пациентов это значительно ниже (в табл.8 в 3 раза). Это означает, что несмотря на то, что несъемные конструкции имелись на обеих челюстях, жевательные нагрузки после протезирования были небольшими, от чего интенсификация кровоснабжения происходила в небольших пределах.
Об этом свидетельствовало функциональное состояние регионарных сосудов. Их тонус был повышен, хотя в области опорных зон он меньше, чем в области зубов-антагонистов, находившихся под несъемной конструкцией. Различия составили 11% (ИПС в области опорной зоны имплантатов составил в среднем 111,0+3,5%, в области зубов-антагонистов - 122,9+1,3%). О вазоконстрикции свидетельствовало также сниженная эластичность регионарных сосудов в области зубов-антагонистов (ИЭ=73,5±1,5%).
В целом, функциональное состояние сосудов в области опорных зон в 1-й подгруппе 2-й группы пациентов можно рассматривать как близкое к норме. Это дает основание утверждать, что несъемные конструкции, даже с опорой на имплантаты, позволяют нормализовать жевательные нагрузки после протезирования, и в довольно ранние сроки адаптировать к ним опорные ткани.
В полной мере о нормализации обменных процессов и остеогенеза при несъемном протезировании можно говорить, оценивая результаты в более поздние сроки, если судить по состоянию плотности костной ткани (табл.9). Значения скорости прохождения ультразвука (СУЗ) в 1-й подгруппе пациентов в области опорных зон достигали нормы к сроку 12 мес, в области зубов-антагонистов - к 6 мес. Это означает, что жевательные нагрузки после несъемного протезирования с опорой на дентальные имплантаты оказывают стимулирующие действие на остеогенез, что следует рассматривать как положительный момент в процессах остеоинтеграции.
Во 2-й подгруппе 2-й группы пациентов, которые имели условно-съемные конструкции с опорой на имплантаты и несъемные - в области зубов-антагонистов, через 3 мес. после протезирования интенсивность регионарного кровоснабжения была низкой, даже в области опорных зон. Этого не наблюдалось во всех предыдущих подгруппах наблюдения (табл.8 и табл.9). Примечательно, что в области опорных зон имплантатов значения РИ, характеризующие интенсивность пульсового кровенаполнения, были ниже в 5 раз по сравнению с 1-й подгруппой 1-й группы и в 2,6 раза - по сравнению со 2-й подгруппой той же группы пациентов. Это означает, что условно-съемная конструкция, которой противостоит несъемная конструкция на зубах-антагонистах, не позволяет в достаточно большой степени нагружать жевательным давлением опорные ткани имплантатов. Следовательно этот вид ортопедической конструкции (условно-съемный) является менее предпочтительным чем несъемные конструкции, опирающиеся на имплантаты. Соответственно, стимулирующий эффект на кровоснабжение и обменные процессы при пользовании условно-съемными конструкциями оказался достаточно низким.
