Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современная концепция хирургического лечения хронического периодонтита с использованием трансдентальных имплантатов (литературный обзор) 10
1.1. Хирургические методы лечения зубов с воспалением периапикальных тканей пародонта 11
1.2. Современные материалы и техника обтурации каналов зубов с резецированным и ампутированным корнем 19
1.3. Современные способы восстановления биомеханических показателей зубов с резецированными и (или) ампутированными корнем (корнями) 26
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 37
2.1. Материалы и методы теоретического исследования 39
2.2. Материалы и методы лабораторно-экспериментальных исследований 41
2.3 Материалы и методы клинической оценки подвижности зуба с резецированным (ампутированным) корнем, армированным индивидуальным фрезерованным трансдентальным имплантатом
2.3.1 Характеристика клинических групп 46
2.3.2 Методы рентгенологического исследования 48
2.3.3 Метод определения подвижности зуба 48
2.4. Статистические методы обработки результатов 50
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований 51
3.1. Результаты математического моделирования напряженно деформированного состояния изучаемого зубочелюстного сегмента при
вертикальной нагрузке 52
3.1.1 Математическая модель – резекция части корня при вертикальной нагрузке 52
3.1.2. Математическая модель – ампутация части корня при вертикальной нагрузке 56
3.1.3. Математическая модель высокой ампутации корня при вертикальной нагрузке 60
3.2. Результаты математического моделирования напряженно деформированного состояния изучаемого зубочелюстного сегмента при
нагрузке действующей под углом 450 68
3.2.1. Математическая модель – резекция корня при нагрузке 450 70
3.2.2. Математическая модель – ампутация корня при нагрузке 450 74
3.2.3. Математическая модель – высокая ампутация корня при нагрузке 45 градусов 78
3.3 Результаты сравнительной оценки величин перемещений и напряжений
зубочелюстного сегмента при нагрузке вертикальной (900) и под углом (450)
3.4. Результаты лабораторно-экспериментальных исследований 87
3.4.1 Результаты исследования адгезивной прочности статической нагрузкой на разрыв соединений образцов трансдентальных имплантатов из различных конструкционных материалов, фиксированных в корневом канале зуба стоматологическими цементами 88
3.5. Результаты разработки конструкции индивидуального фрезерованного трансдентального имплантата, способ его изготовления и фиксации в канале фрагментированного корня 95
ГЛАВА 4. Результаты клинического применения индивидуальных фрезерованных трансдентальных имплантатов 100
Выводы 115
Рекомендации 117
Список литературы
- Современные материалы и техника обтурации каналов зубов с резецированным и ампутированным корнем
- Материалы и методы клинической оценки подвижности зуба с резецированным (ампутированным) корнем, армированным индивидуальным фрезерованным трансдентальным имплантатом
- Математическая модель – резекция части корня при вертикальной нагрузке
- Результаты исследования адгезивной прочности статической нагрузкой на разрыв соединений образцов трансдентальных имплантатов из различных конструкционных материалов, фиксированных в корневом канале зуба стоматологическими цементами
Введение к работе
Актуальность темы исследования и степень её разработки
В настоящее время зубосохраняющие технологии, в амбулаторно-поликлинической практике хирурга-стоматолога, являются одним из приоритетных направлений в хирургической стоматологии [Арутюнов С.Д. и соавт. 2002, 2007; Григорьянц Л.А. и соавт., 2002; Иттиев Э.Б., 2003; Miquel P. et al., 2007; ParkS. et al., 2009; Nowakowski A.T. et al., 2010; Nirmal H., Chaturvedi S. et al., 2013].
Как правило, упомянутые манипуляции сопровождаются нарушением целостности коронки и корня зуба. Наиболее часто применяемым хирургическим вмешательством в стоматологической клинике является резекция верхушки корня зуба по поводу хронических форм периодонтита [Робустова Т.Г. и соавт., 1998; Ruskin J.D. et al., 2005; Huynh-Ba G. et al., 2009; Raquez J.M. et al., 2011].
Нередко хронический процесс в области верхушки корня приводит к его резорбции, а последующая резекция к его укорочению. В тоже время общеизвестно, что у зубов с резецированными корнями снижаются биомеханические характеристики и неадекватно воспринимается функциональная нагрузка, что ведет к возникновению подвижности культи зуба и последующей его потере [Митронин А.В., 2002; Базикян О.А., 2005; Yazdi P.M. et al., 2007; Nirmal H. et al., 2013].
Достаточно часто такие зубы используются под опоры различных конструкций зубных протезов, что еще больше усугубляет напряженно-деформированное состояние модуля “культя зуба - костная ткань”, ведет к локальному разрушению системы, т.е. возникают необратимые осложнения [Чума-ченко Е.Н. и соавт., 2002; Ильиных А.Н., 2003; Мохов А.В., 2004].
В связи с этим, проблема восстановления биомеханических характеристик зуба с резецированной верхушкой корня решается путем их армирования эндо-донто-эндооссальными (ЭЭИ), а в настоящее время трансдентальными имплан-татами (ТДИ) [Арутюнов С.Д., 2002, 2015; Базикян Э.А. и соавт., 2006; Буктаева М.Л., 2010; Рамазанов А.А., 2005; Rixecker H., 1988; Fugazzotto P.A., 2001].
Чаще всего, биологическая деструкция тканей пародонта, развивается по мере усугубления осложнений кариеса, сопровождается многократным консервативным стоматологическим лечением и, как следствие, нарушением целостности коронки зуба [Иорданишвили А.К. и соавт., 2002; Максимовский Ю.М., Митронин А.В., 2003; Степанов А.Г., 2015; Parmar G. et al., 2003; Mantri V. et al., 2013].
Проблемы ортопедического стоматологического лечения зубов с разрушенной клинической коронкой армированных ТДИ, решались путем изготовления индивидуальных абатментов. Однако, предложенные конструкции не лишены недостатков. Основным является то, что абатмент изготавливается и крепится на корень зуба и имплантат посредством цементной фиксации, что может привести к отрыву зубного протеза при нагрузках [Зязиков М.Д. и соавт., 2014, 2015].
На данный момент широкое распространение получают стоматологические СAD/CAM технологии изготовления конструкций, повторяющих внутреннюю геометрию корневого канала. Они эстетичны, позволяют воспроизводить все планируемые параметры, использовать современные конструкционные материалы [Никурадзе А.Н., 2014; Оганян А.И., 2015; Nokar S. et al., 2011].
Восстановление биомеханических характеристик зубов с резецированным или ампутированным корнем, а также совершенствование ортопедического стоматологического лечения указанных зубов являются актуальными задачами стоматологии, которые определили цели и задачи данной научной работы.
Цель исследования
Повышение биомеханических показателей зубов с резецированным и ампутированным корнем путем применения разработанных конструкций индивидуальных трансдентальных имплантатов, изготовленных методом стоматологических CAD/CAM технологий.
Задачи исследования
1. Разработать конструкцию индивидуального трансдентального имплантата,
способы изготовления, путем CAD/CAM фрезерования и применения.
-
Выявить с помощью математического моделирования поля напряжений, возникающие в системе «культя зуба–трансдентальный имплантат–периодонт– костная ткань» при жевательных нагрузках.
-
Определить материалы для внутрикорневой фиксации трансдентальных имплантатов, изготовленных методом компьютерного фрезерования из диоксида циркония и титанового сплава, при статических нагрузках на разрыв в эксперименте.
-
Разработать и оценить методику проведения клинико-аппаратного определения подвижности зубов с резецированным (ампутированным) корнем, армированным индивидуальным трансдентальным имплантатом, изготовленным путем компьютерного фрезерования.
Научная новизна
Впервые разработана конструкция индивидуального фрезерованного ТДИ (патенты РФ на изобретения № 2529392 «Фрезерованный трансдентальный им-плантат»; №№2512944, 2521847 «Способ трансдентальной имплантации»).
Создана трехмерная компьютерная модель зубочелюстного сегмента (ЗЧС), включающего десну, культю однокорневого зуба, ТДИ, периодонт, компактную кость альвеолы, губчатую кость, с учетом коэффициентов прочности каждого из элементов системы.
На математической модели были проведены эксперименты по определению перемещения имплантата и напряженно-деформированного состояния внутри системы в зависимости от уровней резекции (ампутации) корня зуба, а также приложения вертикальной и угловой нагрузок на коронковую часть.
Впервые определены цементы для внутрикорневой фиксации ТДИ имплан-татов, изготовленных посредством компьютерного фрезерования из диоксида циркония и титанового сплава.
Предложена методика определения подвижности зуба, армированного ТДИ, на всех сроках послеоперационного периода (патент РФ на изобретение № 2555104 “Способ определения подвижности зубов”).
Теоретическая и практическая значимость работы
Разработанные конструкции индивидуальных фрезерованных ТДИ, изготавливаемых из диоксида циркония и титанового сплава, позволяют повысить эффективность леченых зубов с резецированным или ампутированным корнем и разрушенной коронкой.
Определены цементы для фиксации указанных имплантатов, обеспечивающие надежное и долговременное функционирования зуба.
Изучено влияние нагрузки на окклюзионную поверхность зуба – вертикальную и под углом 450 – на показатели перемещений ТДИ и напряжений костной ткани в зависимости от различных уровней резекции/ампутации корня зуба.
Полученные в диссертационном исследовании результаты позволяют уточнить известные алгоритмы адгезивной фиксации зубных протезов из диоксида циркония и титана, применяемые в ортопедической стоматологии.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Разработан и внедрен в стоматологическую практику индивидуальный фрезерованный ТДИ из диоксида циркония и титанового сплава для восстановления биомеханических характеристик зубов с резецированным или ампутированным корнем и разрушенной коронкой.
-
Предлагаемый способ изготовления, а также и протокол клинического использования индивидуальных фрезерованных ТДИ позволяют повысить эффективность стоматологического лечения зубов с резецированным или ампутированным корнем.
Личное участие автора
Автор участвовал в изготовлении ТДИ из титанового сплава и оксида циркония с использованием стоматологических CAD/CAM технологий. В эксперименте подбирался цемент для фиксации образцов ТДИ в культе корня удаленного зуба.
Автором разработана и подтверждена эффективность методики определения подвижности зубов, армированных ТДИ. Предложен и апробирован прото-
кол лечения больных с однокорневыми зубами пораженными верхушечным периодонтитом и неподдающимися консервативной терапии с использованием индивидуальных фрезерованных ТДИ.
Автор самостоятельно статистически обработал полученные данные, подготовил публикации, диссертацию, автореферат.
Награжден золотой медалью на 24-й Международной выставке в рамках «Национальной ярмарки достижений науки и техники ITEX-13» в городе Куала-Лумпур (Малайзия, 2013) за разработанные изобретения.
Степень достоверности и апробация результатов
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: 24-й Международной выставке инноваций и технологий ITEX-13 (Куала-Лумпур, Малайзия, 2013); межрегиональной научно-практической конференции стоматологов “Современные проблемы стоматологии и пути их решения”, посвященной 100-летнему юбилею заслуженного деятеля науки России профессора Е.И. Гаврило-ва (Тверь, 2014); XXXVI и XXXVII итоговых научных конференциях Общества молодых ученых (МГМСУ, 2014, 2015); ежегодной весенней VI межвузовской и XXI внутривузовской врачебной конференции (МГМСУ, 2014); совместном заседании кафедры клинической стоматологии № 2 и кафедры микробиологии, вирусологии, иммунологии и лаборатории микробиологии НИМСИ МГМСУ им. А.И. Евдокимова.
Внедрение результатов исследования
Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры клинической стоматологии для студентов стоматологического факультета, интернов и ординаторов, в деятельность научно-практических подразделений, государственных муниципальных учреждений (стоматологические поликлиники №4 УЗ ЮВАО и №7 УЗ ЮЗАО г. Москвы).
Публикации
Основные положения диссертации изложены в 12 печатных работах, в том числе 11 статей в журналах из перечня ВАК Минобрнауки РФ (в том числе 4 патентах РФ на изобретения).
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Работа изложена на 136 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 110 рисунками, содержит 9 таблиц. Список литературы включает 162 научные работы, в том числе 88 отечественные и 74 зарубежные источники.
Современные материалы и техника обтурации каналов зубов с резецированным и ампутированным корнем
В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений современной стоматологии является имплантология. Она значительно расширяет возможности стоматологической практики, так как позволяет устранять дефекты в зубочелюстной системе не только при различных формах адентии, но и сохранять зубы, которые в силу различного рода причин утратили устойчивость (О.Н. Суров, 1993; Т.Г. Робустова, 1998). К числу наиболее эффективных способов укрепления подвижных зубов относят метод эндодонто-эндооссальную имплантацию, в процессе которой с помощью трансдентальных имплантатов фиксируют зуб, что позволяет использовать его не только как самостоятельную функциональную единицу, но и для опоры несъемного протеза (И.П. Егорова, 1989; А.В. Митронин, 2002). Научная основа эндодонто-эндооссальной имплантации заложена достаточно давно, однако за последние 10 лет данное направление стоматологической имплантологии шагнуло далеко вперед. И все же необходимо признать, что из всех видов имплантатов и методов имплантации наименее изученным является эндодонто-эндооссальная имплантация, которая до сегодняшнего дня по ряду причин, включающих отсутствие научно обоснованных рекомендации по оптимальной длине внутрикостной части трансдентальных имплантатов, сложность выполнения имплантации, отсутствие четких показаний и противопоказаний, проработанного алгоритма лечения и осложнений, возникающих как во время операции, так и в отдаленные сроки, не нашла широкого применения в практике амбулаторной хирургической стоматологии (М.Л. Буктаева, 2010). Кроме того, не все пациенты согласны на хирургическое вмешательство и постановку имплантатов, что также затрудняет внедрение и развитие указанного направления стоматологии (Л.А. Дмитриева, 2009).
Несмотря на неоспоримые преимущества, эндодонто-эндооссальная имплантация в нашей стране не нашла широкого применения. В первую очередь это связано с отсутствием отечественных трансдентальных имплантатов и унифицированной системы для проведения эндодонто-эндооссальной имплантации. Между тем внедрение данной технологии позволит решить широкий круг задач в терапевтической и хирургической стоматологии, пародонтологии и ортопедии (Э.А. Базикян, 2006). В связи с этим активно ведутся новые исследования по разработке и совершенствованию конструкций трансдентальных имплантатов с самыми высокими качественными характеристиками.
Наиболее часто эндодонто-эндооссальные имплантаты используются в комплексной терапии заболеваний пародонта для стабилизации подвижного зуба, лечении травмы зубов, в отдельных случаях при операции резекции верхушки корня, на этапах операции цистэктомии с резекцией верхушки корня и после гемисекции и перелома корня зуба (О.Н. Суров, 1986; А.С. Черникис, 1988; А.К. Иорданишвили, 2000; Т.Г. Робустова, 2006). Противопоказаниями к эндодонто-эндооссальной имплантации являются наличие пародонтита средней и тяжелой степени тяжести, лечение резцов нижней челюсти (ввиду малой толщины стенки корня), лечение клыков верхней челюсти (длина резецированного корня достаточна для полноценного функционирования зуба, а из-за несколько наружного расположения клыков внутрикостная часть им-плантата может выходить на вестибулярную поверхность кости), плохое состояние гигиены полости рта и наличие общих соматических заболеваний в стадии декомпенсации (Т.Г. Робустова, 1998).
Среди осложнений трансдентальной имплантации выделяют острое воспаление в апикальном периодонте в ранние сроки после операции от всех удаленных зубов (33,3%), перелом резцов нижней челюсти (22,2%), раскол корня (14,3%), перелом, расфиксация имплантата, обострение хронического периодонтита после операции имплантации (14,3-42,9%), прогрессирование резорбции костной ткани при исходной подвижности II степени (28,6%), обострение хронического периодонтита в отдаленные сроки после имплантации (14,3%) (Э.Б. Иттиев, 2003; А.А. Рамазанов, 2005; А.В. Косоговский, 2006). В большинстве случаев причиной осложнений в ближайшие и отдаленные сроки после операции является малоизученная биомеханика трансдентальных имплан-татов (А.А. Рамазанов, 2005).
Одно из основных преимуществ эндодонто-эндооссальной имплантации заключается в сохранении циркулярной связки зуба и части периодонта, что позволяет сохранить важнейшие функции периодонта, такие как барьерная, трофическая, рефлексогенная, пластическая и амортизирующая. Армирование такими имплантатами подвергшихся резекции корней зубов улучшает их биомеханические показатели. Эндодонто-эндооссальные имплантаты обладают достаточной прочностью, обеспечивают равномерное перераспределение жевательной нагрузки на опорные ткани зуба и костной ткани и тем самым восстанавливают его жевательную функцию (Джалалова М.В., 2011). Расчеты показали, что при отсутствии 1/3 и даже 1/2 корня зуба установка имплантата позволяет в значительной мере укрепить зуб, а при правильно выбранной длине эндодонто-эндооссального имплантата его можно устанавливать даже в крайне тяжелом случае - при отсутствии 2/3 корня (С.Д. Арутюнов, 2008, 2009). Некоторые авторы полагают, что эндодонто-эндооссальная имплантация выступает усовершенствованным подходом к операции резекции верхушки корня зуба, позволяющим восстановить биомеханические показатели одно-и многокорневых зубов (Л.А. Дмитриева, 2009).
Исход трансдентальной имплантации определяется степенью фиксации имплантата в кости, что зависит от материала, формы, диаметра и глубины погружения имплантата в кость. Определяющим фактором успешной остеоинте-грации являются свойства поверхности имплантата, по той причине, что она непосредственно контактирует с костной тканью и вступает с ним в сложные взаимодействия. В связи с этим, можно утверждать, что характеристики поверхности имплантата имеют фундаментальное значение при достижении успешных результатов в применении имплантатов (М.Г. Перикова, 2014). Кроме того, большое значение имеют полная обтурация корневого канала и проведенная по показаниям дополнительная иммобилизация зубов. Бесспорно, что успех имплантационных мероприятий тесно коррелирует с навыками пациентов по поддержанию гигиены полости рта до, и, особенно, после операции внедрения имплантата (А.В. Мохов, 2004; М.Л. Буктаева, 2010).
Материалы и методы клинической оценки подвижности зуба с резецированным (ампутированным) корнем, армированным индивидуальным фрезерованным трансдентальным имплантатом
Образцы крепились с использованием специальной оснастки (рис. 3). В процессе эксперимента регистрировались растягивающие усилия (N), относительное перемещение захватов (мм) и время (с). Целью проведения указанного экспериментального исследования было определение типа цемента, обеспечивающего наибольшую адгезионную прочность модуля «индивидуальный ТДИ-стоматологический цемент-культя однокорневого зуба» в экспериментальном образце. Тестам подвергались 4 вида стоматологического цемента из 3 типов: 1. Стеклоиономерные цементы: “GC Fuji I” (GC Corporation, Япония), S “GC Fuji Plus” (GC Corporation, Япония). 2. Композитный цемент: “Multilink N” (Ivoclar Vivadent, Лихтенштейн). 3. Портланд-цемент: “MTA - Angelus” (Angelus, Бразилия). На этом этапе использовали аналоги ТДИ из титанового сплава и диоксида циркония без дополнительной обработки их поверхности после фрезерования. Цементы замешивались согласно инструкции производителя. Структурирование цементов «Fuji 1», «Fuji Plus», «Multilink N» проходило за 5 мин. Цемент Angelus затвердевал 4 часа. Всего было проведено 24 испытания: по три образца аналога ТДИ на каждый вид цемента и два конструкционных материала. Во всех экспериментах нагружение образцов проводили при комнатной температуре (250 С) по кинематической (жесткой) схеме со скоростью перемещения траверсов испытательной машины 0,4 мм/мин. Регистрировали следующие параметры: растягивающее усилие (с помощью динамометра 10 kN), относительное перемещение захватов (общее удлинение и время испытания).
Для клинической оценки эффективности разработанного протокола использования индивидуальных фрезерованных ТДИ у пациентов с резецированными корнями зубов были сформированы группы принятых на лечение больных по следующим критериям: Критерии включения пациентов в клиническое исследование: 1. Лица в возрасте 25-45 лет, обоих полов. 2. Наличие диагноза: хронический апикальный периодонтит резцов и клыков верхней челюсти, не поддающийся консервативному лечение. 3. Пациенты с переломами верхушечной трети корней резцов и клыков. 4. Пациенты с зубами, имеющими перфорации корня резцов и клыков на уровне верхушечной трети корня. 5. Отсутствие в анамнезе психогенных и психосоматических расстройств. 6. Отсутствие в анамнезе онкологических заболеваний. Критерии не включения в клиническое исследование: 1. Мужчины и женщины младше 25 и старше 45 лет. 2. Пациенты с заболевания пародонта. 3. Пациенты с сопутствующей общесоматической патологией в стадии декомпенсации. 4. Наличие в анамнезе психогенных и психосоматических расстройств. 5. Наличие в анамнезе онкологических заболеваний. Критерии исключения из клинического исследования: 1. Отказ пациента в процессе клинического исследования от дальнейшего лечения. 2. Развитие у пациентов в процессе лечения общесоматической патологии. 3. Изменение социального статуса пациента в процессе проводимого клинического исследования, повлекшего за собой изменение его психоэмоционального фона. В соответствии с указанными критериями были сформированы группы принятых на лечение больных: I группа: шесть человек, которым в процессе хирургического вмешатель ства установлены индивидуальные фрезерованные ТДИ, изготовленные из сплава титана. II группа: шесть человек, которым в процессе хирургического вмешатель ства установлены индивидуальные фрезерованные ТДИ, изготовленные из диоксида циркония.
В контрольную группу вошли 12 человек, которым в процессе хирургического вмешательства была проведена резекция верхушки корня. Распределение больных по возрастному и гендерному признаку представлено в табл. 1. Таблица 1. Характеристика пациентов по гендерному и возрастному признакам Пол Возраст 24-30 лет 31-35 лет 36-40 лет 41-44 лет Мужчины 1 4 1 1 Женщины 8 4 3 2 2.3.2 Методы рентгенологического исследования Рентгенологические исследования представляли собой обзорную орто-пантомограмму, полученную в дооперационном периоде и прицельную ра-диовизиограмму. Радиовизиография проводилась непосредственно после оперативного вмешательства и в сроки через 1, 6 и 12 месяцев.
Клиническая оценка стабильности зубов с резецированными корнями, армированными индивидуальными трансдентальными имплантатами, изготовленными методом компьютерного фрезерования и зубов с резецированными корнями на разных сроках послеоперационного периода, осуществлялась с помощью прибора Periotest M (Periotest, Германия) (рис. 11).
Математическая модель – резекция части корня при вертикальной нагрузке
В зависимости от плотности принимаемой пищи жевательные мышцы развивают силу, которая обусловливает определенную нагрузку – жевательное давление, воспринимаемое тканями пародонтального комплекса. Вектор такой нагрузки может быть направлен по продольной оси зуба или под углом. А поскольку почти все зубы имеют тот или иной наклон, то действующая сила, приложенная к окклюзионной поверхности, чаще всего направлена под углом к продольной оси. Приходящееся на зуб давление (функциональная нагрузка) вызывает его смещение, причем силы, действующие под углом к продольной оси, приводят к наибольшему пространственному смещению коронки. Поэтому наибольший интерес представляет исследование напряженно-деформированного состояния тканей пародонта и самого имплантата под действием угловой нагрузки. В последующем разделе решена аналогичная задача, но рассматривалась только вертикальная нагрузка.
В данном разделе так же, как и в предыдущем, рассматривались 3 варианта фрагментации корня зуба: 1/3 – резекция, 1/2 – ампутация, 2/3 – высокая ампутация с двумя этапами после установления самого ТДИ.
В каждом узле на окклюзионной поверхности вектор силы направлен по осям X и Y (равной величины), – таким образом, результирующая силы направлена под углом 450, а сумма всех значений нагрузки в каждом узле составляет F = 50 Н.
Задача решена в 3-х мерной постановке методом конечных элементов (МКЭ). Для построения модели также использовался объемный элемент Solid 186 – элемент для 3-х мерного моделирования твердых тел с 20-ю узлами и 3-я степенями свободы в каждом узле (перемещение в каждом узле в направлениях X, Y, Z). Значения механических свойств тканей пародонта и конструкционного материала ТДИ, (модуль Юнга и коэффициент Пуассона), представлены в табл. 3.
Для сравнительного анализа во всех вариантах на окклюзионную поверхность зуба (площадь которой составляла S = 40,6768 мм2), задана одинаковая распределенная нагрузка F = 5 кг = 50 Н (или давление p = F/S = 0,1229 кг/мм2 = 1,229 МПа) под углом 450. Аналогично задавались граничные условия в виде ограничений на перемещения только нижней поверхности зубочелюстного сегмента, т.е. выбиралась опция, соответствующая полному запрету перемещений во всех направлениях X, Y, Z. Численные исследования методом конечных элементов проведены для двух этапов и 3-х вариантов резекции корня зуба: 1/3, 1/2 и 2/3. Поскольку в данном разделе рассмотрена нагрузка под углом 450, а не вертикальная, как в предыдущем разделе, то величины перемещений представлены в виде суммарного перемещения основания имплантата и коронки зуба по осям X, Y, Z – обозначено как xyz в микронах (мкм).
Результаты расчета однокорневого зуба с резекцией корня 1/3 корня, ампутации 1/2 и высокой ампутации 2/3 корня для 1-го и 2-го этапов приведены на рис. 40 – 48, а также в сводной табл. 5. схема ЗЧС, включающего имплантат и все окружающие ткани. Цветовая гамма тканей обозначена так же, как в разделе 3.1.1. Рис. 41 – результат численного решения задачи в 3-х мерной постановке. Как видно, области перемещений всех тканей несимметричны при угловой нагрузке в 450 (в отличие от вертикальной нагрузки), т.к. перемещения тканей происходят по направлениям X, Y и Z.
На расчетном рисунке числами отмечены значения перемещений разных тканей, которые представляют собой суммарное перемещение по осям XYZ. Справа цветные прямоугольники показывают количественное распределение значений перемещений тканей: красный цвет – максимум, синий – минимум. Видно, что максимальное перемещение находится в верхней части коронки, и это значение почти в 10 раз больше аналогичного при вертикальной нагрузке.
Схема математиче- Рис. 45. Суммарное перемещение основания импланта-ской модели ЗЧС резекции та по осям xyz. xyz основания ТДИ = 1,423 мкм корня на 2 этапе объёмная схема ЗЧС (половина) с ТДИ и всеми описанными выше составляющими тканями, с резекцией 1/3 на 2 этапе (удаленный объем заполнен губчатой костью, точно такая же модель, как в разделе 3.1.1).
На расчетном рисунке 45 числами отмечены значения перемещений разных тканей: перемещение основания ТДИ отмечено значением 0,001423 (в микронах xyz = 1,423 мкм), в месте удаления 1/3 корня – 0,001504, вверху на коронке – 0,053837.
Сравнение величин xyz на 1 и 2 этапах показывает, что на 1 этапе значение xyz основания имплантата на 20% больше, чем на 2 этапе. Перемещение основания имплантата при тех же условиях, но с вертикальной нагрузкой, больше почти на 80%: при угловой нагрузке xyz = 1,423 мкм, при вертикальной – Y = 2,514 мкм.
Значения напряжений в дентине max = 21,65 МПа, = 2,238 МПа - под импланта-том Рис. 46 – распределение значений напряжения в имплантате: максимальное значение отмечено на рисунке числом 9,17948 – соответствует значению max = 91,8 МПа. Максимум max в ТДИ находится примерно в том же месте, что и max в имплантате на 1 этапе, т.е. соответствующим 2/3 длины ТДИ от его нижнего конца. На рис. 47 показано распределение значений напряжения в окружающих имплантат тканях (без самого имплантата). Максимум max находится в дентине – отмечено числом 2,16496 (max = 21,65 МПа), а в кортикальной кости под основанием имплантата – отмечено числом 0,223865 ( = 2,24 МПа). Аналогичные значения напряжения на 1 этапе в дентине культи корня практически одинаковые, а вокруг штифта ТДИ почти в 8 раз больше.
Результаты исследования адгезивной прочности статической нагрузкой на разрыв соединений образцов трансдентальных имплантатов из различных конструкционных материалов, фиксированных в корневом канале зуба стоматологическими цементами
Была изучена адгезионная прочность на разрыв образцов, которые представляли собой соединение из конструкционных материалов (диоксид циркония и сплав титана) с широким спектром механических свойств и твердых тканей зуба с резецированной частью корня. ТДИ в культе зуба фиксировали стеклоиономерными или композитными цементами. Особое внимание уделяли эксперименту с портландцементом “MTA – Angelus”, так как в профессио-87 нальном сообществе бытует мнение об эффективности его использования для фиксации штифтов и ЭЭИ. Мы не разделяем это мнение и решили подтвердить наше предположение.
Результаты исследования адгезивной прочности статической нагрузкой на разрыв соединений образцов трансдентальных имплантатов из различных конструкционных материалов, фиксированных в корневом канале зуба стоматологическими цементами Предельные адгезионно-прочностные характеристики образцов (максимальные значения растягивающей силы, соответствующие этой силе удлинения, а также значения максимальных удлинений) приведены в табл. 6.
Осмотр образцов имплантатов после испытаний показал, что во всех тестах вытягивание штифта происходило вследствие разрушения адгезионного шва на его поверхности, зубная ткань не повреждена. При этом изначально гладкая поверхность штифтов ТДИ была сильно ободрана и исцарапана, что говорит о том, что разрушение происходило в основном посредством среза (рис. 68).
На графиках (рис. 69 – 76) представлены интегральные силовые и кинематические величины, так как получение точных локальных механических прочностных и адгезионных характеристик в проведенных экспериментах (величин напряжений, деформаций, коэффициентов трения и пр.) затруднено из-за наличия неоднородного НДС в образце. s . / 30 Диаграмма разряжения в образце индивидуальный фрезерованный трансдентальный имплантат из диоксида циркония – цемент Fuji Plus) Качественно, механизм деформирования при вытягивании ТДИ из образца (культа корня зуба) может быть представлен как процесс сдвига в тонком слое между штифтовой частью имплантата и твердыми тканями стенок канала корня.
Проведенные эксперименты позволили определить, что разрушение наступает вследствие достижения адгезионного предела на срез (исключая малую область верхушки штифтовой части ТДИ, в которой цементная склейка (фиксация) рвется отрывом), что соответствует максимальному значению растягивающей силы в эксперименте (достижение несущей способности образца).
В силу конусности штифтовой части ТДИ процесс разрушения зарождается и инициируется в нижней части сборки (образца), где деформации на адгезионной поверхности максимальны. Последующее движение штифтовой части вплоть до его полного отрыва ограничивается в основном трением.
По результатам проведенных испытаний можно сделать следующие выводы (рис. 77):
- предельные адгезионные характеристики титановых штифтов существенно выше циркониевых для всех исследуемых цементов (табл. 6); - среди протестированных цементов наибольшую адгезионную (сдвиговую) жесткость имеют цементы Fuji 1 и Multilink N. - наилучшие прочностные и адгезионные свойства проявляют пары (Титановый сплав/ Multilink N и Диоксид циркония/Fuji 1) - цемент «Fuji Plus» обладает средними значениями адгезионной жесткости и относительно невысокими предельными параметрами в парах с титановым сплавом и диоксида цирконием, но характеризуется вязким (плавным) характером разрушения адгезионного слоя. - цемент Angelus продемонстрировал низкие адгезионные свойства.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что, не смотря на ранее полученные данные А.В. Моховым (2004) об эффективности использования портландцемента, как наиболее устойчивого к микробной проницаемости с высокими фиксирующими свойствами, последний не обеспечивает фиксацию ТДИ в корневом канале. В связи с этим мы пришли к выводу, что стеклоиномерные цементы предпочтительнее в сравнении с портландцементами к использованию для фиксации ТДИ в корневом канале.
Результаты разработки конструкции индивидуального фрезерованного трансдентального имплантата, способ его изготовления и фиксации в канале фрагментированного корня Полученные в проведенных экспериментах данные позволили не только подобрать цемент для внутрикорневой фиксации, но и окончательно определиться с конструкционными особенностями индивидуальных ТДИ и способами его изготовления и фиксации.
Получены патент РФ на изобретения: № 2529392 «Фрезерованный трансдентальный имплантат»; № 2512944 «Способ трансдентальной имплантации»; № 2521847 «Способ трансдентальной имплантации» (Приложение 1).
ТДИ (рис.78) изготавливается индивидуально методом компьютерного фрезерования из сплава титана или диоксида циркония монолитно. Состоит ТДИ из внутрикорневой и надкорневой частей.
Внутрикорневая часть изготавливается с предварительным индивидуальным моделированием учитывая циркулярный зазор между штифтовой частью ТДИ и стенками корневого канала необходимый для размещения фиксирующего цемента. Конец внутрикорневой части выполнен в виде усеченного конуса с шероховатой поверхностью и скругленной торцевой частью. Надкорневая часть выполнена в виде культи препарированного зуба, соответствующей его групповой принадлежности зуба, имеет циркулярный скос под углом 135 градусов.