Принципы биомеханики в ортодонтии. Лекция для врачей
Отрывок из книги "Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии" - Нанда Равиндра
В основе ортодонтического лечения лежит перемещение зуба под действием различных сил. Величина и направление силы зависят от конструкции аппарата и режима его применения, которые подбирает врач. В ответ на воздействие силы на зуб в тканях пародонта происходит ряд сложных биологических реакций, результатом которых является движение зуба в кости. Клетки тканей пародонта не различают конструкцию аппарата, сплав, из которого он изготовлен, форму дуги и т.д., поэтому выраженность биологического ответа на лечение зависит исключительно от величины давления на зуб и степени напряжения, возникающего при этом в тканях. Таким образом, для получения точного прогнозируемого результата лечения необходимы четко заданные параметры воздействующей силы. С другой стороны, следует учитывать нюансы строения и взаимодействия компонентов в биологических системах, которые осложняют возможность получения стопроцентно прогнозируемого результата в клинике даже при четко заданных параметрах силы.
Не исключено, что в перспективе, при углубленном изучении этих систем, удастся уменьшить количество неизвестных факторов, влияющих на ортодонтическое лечение, и, таким образом, снизить вариабельность результатов. В настоящее время для управления процессом ортодонтического лечения необходимо знание принципов биомеханики.
Рассмотрим определения этих составляющих: механика — это дисциплина, описывающая воздействия сил на тела, биомеханика рассматривает действие принципов механики в условиях биологических систем, а ортодонтическое лечение заключается в приложении сил к зубу. Силы развиваются с помощью различных ортодонтических аппаратов, здесь можно провести аналогию с применением фармацевтических препаратов в медицине. Лекарственные препараты используются для достижения специфического биологического ответа, который устранит или облегчит симптомы заболевания. Чтобы правильно назначить препарат, необходимо понимать механизмы его действия. Подобным образом, успех лечения в ортодонтии зависит от умения прикладывать силы необходимой величины и направления для достижения желаемого результата.
Продолжительность ортодонтического лечения в настоящее время все еще составляет около 2 лет. При этом большое количество времени тратится на исправление возникших в ходе лечения побочных эффектов (нежелательного перемещения зубов). Эффективность лечения может снижаться по причине неточности технического исполнения аппарата в той же мере, что и от отсутствия психологического контакта с пациентом. Значительное повышение эффективности достигается при применении принципов биомеханики на практике, это позволяет разработать индивидуальный план, сократить время лечения и получить более предсказуемый результат.
Основы механики в ортодонтии
Знание фундаментальных концепций механики необходимо для понимания клинического значения биомеханики в ортодонтии.
Вначале рассмотрим центр сопротивления. Все объекты имеют центр массы — это точка, через которую должна пройти прилагаемая сила для линейного (без ротаций) перемещения свободного объекта, т.е. центр массы — это «точка равновесия» объекта. На рисунке 1-1А изображен центр массы произвольного свободного тела. Рассматривая зуб, следует отметить, что он не является свободным телом, так как ограничен тканями пародонта. Для несвободных тел понятия центра сопротивления, центра массы и точки равновесия эквивалентны. На рисунке 1-1В—D изображена приблизительная локализация центра сопротивления для одиночного зуба. Следует заметить, что центр сопротивления можно описать во всех плоскостях пространства, так, одиночный зуб, группа зубов, зубной ряд и собственно челюсть имеют свои центры сопротивления. На рисунке 1-2 представлена приблизительная локализация центров сопротивления группы из двух зубов и верхней челюсти.
Локализация центра сопротивления зуба зависит от длины и морфологии его корня, количества корней и количества поддерживающей костной ткани (рис. 1-3). И хотя точную локализацию центра сопротивления зуба определить довольно сложно, тем не менее, аналитические исследования показали, что центр сопротивления однокорневого зуба с нормальным уровнем альвеолярной кости находится на 1/4—1/3 расстояния от цементно-эмалевой границы до верхушки корня. Также можно установить локализацию центра сопротивления лицевых костей (например, верхней челюсти), всего зубного ряда или групп зубов. Экспериментальные и аналитические исследования показали, что центр сопротивления для перемещения верхней челюсти находится несколько ниже подглазничного отверстия, а для интрузии верхних фронтальных зубов центр сопротивления будет располагаться дистально относительно корней латеральных резцов.
Рис. 1-1 Центр сопротивления. А. Центр массы свободного тела. Центр сопротивления одиночного зуба с окклюзионной (В), мезиальной (С) и вестибулярной (D) поверхностей.
Рис. 1 -2 Центр сопротивления группы из двух зубов (А) и верхней челюсти (В).
Рис. 1-3 Локализация центра сопротивления зуба зависит от количества костной ткани и длины корня (А). Локализация центра сопротивления зуба при атрофии альвеолярной кости (В) и при коротком корне зуба (С).
Рис. 1-4 Вектор силы характеризуется величиной, линией действия, точкой начала (приложения) и направлением (ориентацией).
Хотя точную локализацию центра сопротивления определить невозможно, при выборе и активации ортодонтической аппаратуры важно знать его приблизительное расположение, так как соотношение сил, действующих на зуб, с его центром сопротивления определяет тип перемещения зуба. Это соотношение более подробно будет описано ниже в данной главе.
В ортодонтии основным определяющим моментом является сила, так как именно благодаря ей происходит перемещение зубов. Сила определяется как действие, прилагаемое к телу, и равна массе, умноженной на ускорение свободного падения (F = ma). Единицами измерения силы являются ньютоны (Н) или г (мм/с). В ортодонтии применяют ньютоны, поскольку влияние ускорения (м/с2) на величину силы в клинической практике значения не имеет. Сила - это вектор, и она определяется векторными характеристиками, вектор имеет величину и направление (рис. 1-4). Направление вектора описывает линию его действия, ориентацию и точку начала (приложения).
Векторы могут комбинироваться друг с другом (рис. 1-5). Поскольку вектор имеет величину и направление, охарактеризовать сложный вектор путем простого арифметического сложения входящих в его состав векторов невозможно. Суммирование векторов можно осуществлять путем соединения начала первого вектора и окончания последнего присоединенного вектора. Сумму двух или более векторов называют результирующей, а полученный вектор — результирующим. Количественное определение результирующего вектора требует тригонометрических вычислений.
Рис. 1-7 Момент силы. Сила, не проходящая через центр сопротивления, наряду с линейным перемещением вызывает ротационный момент.
Рис. 1-8 Клинический пример момента сил. А. Мезиальная сила, приложенная к брекету на моляре, создает момент, ротирующий зуб мезиально и внутрь. В. Сила натяжения, приложенная к моляру, создает момент, наклоняющий коронку вестибулярно. С. Интрузионная сила, приложенная к брекету моляра, также создает момент, наклоняющий коронку вестибулярно. (Цит. по: Nanda R. Biomechanics in clinical orthodontics. Philadelphia: WB Saunders, 1996; с разрешения.)
Векторы также можно раскладывать на компоненты. Разложение силы на компоненты по осям х, у и z может помочь при сложении векторов (см. рис. 1-6). Клиническое определение горизонтальных, вертикальных и трансверзальных компонентов силы облегчает понимание направления перемещения зуба под действием этой силы. Для определения значений векторных компонентов также необходимы тригонометрические вычисления.
Ортодонтические силы чаще всего прилагаются к коронке зуба, поэтому силы обычно не проходят через центр сопротивления зуба. Силы, не проходящие через центр сопротивления зуба, помимо линейного перемещения, вызывают ротацию зуба под действием момента силы. Момент силы — это тенденция к созданию ротационного перемещения. Он определяется путем умножения величины силы на величину перпендикуляра, опущенного от линии действия силы до центра сопротивления (см. рис. 1-7). Направление момента находят при вращении линии действия силы вокруг центра сопротивления по направлению к точке приложения (см. рис. 1-7). Момент измеряется в граммах на миллиметр (ньютонах на миллиметр). Значение момента силы обычно не учитывается в клинической ортодонтии, хотя это необходимо для создания эффективной конструкции аппарата.
Величина момента силы определяется двумя переменными — величиной силы и расстоянием (рис. 1-8). Обе эти переменные можно эффективно изменять клинически для получения желаемого соотношения сил.
Еще одним способом получения ротационного перемещения является момент пары (рис. 1-9). Пара - это две параллельные силы одинаковой величины, действующие в противоположных направлениях на определенном расстоянии (т.е. с разными линиями действия). Величину пары находят путем умножения величин сил на расстояние между ними и измеряют в граммах на миллиметр. Направление ротации определяется при вращении линии действия одной силы вокруг центра сопротивления по направлению к точке приложения другой силы. Пары вызывают чистый ротационный момент вокруг центра сопротивления независимо от их места приложения к объекту (рис. 1-10). Пары в ортодонтии часто называют приложенным моментом. Торк - частый синоним момента (момента сил и момента пары) в ортодонтии. Многие ортодонты ошибочно измеряют торк в градусах. Изгиб дуги или наклон паза брекета — это способы получения момента, т.е. их величина (градусы) описывает форму дуги или брекета. Правильной единицей измерения торка является грамм, умноженный на миллиметр (сила, умноженная на расстояние). Момент более точно описывает ротационный компонент системы сил и конструкции аппарата.
Рис. 1-9 Момент пары. Пара создает чистую ротацию вокруг центра сопротивления.
Рис. 1-10 Клинический пример пары сил. А. Дуга в пазе брекета с ангуляцией. В. Прямоугольная дуга в пазе брекета.
Вы читали отрывок из книги "Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии" - Нанда Равиндра
Купить книгу "Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии" - Нанда Равиндра
Книга "Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии"
Автор: Нанда Равиндра
ISBN 978-5-00030-323-8
Издание "Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии" содержит полезную информацию по наиболее важным аспектам ортодонтии, последовательно описаны диагностика и планирование лечения, приведено большое количество клинических примеров, особое внимание уделено функциональной эстетике.
Кроме того, представлены результаты экспертной оценки выдающихся специалистов в современной ортодонтии. Эстетические параметры и конструкции аппаратов, описанные в книге, могут быть успешно использованы для получения предсказуемого результата в ежедневной клинической практике.
Издание "Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии" предназначено для практикующих врачей, студентов-постдипломников, преподавателей медицинских вузов.
Содержание книги "Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии" - Нанда Равиндра
Глава 1
Принципы биомеханики в ортодонтии
Глава 2
Биологические основы ортодонтического перемещения зубов
Глава 3
Индивидуальная диагностика в ортодонтии
Глава 4
Индивидуальное планирование ортодонтического лечения
Глава 5
Значение эстетики лица с точки зрения социальной психологии
Глава 6
Эстетика улыбки
Глава 7
Лечение глубокой окклюзии
Глава 8
Лечение открытого прикуса
Глава 9
Стратегия лечения аномалий окклюзии класса II без удаления зубов с точки зрения биомеханики
Глава 10
Биомеханические основы закрытия экстракционных промежутков
Глава 11
Клиническое руководство по лечению развивающейся аномалии окклюзии класса III
Глава 12
Стратегия лечения развивающейся аномалии окклюзии класса III
Глава 13
Биомеханические аспекты модифицированной протракционной внеротовой тяги
Глава 14
Выбор опоры и мини-имплантаты в ортодонтии
Глава 15
Биоэффективная система скелетной опоры
Глава 16
Биомеханические факторы в ортогнатической хирургии
Глава 17
Биомеханические стратегии для оптимального окончания лечения
Глава 18
Взаимодействие ортодонтии, пародонтологии и реставрационной стоматологии
Купить книгу "Биомеханика и эстетика в клинической ортодонтии" - Нанда Равиндра
0 комментариев