Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1. Общие сведения. Морфологическая характеристика и диагностика тортоаномалии постоянных зубов 12
1.2. Этиология развития тортоаномалии 15
1.3. Применение метода голографической интерферометрии в стоматологии 18
1.4. Экспериментальные данные изучения перемещения зубов на несъемной технике 22
1.5. Лечение тортоаномалий постоянных зубов 26
Глава 2. Материалы и методы исследований 28
2.1. Клинические исследования 28
2.2. Экспериментальные исследования 30
2.2.1. Определение усилий в ортодонтических дугах в зависимости от размера поперечного сечения 35
2.2.2. Определение усилий в ортодонтических дугах в зависимости от геометрии поперечного сечения 36
2.2.3. Определение усилий в ортодонтических дугах в зависимости от видов замковых креплений
2.3. Сравнение величин усилий в ортодонтических дугах (теория) 37
2.4. Релаксация усилий в ортодонтических дугах при нормализации положения ротированного зуба 38
2.5. Экспериментальное определение скорости нормализации положения ротированного зуба 39 2.5.1. Определение скорости нормализации положения ротированного зуба в зависимости от геометрии поперечного сечения ортодонтических дуг 39
2.5.2. Определение скорости нормализации положения ротированного зуба в зависимости от вида замковых креплений 39
2.6. Экспериментальное исследование деформирования зубного ряда методом голографической интерферометрии 40
2.6.1. Модель верхней челюсти для изучения процессов нормализации положения ротированного зуба 40
2.6.2. Оптическая схема регистрации голографических интерферограмм 44
2.6.3. Методика определения перемещений ротированного и опорных зубов 46
2.6.4. Методика расшифровки голографических интерферограмм 47
2.7. Статистическая обработка результатов исследования 50
Глава 3. Собственные исследования 52
3.1. Результаты изучения процессов нормализации положения ротированного зуба в зависимости от размера поперечного сечения дуги 52
3.2. Результаты изучения процессов нормализации положения ротированного зуба в зависимости от геометрии поперечного сечения дуги 55
3.3. Изучение процессов нормализации ротированного зуба в зависимости от типа брекет-системы 58
3.4. Изучение процесса релаксации усилий в ортодонтических дугах при нормализации положения ротированного зуба 61
3.5. Исследование перемещений ротированного и опорных зубов методом голографической интерферометрии (в зависимости от анатомии зуба и вида замковых креплений) 63
3.5.1. Исследование зависимости угла поворота ротированного зуба от типа
брекет-системы 63
3.5.2. Исследование зависимости угла поворота ротированного зуба от размера ортодонтических дуг 66
3.5.3. Исследование зависимости угла поворота ротированного зуба от геометрии поперечного сечения ортодонтических дуг 69
3.5.4. Исследование зависимости угла поворота ротированного зуба от площади корней 71
Глава 4. Результаты клинических исследований 75
4.1. Лечение тортоаномалии бокового резца верхней челюсти 79
4.2. Лечение тортоаномалии резцов верхней и нижней челюсти 82
4.3. Лечение с удалением премоляров. 85
4.4. Лечение скученности и глубокого резцового перекрытия. 87
Заключение 89
- Применение метода голографической интерферометрии в стоматологии
- Определение усилий в ортодонтических дугах в зависимости от размера поперечного сечения
- Результаты изучения процессов нормализации положения ротированного зуба в зависимости от геометрии поперечного сечения дуги
- Лечение тортоаномалии резцов верхней и нижней челюсти
Применение метода голографической интерферометрии в стоматологии
До конца не выяснено влияние факторов окружающей среды на увеличение скученности зубных дуг в последнее время. Несмотря на предположения о том, что мягкая пища и увеличенный процент ротового дыхания могут объяснить увеличение скученности, результаты исследований далеко не убедительны. Несомненно, что изменение диеты снизило функциональные требования к челюстям и тем самым усилило тенденцию к уменьшению их размеров. Также ротовое дыхание способствует скученности, но не является ее основной причиной.
Формирование скученности резцов происходит в период раннего сменного прикуса. Постоянные резцы значительно больше молочных резцов, которые они заменяют. Например, ширина центрального нижнего резца около 5,5 мм, тогда как ширина молочного центрального резца равна 3 мм. Поскольку другие постоянные резцы и клыки также на 2-3 мм шире, чем их молочные предшественники, промежутки между молочными резцами крайне важны. В противном случае для прорезывания постоянных резцов не будет достаточно места. В ходе прорезывания резцов оба зубных ряда уплотняются. На верхнем зубном ряду в среднем имеется достаточно пространства для расположения всех четырех резцов, тогда как на нижнем зубном ряду при прорезывании резцов обнаруживается дефицит места в среднем около 1,6 мм [42]. Возникает нижнечелюстная резцовая скученность. У нормального ребенка этот этап проходит в возрасте 8-9 лет. В дальнейшем развитие челюстных дуг улучшит ситуацию и во время прорезывания постоянных клыков пространство возвращается в норму. Если степень скученности была достаточно выражена с самого начала, она может сохраниться и в постоянном прикусе. В действительности скученность резцов – самая распространенная форма аномалий класса I по Энглю и является превалирующей формой зубочелюстных аномалий в целом.
Развитие поздней скученности часто совпадает с прорезыванием третьих моляров. Окклюзионные силы оказывают определяющее влияние на позицию зубов. Затрудненное прорезывание третьих моляров может существенно увеличить эти силы, что при окклюзионной интерференции клыков ведет к деформации зубной дуги нижней челюсти в области резцов [5, 94]. Для многих ортодонтов кажется очевидным, что давление, возникающее при прорезывании этих зубов, приводит к поздней скученности резцов. Однако поздняя скученность зубов может наблюдаться и у людей с полным отсутствием третьих моляров. Таким образом совершенно очевидно, что давление не может быть основной причиной скученности [42].
Периодонтальная связка является высокоспециализированной соединительной тканью, которая заполняет пространство между зубным корнем и его альвеолой. Связка стабилизирует зуб и поставляет основные питательные вещества, также содержит множество клеток, которые стимулируют периодонтальную регенерацию (Berkovitz, 1990). Периодонтальная связка самая непрочная ткань в периодонтальной системе, учитывая подвижность зуба под действием функциональных нагрузок. Необходимо понимание биомеханики начальных перемещений зуба. Когда нагрузка уменьшается, зуб возвращается к первоначальному положению. Это возвращение вызвано силами восстановления окружающей кости и мягких тканей, а также наполнением кровеносных сосудов и интестициальной жидкости. После периода быстрого восстановления следует медленная фаза, пока зуб полностью не вернется в первоначальное положение [32]. Однако, если перемещение зуба будет поддержано в течение длительного времени, то напряжение в периодонтальной связке вызовет процессы реконструкции кости и приведет к постоянному изменению в положении зуба.
Довольно часто встречается тортоаномалийное положение зубов с углом поворота от 45 до 90. Однако ротация вокруг продольной оси зуба на 180 встречается редко. Costa et al описал клинический случай ротации нижнего правого резца на 180, которая была выявлена на осмотре у стоматолога[63]. В литературе описано несколько причин возникновения тортоаномалии такие как разделение нормального зачатка зуба, гиперактивность зубной пластинки, отсутствие места для нормального прорезывания, генетические мутации, вызванные травмой, инфекцией или радиацией и др.
Baccetti T. исследовал распространенность тортоаномалии с аплазией несмежных зубов у 1620 субьектов (средний возраст 14 лет 9 месяцев) [56]. Изучалась ротация верхних боковых резцов в сочетании с аплазией премоляров и ротация премоляров в сочетании с аплазией верхних боковых резцов. Показано, что наличие ротации верхнего бокового резца было также связано с аплазией гомологичного зуба с противоположной стороны зубного ряда. Такой же результат был для премоляров. Эти данные позволяют предположить генетический компонент в этиологии ротации зубов, который может рассматриваться как переменная величина в комплексе генетически контролируемых стоматологических нарушений, включающих аплазию зуба.
Peretz B., Machtei E. в своем исследовании на черепах людей измеряли убыль костной ткани вокруг тортоаномалийных зубов [90]. Показано, что наибольшая потеря костной ткани идет при ротации зуба более, чем на 20 и составляет 4,03 мм, тогда как у зубов ротированных менее, чем на 20 - 3,49 мм.
Определение усилий в ортодонтических дугах в зависимости от размера поперечного сечения
Для регистрации голографических интерферограмм при изучении процессов восстановления ротированных зубов с помощью различных брекет-систем использовалась оптическая схема, показанная на рис. 18. Выбор данной оптической схемы регистрации интерферограмм был обусловлен поставленной задачей по регистрации углов наклона и поворота опорных и исследуемого зубов под действием силы ортодонтической дуги.
Это классическая двулучевая схема Лейта-Упатниекса в сходящихся пучках. Луч от источника когерентного излучения лазера 1 (ЛТН-402, =0,530 мкм, мощность 250 мВт) падает на светоделитель 2. Прошедший через него луч, отражаясь от зеркала 3 меняет свое направление и расширяется микрообъективом 4, освещая объект исследования 5. Далее световая волна 6, отраженная от исследуемого объекта, падает на фотопластинку 7, образуя предметную волну. Отраженный от светоделителя 2 луч зеркалом 8 направляется на микрообъектив 9 и после его расширения образует опорную волну10.
Регистрация двухэкспозиционных голографических интерферограмм осуществлялась на фотопластинки ВРП-03, время одной экспозиции составляло 10 секунд. Использование в качестве источника излучения мощного твердотельного лазера и высокочувствительных фотопластинок позволило существенно сократить время экспозиции и повысить качество регистрируемых интерферограмм. Оптическая схема интерферометра монтировалась на виброизолированной плите стационарной голографической установки, созданной на кафедре “Физика прочности” НИЯУ «МИФИ».
Фотография исследуемого объекта на голографической установке приведена на рис. 19. Рис. 18. Оптическая схема голографического интерферометра
Для трех вариантов креплений различных брекет-систем с использованием дуги 0.016" NiTi (3М Unitek) и трех ротированных зубов (центральный резец, клык и первый премоляр) с углом поворота 45 осуществлялась регистрация голографических интерферограмм методом двойной экспозиции в следующем порядке:
По данной методике осуществлялась регистрация голографических интерферограмм для трех типов брекет-систем и трех групп зубов с использованием ортодонтических дуг 0.016" NiTi (3МUnitek). Для повышения достоверности измерений на каждом типе брекета и каждом исследуемом зубе регистрировалось по десять интерферограмм. Таким образом, было зарегистрировано около 100 двухэкспозиционных голографических интерферограмм. На рис. 20. представлена типичная картина интерференционных полос характеризующая перемещение первого премоляра и соседних зубов. Вертикальные полосы на первом премоляре свидельствуют о повороте зуба вдоль своей длинной оси. Наклонные полосы на соседних зубах показывают направление наклона и ротации зуба.
Типичная картина интерференционных полос, наблюдаемая при нормализации положения ротированного первого премоляра Анализируя полученные картины голографических интерференционных полос, зарегистрированных при изучении перемещений исследуемых зубов на различных брекет-системах можно сделать вывод о характере смещений опорных зубов и ротированного зуба.
На зарегистрированных интерферограммах наблюдается практически одинаковая закономерность перемещения зубов. Вертикальный характер наблюдаемых интерференционных полос на исследуемых зубах свидетельствует об их повороте. На опорных зубах, как правило, имеют место наклонные полосы, что говорит об их наклоне разного знака и частичном повороте в разные стороны. Опорные зубы имеют разные площади корней, и поэтому их перемещения различны.
Интерференционные картины представляют собой полосы равного шага и различной ориентации в плоскости экрана. В связи с этим можно считать, что в общем случае имеет место наклон изучаемого зуба относительно горизонтальной оси X и поворот относительно вертикальной оси зуба Y.
Результаты изучения процессов нормализации положения ротированного зуба в зависимости от геометрии поперечного сечения дуги
На модели верхней челюсти с искусственными зубами исследовался верхний правый центральный резец (зуб 1.1).
Для всех видов брекет-систем использовались дуги 0.016" NiTi (3M Unitek). Регистрация голографических интерферограмм осуществлялась по методике, изложенной в разделе 2.5.3.
На рис. 29. показана характерная картина голографических интерференционных полос, наблюдаемая на исследуемой модели с использованием брекетов Victory (3MUnitek). На ротированном зубе (центральный резец) видны три вертикальных полосы, что свидетельствует о повороте зуба по оси под действием ортодонтической дуги. Вычисленная величина поворота =0,1110-3рад. На опорных зубах интерференционных полос не наблюдается.
На рис. 30. показана характерная картина голографических интерференционных полос, наблюдаемая на исследуемой модели с использованием брекетов In-OvationR (GAC). На ротированном зубе (центральный резец) видны пять вертикальных полос, что свидетельствует о повороте зуба по оси под действием ортодонтической дуги. Вычисленная величина поворота =0,1510-3рад. На опорных зубах интерференционных полос не наблюдается. Данная брекет-система лучше фиксирует дугу в пазе брекета, поэтому результирующее воздействие дуги на ротированный зуб будет больше.
На модели верхней челюсти с искусственными зубами фиксировалась брекет-система In-OvationR (GAC). В исследованиях использовались дуги 0.014" NiTi, 0.016" NiTi и 0.018" NiTi (3MUnitek).
На рис. 33 показана характерная картина голографических интерференционных полос, наблюдаемая на исследуемой модели с использованием ортодонтической дуги 0.014" NiTi (3MUnitek). На ротированном зубе (центральный резец) видны три вертикальных полосы, что свидетельствует о повороте зуба по оси под действием ортодонтической дуги. Вычисленная величина поворота =0,0810-3рад. На опорных зубах интерференционных полос не наблюдается.
На рис. 34 показана характерная картина голографических интерференционных полос, наблюдаемая на исследуемой модели с использованием ортодонтической дуги 0.016" NiTi (3MUnitek). На ротированном зубе (центральный резец) видны пять вертикальных полос, что свидетельствует о повороте зуба по оси под действием ортодонтической дуги. Вычисленная величина поворота =0,1510-3рад. На опорных зубах интерференционных полос не наблюдается.
На рис. 35 показана характерная картина голографических интерференционных полос, наблюдаемая на исследуемой модели с использованием ортодонтической дуги 0.018" NiTi (3MUnitek). На ротированном зубе (центральный резец) видны семь вертикальных полос, что свидетельствует о повороте зуба по оси под действием ортодонтической дуги. Вычисленная величина поворота =0,2110-3рад. На опорных зубах интерференционных полос не наблюдается.
На рис. 36 приведено сравнение картины интерференционных полос, возникающих на центральном резце с фиксированной брекет-системой Тип 2 под действием различных ортодонтических дуг 0.014" NiTi, 0.016" NiTi, 0.018" NiTi.
В ранее проведенных исследованиях было показано, что дуги большего размера создают больший восстанавливающий момент и как следствие, больший угол восстановления из ротированного положения. Аналогичная тенденция наблюдается при регистрации углов поворота ротированных зубов методом голографической интреферометрии для различных размеров ортодонтических дуг.
На модели верхней челюсти с искусственными зубами фиксировалась брекет-система In-OvationR (GAC). В исследованиях использовались дуги 0.016" NiTi, 0.016"x0.016" NiTi и 0.016"x0.022" NiTi (3MUnitek).
На рис. 37 показана характерная картина голографических интерференционных полос, наблюдаемая на исследуемой модели с использованием ортодонтической дуги 0.016" NiTi (3MUnitek). На ротированном зубе (центральный резец) видны пять вертикальных полос, что свидетельствует о повороте зуба по оси под действием ортодонтической дуги. Вычисленная величина поворота =0,1510-3рад. На опорных зубах интерференционных полос не наблюдается.
На рис. 38 показана характерная картина голографических интерференционных полос, наблюдаемая на исследуемой модели с использованием ортодонтической дуги 0.016"x0.016" NiTi (3MUnitek). На ротированном зубе (центральный резец) видны семь вертикальных полос, что свидетельствует о повороте зуба по оси под действием ортодонтической дуги. Вычисленная величина поворота =0,2110-3рад. На опорных зубах наблюдается незначительный поворот (по одной полосе).
Лечение тортоаномалии резцов верхней и нижней челюсти
Аномалии положения отдельных зубов встречаются как самостоятельная патология, так и в сочетании с патологией прикуса. Неправильные наклоны зачатков зубов при прорезывании, нарушение последовательности и сроков прорезывания зубов, раннее удаление молочных моляров, скученность зубов – все это приводит к развитию тортоаномалий постоянных зубов.
В результате прорезывания вторых и третьих моляров происходит мезиальное смещение боковых зубов, укорачиваются передние сегменты зубных рядов и возникает дефицит места для зубов, проявляющийся скученностью различной степени выраженности, ротацией отдельных зубов, что приводит к ухудшению эстетики улыбки и лица.
Для лечения тортоаномалий постоянных зубов применяют как съемные, так и несъемные ортодонтические аппараты. План лечения, включающий удаление «менее ценных» зубов или апроксимальная сепарация зубов часто вызывает негативную реакцию пациентов. Не всегда используемые методы приводят к положительному результату. Довольно часто возникают рецидивы. Это связано со сложностью лечения тортоаномалий зубов, недостаточной стабильностью в ретенционном периоде, отказом пациентов длительно носить ретенционные аппараты и др.
В литературе встречающиеся данные исследований биомеханики тортоаномалий постоянных зубов противоречивы [8, 18, 56, 57, 63, 74, 77, 90, 99]. Поэтому, нами было принято решение исследовать свойства нитиноловых ортодонтических дуг для нормализации положения ротированного зуба с помощью различных видов брекет-систем. Было разработано устройство (экспериментальная модель зубного ряда) для изучения перемещений зубов in vitro (патент на полезную модель №135253 от 10.07.2013 г.).
Лечению должна предшествовать тщательная диагностика зубочелюстной системы. Алгоритм при составлении плана лечения: Шаг 1. Для выбора метода ортодонтического лечения пациентов проводится полное обследование: клинический осмотр, фотографии лица и прикуса пациента, анализ гипсовых моделей челюстей и рентгеновских снимков. Определение сегмента, в котором наблюдается тортоаномалия. Шаг 2. Чтобы отдифференцировать сопутствующие гнатические формы от зубоальвеолярных рекомендуется проводить расчет ТРГ головы в боковой проекции, например, по Хасунду (Hasund). Учитывают сагиттальные параметры углов SNA и SNB, а также вертикальные параметры (углы NL-NSL, NSBa и ML-NSL) для определения типа профиля лица пациента. Шаг 3. Определить возможные причины возникновения аномалии. Возникновение скученности вследствие дефицита места в зубном ряду, вызванное недоразвитием челюстей; мезиальные ротации первых постоянных моляров, приводящие к укорочению зубных дуг; дистопия положения зачатков зубов; нарушение сроков прорезывания зубов.
Определить необходимость удаления третьих моляров при их наличии. Возможно удаление вторых постоянных моляров по терапевтическим показаниям. Прорезывание третьих моляров приводит к наклону боковых зубов, что провоцирует скученность зубов во фронтальном отделе.
Перемещение зуба возможно только после создания для него места в зубном ряду. При лечении без удаления премоляров необходимо удлинение зубных дуг. Это приводит к протрузии фронтальных зубов и перерасширению в боковых отделах. Корни зубов смещаются вестибулярно, происходит истончение кортикальной пластины альвеолярного отростка. Наблюдаются рецессии десны, что ухудшает состояние тканей пародонта, а также улыбку пациента в целом.
Важно учитывать место расположения тортоаномалийного зуба при ортодонтическом лечении. В силу анатомических особенностей при повороте по оси зубы боковой группы занимают больше места в зубном ряду, а фронтальные – наоборот меньше.
Для изучения перемещения ротированных и опорных зубов применялся метод голографической интерферометрии. Для этого был изготовлен стоматологический типодонт, состоящий из модели верхней челюсти, с установленными в нее искусственными зубами и имитатором тканей периодонта (патент на полезную модель №135253 от 10.07.2013 г).