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 – ампутация части корня при вертикальной нагрузке
- Результаты сравнительной оценки величин перемещений и напряжений зубочелюстного сегмента при нагрузке вертикальной (900) и под углом (450)
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
Первыми сообщениями о резекции корней зубов были статьи, опубликованные в 1884 и 1886 годах. Затем упоминаний о данной технике не появлялось в мировой литературе вплоть до 1954 года, когда различные авторы под-11 твердили эффективность резекции корня с целью устранения фуркационных дефектов моляров (D.H. Newell, 1991). Целью резекции корней является одномоментное и радикальное удаление периапикальных очагов одонтогенной инфекции при одновременном сохранении «причинных» зубов (О.П. Чудаков, 2008; J.L. Gutmann, 1991; S. Friedman, 1998; M. DeSanctis, 2000; I. Tsesis, 2006). Данный метод лечения позволяет различные вопросы, связанные с патологией периодонта, протезированием, эндодонтическими и восстановительными проблемами (V. Mantri, 2013; H. Nirmal, 2013).
Американская академия периодонтологии так классифицировала основные методы резекции корня зуба (Glossary of periodontic terms, 1986):
1. Ампутация корня зуба – удаление корня многокорневого зуба
2. Резекция корня зуба – хирургическое удаление части или всего корня до или после проведения эндодонтического лечения
3. Гемисекция – хирургическое разделение многокорневого зуба через зону фуркации таким образом, что корень или корни могут быть хирургически удалены вместе с прилегающей частью коронки зуба.
Хирургическое лечение хронических периодонтитов с сохранением коронки зуба и целостности его периодонта является методом выбора при лечении резцов, верхних премоляров, а также при расположении очагов хронической инфекции в области верхушек щечных корней моляров верхней челюсти (H. Nirmal, 2013). Это обусловлено незначительной толщиной наружной стенки альвеол данных зубов (0,3-2,5 мм), которая в основном представлена компактным веществом. При этом подвижность зуба и степень атрофии альвеолярного отростка в области зуба не должна превышать I-II степени. Большинство врачей-стоматологов успешно выполняют резекцию верхушки корня на резцах, клыках, премолярах верхней челюсти и резцах, клыках нижней челюсти. Вместе с тем, эффективное применение данного метода на однокорневых зубах способствовало его распространению на многокорневые зубы (О.П. Чудаков, 2008). Ввиду того, что резекция корня зуба является технически чувствительной и сложной процедурой, правильный отбор пациентов для применения данного метода лечения является чрезвычайно важным вопросом (S. Park, 2009). Однако на сегодняшний день у ученых нет четких представлений о показаниях к проведения резекции корня зуба и мировые данные ограничиваются лишь информацией, предоставленной несколькими исследовательскими группами (D.-Y. Yuh, 2013).
Показанием для резекции корня зуба является наличие выраженной вертикальной костной резорбции, затрагивающей 1 корень многокорневого зуба; полная деструкция зоны фуркации; наличие нежелательной близости корней прилегающих зубов, препятствующей поддержанию гигиены в проксимальных областях; выраженное обнажение корня зуба и наличие уверенности в том, что морфология корня позволит выполнить на нем оперативное вмешательство и добиться успешного восстановления сохраняемого зуба (G. Parmar, 2003; F.S. Weine, 2004; A.T. Nowakowski, 2010).
Кроме того, зачастую необходимость применения резекции корня зуба обусловлена неудовлетворительными результатами предыдущих попыток эн-додонтического и восстановительного лечения (G. Carnevale, 2000). Среди них можно выделить неудачное протезирование опорного зуба в ходе шинирования: в случае, если в составе фиксирующего моста имеется зуб с пораженными тканями периодонта, то вместо удаления всего моста и при наличии уверенности в надежности опорного зуба выполняют экстракцию вовлеченного в патологический процесс корня (J.I. Ingle, 2004). Гемисекция бывает полезной при наличии перфорации через дно полости коронки зуба/корневого канала одного или нескольких корней или когда эндодонтическое лечение является практически невыполнимым (S.S. Quazi, 2007).
Кроме того, отмечено, прогноз зубов с вертикальным переломом является безнадежным. Если вертикальный перелом отсекает один корень, в то время как остальные корни остаются интактными, проблемный корень может быть ампутирован. Также показанием для резекции зуба является наличие тяжелого деструктивного процесса, возникающего, например, в результате развития поддесневого кариеса, травматического повреждения или выраженной перфорации корня в ходе эндодонтического лечения (Hempton T., 1997).
Противопоказанием для резекции корня зуба является плохое состояние гигиены полости рта, наличие близко посаженных смежных зубов, доступных для постановки адгезивного мостовидного протеза как альтернативы гемисек-ции; неоперабельность канала корня, необходимого для сохранения зуба, наличие зацементированного штифта в оставшихся корнях и сращение корней зубов, делающее отделение корня невозможным (G. Parmar, 2003; V. Mantri, 2013).
Успех гемисекции и других методов сепарации зуба зависит, прежде всего, от правильного определения показаний для выполнения данного вида лечения. Кроме того, перед тем, как принять решение в пользу резекции корня зуба, врач должен тщательно взвесить наличие у пациента таких факторов, как осуществимость эндодонтического и восстановительного лечения с целью сохранения корня/корней; выраженное разрушение костной ткани в зоне фурка-ции, но удовлетворительное состояние твердых тканей вокруг оставленных корней; угол наклона и положение зуба в зубной арке: моляры, которые имеют смещение в сторону щеки, языка, в дистальном или медиальном направлении не могут быть резецированы (V. Mantri, 2013). Кроме того, разделение зубов с разобщенными корнями значительно легче, в связи с чем наличие сильно сближенных или расплавленных корней может существенно снизить успешность резекции. Также необходимо учитывать длину и искривление корней, так как длинные и прямые корни являются более благоприятным условием для сепарации или резекции, чем короткие, конические корни (G. Parmar, 2003).
Прогноз резекции корня зуба зависит от многих факторов. Но решающими среди них являются количество и качество окружающих корень тканей, анатомия корня и его канала в контексте эндодонтического лечения, периапи-кальное состояние и подвижность каждого корня зуба в отдельности (L. Minsk, 2006). Моляры с минимальной костной поддержкой и глубокими костными кратерами в зоне фуркации являются плохими кандидатами для резекции корней вследствие возникновения рецидивирующего распада тканей пе-риодонта резецированных зубов (S.E. Hamp, 1975; B. Langer, 1981).
M. Dalkiz (2008) полагает, что успехи бикуспидизации – варианта резекции корня зуба – зависят от стабильности и адекватной закрепления в кости оставшейся части зуба, отсутствие выраженных бороздок на дистальной стороне медиального или медиальной стороне дистального корня, адекватное разделение медиального и дистального корней с целью создания условий для эффективной гигиены полости рта. Однако важно отметить тот факт, что одним из наиболее важных факторов, обеспечивающих почти половину успеха хирургического лечения периодонтита вне зависимости от выбранной методики, является прочность закрепления оставшихся корней в кости (V. Mantri, 2013).
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.
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).
Исследование проводилось до оперативного вмешательства, в послеоперационном периоде на сроках 7 суток, 1, 6 и 12 месяцев после операции. Руководствовались табличными данными инструкции (табл. 2).
Для объективизации периотестометрии на кафедре клинической стоматологии №2 было разработано устройство для определения подвижности зубов (Патент РФ № 2555104 “Способ определения подвижности зубов”) (Приложение №1).
Устройство для определения подвижности зубов представляет собой прозрачную каппу, по форме соответствующей индивидуальным особенностям морфологии зубного ряда пациента. Каппу изготавливали методом вакуумного термопрессования из жесткой пластмассы толщину 5,0 мм.
Между поверхностью каппы и исследуемыми зубами по периметру формировали зазор в 2-3 мм. В проекции центра клинического экватора вестибулярной поверхности исследуемых зубов, в каппе, создавали конусные сквозные отверстия, по форме соответствующие конусности сопла датчика измерительного прибора (рис. 12).
Схема проведения периотестометрии с использованием предложенного устройства для определения подвижности зубов Такая конструкция каппы позволяла получать репрезентативные данные на протяжении всего периода мониторинга пациента, в соответствии с индивидуальной программой ведения конкретного пациента.
Техническим результатом изобретения является высокая точность проведения периотестометрии у пациентов с болезнями пародонта, с возможностью мониторинга сопоставления результатов определения подвижности зубов в процессе лечения.
Математическая модель – ампутация 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. На рис. 39 показана верхняя часть коронки зуба, разрезанной продольно пополам, с распределенной нагрузкой, действующей на окклюзионную поверхность зуба под углом 450 к оси Y. Рис. 39. Нагрузка F = 50 Н под углом 450 на окклюзионную поверхность зуба 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.
Рассматривали те же компьютерные модели, что и в предыдущем разделе.
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.
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.
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.
Сравнение величин xyz при резекциях 1/3 и 1/2 на 1 этапе показывает, что при резекции 1/3 xyz основания имплантата на 17% меньше, чем при ампутации 1/2, а в месте удаления части корня (угол дентина и кортикальной кости) значение xyz меньше в 2 раза.
Значения напряжений в им- Рис. 51. Значения напряжений в дентине плантате max = 88,036 МПа = 20,74 МПа и max = 30,73 МПа - под им плантатом Рис. 50 – распределение значений напряжения в имплантате: максимальное значение отмечено на рисунке числом 8,80358 – соответствует значению max = 88,036 МПа. Максимум max в ТДИ находится примерно в том же месте, что и max в имплантате при резекции 1/3, также соответствующим примерно 2/3 длины ТДИ от его нижнего конца.
На рис. 51 показано распределение значений напряжения в тканях, окружающих имплантат (без самого имплантата). Максимум max находится в кортикальной кости под основанием имплантата – отмечено числом 3,07292 (max = 30,73 МПа), в дентине – отмечено числом 2,07416 ( = 20,74 МПа). Для резекций 1/3 и 1/2 значения напряжения в дентине практически одинаковые, но под основанием имплантата при резекции 1/2 величина больше на 80%.
Результаты сравнительной оценки величин перемещений и напряжений зубочелюстного сегмента при нагрузке вертикальной (900) и под углом (450)
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.
Длина внутрикорневой части ТДИ индивидуальна и зависит от длины лунки зуба. Рис. 78. Схема фрезерованного индивидуального ТДИ: 1- культя корня после резекции, 2-фрезерованный имплантат, 3-внурикорневая часть, 4-шероховатая поверхность внутрикостной части фрезерованного имплантата с скругленной торцевой поверхностью, 5-надкорневая часть имплантата, 6-циркулярный скос надкорневой части фрезерованного ТДИ, 7- искусственная коронка
Способ трансдентальной имплантации осуществляют следующим образом: в дооперационном периоде корневой канал препарируют до уровня физиологической верхушки корня (рис. 79).
Рентгенограмма причинного зуба до оперативного вмешательства, определение рабочей длины, механическое расширение корневого канала до физиологического отверстия Далее в препарированный зуб устанавливают реплику трансдентального имплантата и получают оттиск силиконовой массой (рис. 79), по которому изготавливают модель из гипса.
На полученной модели из воска моделируют надкорневую часть ТДИ поверх фиксированной в модели полимерного штифта (Рис. 80), соответствующую культи препарированного зуба под несъемную ортопедическую конструкцию, и фрезеруют циркулярный скос под углом 135 градусов, по всему периметру шейки зуба.
Затем, используя компьютерную программу, моделируют сечение внут-рикорневой штифтовой части ТДИ с условием зазора по всему периметру между имплантатом и стенками корневого канала в 50 мкм (рис. 83), необходимого для получения эффективного слоя фиксирующего цемента.
Полученную конструкцию ТДИ передают в клинику. ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ клинического применения индивидуальных фрезерованных трансдентальных имплантатов
В соответствии с разработанными способами изготовления и установки индивидуальных ТДИ был предложен следующий протокол клинического применения разработанных конструкций индивидуальных ТДИ, изготовленных методом компьютерного фрезерования, представленная в табл. 7.
Клинический пример применения разработанного способа изготовления и применения индивидуального фрезерованного ТДИ. На базу кафедры клинической стоматологии №2, обратилась пациентка Н. 1984 года рождения, с целью профилактического осмотра (рис. 85). Жалобы: На эстетический дефект зуба 1.1. Пациент считает себя практически здоровым. Перенесенные и сопутствующие заболевания: Со слов пациентки аллергологический анамнез не отягощен, инфекционные заболевания отрицает.
Первое посещение: Изготовление воскового Анестезия. Послеоперационный период: Осмотр. шаблона индивидуаль- Удаление временной Осмотр
Проведение рентге- ного трансдентального пломбы. Проведение рентгенологиче нологического ис- имплантата. Формирование лос- ского исследования (прицель следования (орто- Сканирование воскового кута и отслоение ная радиовизиография). пантомограмма, шаблона. лоскута. Периотестометрия (+ одно прицельная радиови- Редукция внутрикорне- Трепанация наруж- имённый здоровый зуб с про зиография). вой части цифровой мо- ной кортикальной тивоположной стороны). Получение оттисков дели имплантата на 50 пластинки. Седьмые сутки после операции: и изготовление диаг- мкм методом Резекция корня зуба. Осмотр ностических моделей CAD/CAM. Удаление периапи- Периотестометрия (+ одно Получение оттисков Фрезерование индиви- кального воспали- имённый здоровый зуб с про для изготовления дуального трансден- тельного очага. тивоположной стороны). каппы, используемой тального имплантата из Ретроградное плом- Снятие швов. при периотестомет- титана или циркония. бирование (MTA Pro Четырнадцатые сутки после рии. Припасовка на рабочей Root). операции: Планирование опе- модели. Фиксация индивиду- Осмотр рации. Сканирование рабочей ального фрезерован- Периотестометрия (+ одно Второе посещение: модели с установленным ного трансдентально- имённый здоровый зуб с про Периотестометрия - фрезерованным индиви- го имплантата на це- тивоположной стороны). причинный зуб + дуальным трансденталь- мент (эффективность Получение оттиска для изго одноимённый здоро- ным имплантатом. которого выявлена в товления постоянного зубного вый зуб с противо- Моделирование в циф- экспериментальных протеза. положной стороны. ровом модуле исследованиях). 1 месяц после операции: Вскрытие, раскрытие CAD\CAM системы на Восполнение ин- Осмотр зуба. Механическая культевой части транс- траоперационного Проведение рентгенологиче и медикаментозная дентального имплантата дефекта костезаме- ского исследования (прицель обработка корневого временной коронки. щающим импланта- ная радиовизиография) канала. Расширение Фрезерование времен- том, внесение и фик- Периотестометрия (+ одно корневого канала. ной коронки, шлифова- сация разделитель- имённый здоровый зуб с про Оттиск зубных рядов ние, полирование. ной мембраны. тивоположной стороны). и корневого канала Пескоструйная обработка Наложение швов. Припасовка и фиксация посто для изготовления поверхности фрезерован- Фиксация временной янного зубного протеза воскового шаблона ного индивидуального коронки. 6, 12 месяцев после операции: индивидуального трансдентального им- Проведение рентге- Осмотр фрезерованного плантата зерном 250 мкм. нологического ис- Проведение рентгенологиче трансдентального Стерилизация индивиду- следования (ортопан- ского исследования (прицель имплантата. ального трансдентального томограмма, при- ная радиовизиография)