Некоторые особенности биомеханики замковых креплений

А. Н. Чуйко, кандидат технических наук, доцент, ХГУПТ,
О. В. Громов, канд. мед. наук, ассистент каф. ортоп. стомат. ДГМАэж,
В. Г. Выборный, зав. ортопед. отделением ХОСП

Замковые крепления (attachment) в ортопедической стоматологии используются сравнительно давно [1]. Но только современные точные технологии (прецизионные), значительно повысившие качество и надежность, стали способствовать все более широкому их распространению, несмотря на достаточно высокую стоимость.

В настоящее время на рынке стоматологических изделий и материалов представлены замковые крепления (соединения) фирм «Bredent» (Германия) [2], «Metaux Precieux SA Metalor» и «Cenders&Metaux SA» (Швейцария), «Ceka NV» и «Preci-Horix Alphadent NV» (Бельгия), «APM-Sterngold» и «Preat Corporation» (США) и др.

Замковое крепление обычно состоит из двух основных частей — матрицы и патрицы. Патрица, как правило, неподвижно укрепляется на опорных зубах с помощью вкладок, полукоронок или полных коронок. Матрица, наоборот, является частью съемного протеза и служит для механического соединения обеих частей. По месту расположения патрицы различают внутрикоронковые и внекоронковые соединения. У каждого из этих видов соединений есть свои достоинства и недостатки [3, 4]. По возможности взаимного перемещения элементов матрицы относительно патрицы различают жесткие (неподвижные) и подвижные (лабильные) соединения.

В дальнейшем основное внимание при анализе будет уделено двум наиболее типичным и поэтому широко распространенным, но простым конструкциям — с внекоронковой патрицей, укрепленной на опорных зубах с помощью полных коронок, но выполненным как в виде жесткого, так и подвижного соединения. Можно сказать, что за прототип приняты многовариантный кнопочный замок ВКС-СГ и ригельный «Варио Софт 3» фирмы «Bredert» [2]. Предполагается, что имеется концевой дефект зубного ряда, включающий зубы 6, 7, 8, т. е. не ограниченный дистально. Опора протеза обеспечивается как на сохранившиеся зубы, число которых будет варьировать, так и на гребень десны. Замковое соединение выполняет функции фиксирующего элемента.

В системе «Bredent» замки «ВКС-СГ» и «Варио Софт 3» по их внешнему виду и конструктивным особенностям можно классифицировать как подвижный и неподвижный. Однако, по сути, так как в замке «ВКС-СГ» кромка капроновой матрицы вплотную, за счет высокой точности, подходит к соответствующей кромке патрицы, свободное движение (вращение) в мезиально-дистальной плоскости ограничено. Поэтому и этот замок в принципе можно рассматривать как жесткий. С другой стороны, наличие в матрицах обоих замков капроновой вставки делает их похожими на подвижное соединение — с упругим шарниром. При проведенном моделировании за счет обеспечения скольжения в замке с шаровой головкой (прототип «ВКС-СГ») он может в значительно большей степени рассматриваться как классический подвижный замок (см. рис. 4а).

В предлагаемом исследовании основное внимание предполагается уделить анализу напряженно-деформированного состояния (НДС) системы опорные зубы — замковое соединение-протез и лежащий под протезом гребень десны с помощью такого получившего широкое распространение метода математического моделирования, как метод конечного элемента [5, 6]. Несмотря на это, вначале проведем краткий анализ НДС системы обычными методами, базирующимися, в основном, на принципах теоретической механики и сопротивления материалов.

Рис. 1. Протез как балка на упругом основании

С позиций механики деформируемого тела сам съемный протез может рассматриваться как упругая балка, лежащая на упругом основании (рис. 1). Такая задача аналитически решена С. П. Тимошенко в начале прошлого века [7]. Прогиб балки (протеза) будет зависеть от соотношения изгибной жесткости балки и податливости упругого основания, а также от характера (сосредоточенная или распределенная) нагрузки и места ее приложения. Но, так как жесткость протеза выше, чем жесткость слизистой оболочки десны, превалирующими в этом случае будут перемещения за счет вдавливания базиса протеза в слизистую (рис. 2). И в этом случае при отсутствии опорных зубов перемещения будут зависеть от характера распределения нагрузки и места ее приложения, как это показано на рис. 2.

Рис. 2. Протез как балка на упругом основании при действии нагрузки в разных точках

В рассматриваемом случае задача еще более усложняется, так как протез связан с опорным зубом (несколькими опорными зубами) замковым креплением, тип которого также может различаться. Схематически протез с разными типами крепления показан на рис. 3. Учет жесткости всех элементов системы: протеза, слизистой десны, замка, опорной системы зуба обычными методами представляет собой достаточно сложную задачу. Для наглядности на рис. 3б и г приведены схемы нагружения протеза при отсутствии десны (ее резорбции) и предположении, что опорный зуб неподвижен в альвеолярном кармане. При жестком замке — это консольно закрепленная балка; при подвижном замке — балка, шарнирно закрепленная на концах, если дистальный конец протеза опирается на десну. Здесь же приведены эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, которые мы кратко прокомментируем. Для консольной балки нагрузка передается в виде поперечной силы, равной F, и изгибающего момента, максимальное значение которого возникает в заделке и равно произведению силы на ее плечо, т. е. в рассматриваемом случае M = Fl/2. Для балки на двух опорах поперечная сила в опорах равна половине жевательной силы F/2, а максимальный изгибающий момент возникнет в среднем сечении (M = Fl/4). Рис. 3г демонстрирует известное в механике положение: через шарнирное соединение передается только поперечная сила, момент через шарнир не передается. Поэтому патрица замка будет нагружаться только небольшим изгибающим моментом, зависящим от расстояния между дистальной поверхностью опорного зуба и точкой подвижного соединения a и равным Fa. При дополнении этой упрощенной схемы упругим основанием (десной) задача значительно усложняется и от традиционных методов анализа целесообразно переходить к конечно-элементному моделированию.

Рис. 3. Протез как балка на упругом основании с разным типом замковых креплений

Далее, как и выше, предположим, что имеется концевой дефект зубного ряда, включающий зубы 6, 7, 8, т. е. не ограниченный дистально, а в качестве основы используем конечно-элементную модель зубного ряда в норме.

Конфигурация каждого из оставшихся зубов в медиально-дистальном сечении строилась в соответствии с масштабированными схемами работы [8] с разделением на коронковую и корневую части. Зубочелюстной сегмент (ЗЧС), соответствующий каждому зубу, кроме того, включает периодонтальную щель и костное вещество с разделением на компактную и губчатую кость. В связи с новой задачей в состав ЗЧС включалась десна (слизистая оболочка). Профиль периодонтальной щели выполнен в форме песочных часов с шириной в пришеечной части 0,2 мм, на расстоянии одной трети от шейки 0,14 мм и у апикальной части корня 0,28 мм.

Особое внимание уделялось моделированию замковых соединений. За основу принимались принцип работы и размеры замковых креплений фирмы «Bredent» [2]: для подвижного соединения многовариантный кнопочный замок «ВКС-СГ» (рис. 4а) и для жесткого соединения — «Варио Софт 3» (рис. 4б). В обеих конструкциях имеется капроновая втулка, соединяющая патрицу и матрицу.

 
Рис. 4а. Конечно-элементная модель с подвижным замковым соединением

 
Рис. 4б. Конечно-элементная модель с неподвижным замковым соединением

Так как плоская модель по сравнению с объемной (трехмерной) принципиально не может быть точнее, при отработке модели особое внимание уделялось адекватности разрабатываемой модели реальной челюсти не только качественно, но и, по возможности, количественно, с обеспечением сравнимости получаемых числовых результатов с известными в литературе. Отметим также, что создаваемая плоская модель фактически является объемной, но с постоянными по толщине сегмента, вырезанного двумя параллельными плоскостями, всеми параметрами, «работающая» в условиях плоского напряженного состояния. Учитывая, что профиль зуба выполнен в соответствии с Ash [8], т. е. достаточно точно, толщина каждого элемента зубочелюстного сегмента определялась по равенству объемов частей реального зуба и смоделированного. Конкретные числовые значения «толщин» структурных составляющих модели и число элементов, использованное для моделирования каждой структурной составляющей, приведены в табл. 1 работы [6].

 

Таблица 1. Механические характеристики структурных составляющих модели

Элемент модели E, МПа μ σ в. р., МПа в. с., МПа
Эмаль 1,4 х 104 0,3 1,1-34 130-380
Дентин 1,56 х 103 0,3 2-104 230-310
Компактн. 1,37 х 104 0,3 40-50 50-400
Губчатая 6,89 х 103 0,3 10-20 26-160
Периодонт 0,5-50,0 0,45 3,8  
Десна 0,75-75,0 0,4    
Бюгодент 2,22 х 105 0,3 8 х 102  
Капрон 1,7 х 103 0,34 35-70 60-80

 

Таким образом, модели (рис. 4) содержат следующие основные структурные составляющие: зубы (3, 4, 5), включающие коронку (эмаль), шейку зуба и корень (дентин), периодонтальную щель, компактную пластинку зубной альвеолы, губчатое вещество и слизистую десны на участке дефекта, протез металлический с капроновой втулкой. Все перечисленные структурные составляющие хорошо видны на рис. 4а и б, где они изображены разными цветами. Отметим, как и ранее, конфигурацию модели или ее отдельных составляющих можно изменять оперативно в зависимости, например, от протяженности дефекта или количества опорных зубов.

Принципиальным отличием разрабатываемой модели от рассмотренной в работе [6], кроме количества зубов, является установка контактных элементов (работающих только при сжатии) между нижней поверхностью базиса протеза и верхней поверхностью слизистой десны. Таким образом, упругая деформация десны (ее «обжатие») будет происходить только после возникновения контакта между соприкасающимися поверхностями.

Основные механические характеристики в соответствии, в основном, с данными работы [9], присвоенные структурным составляющим модели, приведены в табл. 1.

В табл. 1 обозначено: Е — модуль упругости костной ткани; — коэффициент Пуассона; в. р и в. с — предел прочности при растяжении и сжатии соответственно. Пределы прочности приведены в таблице в качестве справочного материала, чтобы обеспечить возможность сравнения получаемых действующих напряжений с разрушающими напряжениями.

В заключение этой части описания модели еще раз подчеркнем, что в геометрические размеры и механические характеристики всех структурных составляющих модели изменения можно вносить оперативно, в зависимости как от поступления новых данных в типичных случаях, так и, что не менее важно, строго индивидуально в каждом конкретном случае. Например, механические свойства ЗЧС в беззубой зоне могут значительно отличаться от свойств костных тканей в зоне опорных зубов. Считаем также необходимым вначале исследовать НДС любой системы в норме, а затем при различных заболеваниях, типах реконструкции и т. д.

Разрабатывая данную модель для решения достаточно сложных задач (см. рис. 4а и б) при различном количестве опорных зубов и степенях резорбции, мы считаем принципиальным, что начинать любое исследование нужно в соответствии с дидактическим принципом «от простого к сложному». Поэтому, несмотря на то, что один опорный зуб, как правило, не используется из-за недостаточной жесткости и повышенной хрупкости после депульпирования, мы начнем исследование именно с модели с одним опорным зубом. Для обеспечения сравнимости результатов нагрузка прикладывалась к каждому зубу пошагово (по времени) по линейному закону. Ее максимальное значение принято равным 180 Н.

Отметим, что объем информации, хранящейся в памяти компьютера, после проведения исследования (включающий суммарные перемещения и перемещения по двум координатным осям, а также осевые, касательные и эквивалентные напряжения в каждом элементе и образующем его узлах, усилия в каждом замкнутом контактном элементе и реакции опор), не может быть размещен даже в многотомном отчете. Следует также учитывать, что изгибные напряжения в протезе и замке отражают горизонтальные нормальные напряжения (SX), а изгибные напряжения в зубе и кости — вертикальные нормальные напряжения (SY).

Некоторые результаты исследования, используемые для предварительного анализа, представлены в таблице 2. (Более полно все данные анализа представлены на цветных рисунках и в выходном файле.) В первом столбце таблицы приводится номер модели; во втором столбце — к какому зубу прикладывается нагрузка и некоторые варьируемые параметры — жесткость десны (модуль упругости Е) и величина резорбции десны (в мм). В колонках с третьей по восьмую приводятся значения максимальных суммарных перемещений (DR), горизонтальных (DX) и вертикальных (DY) перемещений верхней точки режущей кромки опорного зуба и вертикальных перемещений (DY) различных точек нижней поверхности протеза, соприкасающихся с десной; в девятой, десятой и одиннадцатой колонках приводятся значения напряжений: эквивалентных, вычисляемых по формуле Мизеса (SM), горизонтальных (SX) и вертикальных (SY) нормальных («+» или «-» перед каждой цифрой этих колонок отражают растяжение или сжатие соответственно). Напряжения в трех последних колонках таблицы фактически отражают напряженное состояние в замке и в протезе. Напряжения в зубе и в окружающих его тканях пародонта будут значительно меньше, и, если они не видны на соответствующих цветных диаграммах, их можно выявить с помощью специальной команды идентификации или просмотреть в выходном файле.

 

Таблица 2. Данные исследований НДС для предварительного анализа

Нагр. зуб
Е десны
RZ десны
Перемещения, мм Напряжения, МПа
DR Опорный зуб Протез SM SX SY
DX DY Мед. Средн. Дист.
1 5 0,433 -0,105 -0,407       41,85 -13,48
1,358
-45,27
1,613
2 5
Е= 7,5
0,55 -0,247 -0,374 -0,256 0,145 0,525 43,25 -30,27
43,28
-29,55
6,51
3 5
Е = 1,5
0,487 -0,218 -0,396 -0,311 -0,015 0,264 37,37 -22,215
27,73
-39,68
3,93
4 6
E = 7,5
0,236 -0.015 -0,232 -0,23 -0,156 -0,09 50,78 -43,15
50,53
-16,69
14,35
5 7
E = 7,5
0,228 0,0386 -0,113 -0,135 -0,186 -0,226 26,83 -30,885
26,19
-13,3
5,82
6 8
E = 7,5
0,448 0,28 0,068 0,0002 -0,197 -0,386 84,74 -53,09
69,24
-21,6
25,7
7 7
E = 7,5
7,89 1,377 -0,099 -0,944 -4,459 -7,787 937,4 -989,6
923,8
-170,7
157,8
8 7
E = 7,5
RZ = 0,25
0,498 0,078 -0,235 -0,282 -0,397 -0,494 33,49 -38,39
31,24
-15,56
12,14
9 7
E = 7,5
RZ = 0,5
0,738 0,129 -0,28 -0,353 -0,554 -0,731 39,01 -44,526
36,14
-17,41
13,54
10 7
E = 7,5
RZ = 0,75
0,995 0,197 -0,272 -0,376 -0,691 -0,983 39,65 -45,41
37,03
-17,67
11,86
11 7
Е = 7,5
0,236 0,0556
0,0571
-0,0936-0,056 -0,121 -0,183 -0,233 28,01 -23,98
26,33
-13,7
7,79
12 7
E = 7,5
0,198 0,0495
0,0508
-0,047-0,0149 -0,166
-0,186 -0,197 48,13 -41,71
25,04
-15,09
7,93
13 7;
E = 1,5
RZ = 0,75
1,237 0,344
0,351
-0,256-0,057 -0,502 -0,875 -1,211 199,8 -173,05
103,29
-62,547
32,43

 

Особо отметим, что предпочтение в предстоящем анализе отдается величинам перемещений. Это связано с двумя обстоятельствами. Во-первых, замок является самой нагруженной частью модели (из-за небольшой площади поперечного сечения несущих деталей), поэтому программа, выводя в виде диаграммы величину напряжений от максимальных до минимальных, дифференцирует их практически по напряжениям в замке. Во-вторых, сами напряжения в опорных зубах получаются невысокими, и на «фоне» напряжений в замке их изменения на цветных рисунках полей напряжений просматриваются недостаточно. Однако, даже если невысокие напряжения в компактной пластинке не будут приводить к нарушению прочности, нужно помнить, что все ортодонтические процессы происходят именно при небольших напряжениях.

В первой строке таблицы приведены результаты анализа напряженно-деформированного состояния при нагружении второго премоляра нагрузкой, близкой к функциональной. При этом искусственно протез отделен от зуба. Этот расчетный случай принят за базовый при анализе протезов с одним опорным зубом. Хорошо видно, что результаты практически не отличаются от полученных ранее (таблица 3 работы [6]). Некоторые отличия можно объяснить отсутствием первого моляра, который поддерживал опорный зуб справа. Можно сказать, что поле напряжений имеет классический характер. Максимальные напряжения возникают у апекса корня зуба, величина эквивалентных напряжений по Мизесу, в основном, определяется значением вертикальных нормальных напряжений. Их величина у апекса корня SY = -45,269 МПа. Это значение можно взять за контрольное. Величины перемещений соответствуют подвижности здорового зуба. Особо отметим, что второй премоляр, опускаясь на 0,407 мм и наклоняясь вправо (для режущей кромки DX = -0,105 мм), слегка нагружает и первый премоляр, перемещения которого (в таблице не приведены) DX = -0,068 мм, DY = -0,00137 мм.

Во второй и третьей строках таблицы приводятся данные анализа НДС для расчетного случая, когда нагрузка по-прежнему прикладывается к опорному зубу, но уже связанному с протезом. Анализируется, как опорная площадь базиса протеза влияет на изменение НДС.

Данные таблицы показывают, что за опускающимся медиальным краем протеза опорный зуб тоже опускается. Происходит поворот всей системы против часовой стрелки, как это показано на второй схеме рис. 2. При этом при более жесткой десне дистальный край протеза поднимается почти в два раза выше (см. вторую строку таблицы), чем при более податливой десне. Протез как бы обкатывается вокруг жесткой десны. Поле напряжений в альвеолярном отростке выражено менее контрастно, чем при нагружении отдельного зуба. Более детальный анализ показывает, что в кости альвеолы под апексом корня напряжения SY = -12,75 МПа, у корня слева (в зоне растяжения) SY = 1,21…1,28 МПа, у шейки зуба (в зоне сжатия) SY = -1,52…-1,34 МПа.

Далее, в четвертой, пятой и шестой строках таблицы приводятся результаты анализа НДС при последовательном переносе нагрузки на элементы протеза, замещающие соответственно шестой (первый моляр), седьмой (второй моляр) и восьмой (третий моляр) зубы. Модель «ведет себя» строго в соответствии со схемами, представленными на рис. 1 и рис. 2. При нагрузке на шестой зуб вся система, как и раньше, поворачивается против часовой стрелки при одновременном опускании всех точек протеза вниз. Перемещения опорного зуба и медиальной части протеза направлены, в основном, вниз и почти равны. Напряжения в кости альвеолы небольшие, в сжатой зоне у корня зуба — в пределах SY = -1,98…- 0,91 МПа.

При нагружении седьмого зуба (пятая строка таблицы) протез опускается вниз практически поступательно, но с некоторым поворотом всей системы уже по часовой стрелке. Поле суммарных перемещений приведено на рис. 5. Поля напряжений для этого расчетного случая приведены соответственно: на рис. 6 — эквивалентные напряжения по Мизесу SM; на рис. 7 — поле горизонтальных напряжений SX и на рис. 8 — поле вертикальных перемещений SY. Небольшая концентрация напряжений возникает в зоне шейки зуба: в растянутой области напряжения SY = 0,713 МПа и в сжатой области SY = -3,6 МПа.

 

 
Рис. 5. Поле суммарных перемещений при опоре на один зуб

 
Рис. 6. Поле эквивалентных напряжений при опоре на один зуб

 
Рис. 7. Поле горизонтальных нормальных напряжений при опоре на один зуб

 
Рис. 8. Поле вертикальных нормальных напряжений при опоре на один зуб

 
Рис. 9. Поле вертикальных нормальных напряжений при опоре на один зуб с протезом в виде консольной балки

 
Рис. 10. Поле вертикальных нормальных напряжений при опоре на один зуб и атрофии десны

 
Рис. 11. Поле вертикальных нормальных напряжений при опоре на два зуба

 
Рис. 12. Поле вертикальных нормальных напряжений при опоре на два зуба и атрофии десны

 

При нагружении восьмого зуба (шестая строка таблицы) поворот протеза по часовой стрелке выражен наиболее сильно. Медиальная часть протеза, приподнимаясь, как показано на третьей схеме рис. 2, увлекает за собой и опорный зуб, который приподнимается на 0,068 мм. Система работает как обычный рычаг, т. е. при действии нагрузки направлением вниз конец рычага движется вверх. Напряжение в сжатой зоне у шейки зуба SY = -2,17 МПа.

Особо остановимся на анализе расчетного случая, данные НДС которого приведены в седьмой строке таблицы. Сохраняя все параметры расчетного случая, соответствующего пятой строке таблицы, здесь искусственно «отключены» контактные элементы между базисом протеза и десной, т. е. протез «не видит» десну. Протез в этом случае можно представить как консольную балку, в полном соответствии с рис. 3б. Вертикальное перемещение дистального конца протеза DY = 7,89 мм. Режущая кромка опорного зуба в основном перемещается в горизонтальном направлении. Максимальное напряжение в замке протеза SM = -989,6…937,4 МПа. Очевидно, что такие перемещения и напряжения не должны иметь места в реальной системе. Отметим, что действующие напряжения от изгиба в замке SX = -989,6 МПа, значительно превосходят разрушающие напряжения для материала замка (см. табл. 1). Изгибающие напряжения в корне зуба и прилегающих слоях альвеолярной кости также выросли. В корне зуба в зоне шейки напряжения в растянутой зоне SY = 102,6 МПа, а в сжатой зоне — SY = -148,4 МПа. У апекса корня напряжения SY = 22,3 МПа. Особо отметим напряжения сжатия в альвеолярной пластинке у корня соседнего зуба (первого премоляра), величина которых SY = -33,2 МПа. Вся картина напряжений хорошо просматривается на цветном рисунке (рис. 9).

Рассмотренный экстремальный случай (зависания протеза) является классическим с точки зрения сопротивления материалов — это консольно защемленная балка. При расчете по обычным формулам сопротивления материалов SX = 1001 МПа, что всего на 1% отличается от полученного с помощью МКЭ. Но «ручной» расчет не учитывает ни распределенность нагрузки, ни целый ряд других факторов. В общем, этот пример может служить своеобразным тестом на правильность работы программы.

Рассмотренный экстремальный случай показал важность учета возможной атрофии ткани десны под базисом протеза. Для моделирования этого процесса за базовый возьмем расчетный случай, соответствующий пятой строке таблицы, постепенно увеличивая промежуток между десной и базисом протеза. В восьмой, девятой и десятой строках таблицы приводятся основные характеристики НДС при атрофии ткани десны соответственно 0,25 мм, 0,5 мм и 0,75 мм. Отметим, что толщина десны при этом уменьшается, так как кость гребня альвеолы остается на прежнем уровне, т. е. жесткость десны на сжатие будет увеличиваться. Естественно, перемещения и напряжения в системе постепенно увеличиваются. Для расчетного случая, соответствующего десятой строке таблицы, напряжения в корне и в прилегающих слоях компактной пластинки заметно увеличиваются. У шейки корня в сжатой зоне SY = -6,54 МПа, а в растянутой зоне SY = 5,42 МПа. С обеих сторон апекса корня напряжения сжимающие, они изменяются в пределах SY = -0,735…- 0,17 МПа. Общая картина вертикальных нормальных напряжений в увеличенном масштабе приведена на рис. 10.

Как уже подчеркивалось, один опорный зуб при установке протезов с замковым соединением используется крайне редко. На рис. 4 показан протез с замковым соединением, патрица которого является частью полной коронки, установленной на два зуба — первый и второй премоляры.

Данные, полученные при анализе НДС с двумя опорными зубами, приведены в одиннадцатой строке таблицы. Фактически повторяется расчетный случай пятой строки, но с коронкой, установленной на два зуба. Сравнение результатов для этих расчетных случаев показывает, что наиболее существенным фактором является уменьшение подвижности опорных зубов в вертикальном направлении. Величина напряжений от изгиба двух опорных зубов также уменьшается. То, что данные НДС при двух опорных зубах изменились несущественно, объясняется тем фактом, что в обоих случаях мы рассматриваем как бы «здоровый» пародонт, т. е. не учитываем ни хрупкость депульпированных зубов, ни изменение механических свойств пародонта и пр.

Далее, в двенадцатой и тринадцатой строках таблицы приводятся данные анализа НДС при подвижном (шарнирном) замковом соединении.

Протез перемещается вниз, увлекая за собой опорные зубы, которые движутся вниз и дистально. Поле напряжений (см. рис. 11) показывает, что вокруг корня первого опорного зуба (второй премоляр) в компактной пластинке альвеолы появились зоны сжимающих напряжений до SY = -0,52 МПа.

В тринадцатой строке таблицы приводятся данные анализа, когда жесткость десны уменьшена еще больше, а также введена резорбция тканей десны, равная 0,75 мм. Перемещения протеза увеличились существенно, но меньше, чем при простом суммировании с показателями атрофии десны. В этом случае схема нагружения протеза наиболее полно соответствует рис. 3г. Напряжения в замке и протезе увеличились настолько, что уже можно ставить вопрос об их прочности, особенно с учетом того, что жевательная нагрузка, вообще говоря, знакопеременная.

Выводы

Из проведенного анализа НДС при различном количестве опорных зубов, варьировании упругих свойств десны, вертикальной и горизонтальной резорбции костной ткани, как в зоне опорных зубов, так и под базисом протеза, следует, что при правильно смоделированном и установленном протезе основная доля жевательной нагрузки прикладывается к протезу и передается на десну. Небольшая часть нагрузки через замок передается на опорные зубы. При этом в замке, учитывая, что размеры его основных деталей небольшие, развиваются достаточно высокие напряжения. Эти напряжения должны сравниваться с разрушающими напряжениями для материала, из которого выполнен замок. На опорные зубы нагрузка передается небольшая, вызывая также невысокие напряжения. При атрофии тканей десны за счет промежутка, возникающего между базисом протеза и гребнем альвеолярного края, параметры НДС изменяются: действующие напряжения в зоне корней опорных зубов увеличиваются, как и их подвижность. При резорбции костной ткани в зоне корней опорных зубов напряжения несколько увеличиваются. При увеличении количества опорных зубов напряжения в их зоне несколько уменьшаются. Эти факторы необходимо учитывать при наблюдении за каждым пациентом, у которого установлен протез с замковым соединением.

Литература

  1. Щербаков А. С., Гаврилов Е. И., Трезубов В. Н., Жулев Е. Н. Орто-педическая стоматология.— Санкт-Петербург, 1997.— 565 с.
  2. Замковые и ригельные соединения «BREDENT». Альбом.
  3. Леманн К., Хельвиг Э. Основы терапевтической и ортопедической стоматологии. Под ред. С. И. Абакарова, В. Ф. Макеева. Пер. с нем.— Львов: ГалДент, 1999.— 262 с.— 298 рис.
  4. Применение замковых креплений в ортопедической стоматологии. Вісті з Інтернету.— Вісник стоматології.— 2002.— № 1.— с. 65-74.
  5. Chuiko A. Peculiarities of modeling and analysis of stressedly-deformed condition in elements of tooth-and-jaw system. Proceedings of the 13th Conference of the European Society of Biomechanics.— ACTA of BIOENGINEERING and BIOMECHANICS.— Volume 4, Supplement 1.— 2002.— p. 805-806.
  6. Чуйко А. Н., Громов О. В. Некоторые практические вопросы биомеханики мостовидных протезов.— Стоматолог.— 2003.— № 1.— c. 48-53.
  7. Тимошенко С. П. Сопротивление материалов, том II.— М.: Наука, ГРФМЛ, 1965.— 480 с.
  8. Ash Major M. Wheeler’s dental anatomy, physiology and occlusion / Major M. Ash, Jr.-7th ed. W. B. Saunders Company, USA.— 1993.— p. 478.
  9. Гризодуб В. И., Чуйко А. Н., Бахуринский Н. Ю. Основные биомеханические характеристики тканей пародонта.— Вісник стоматології.— 2001.— № 1.— С. 59-65.
  10. Чуйко А. Н., Бережная Е. О. Подвижность и податливость зуба. Биомеханический анализ. Стоматолог.— 2001.— № 4.— c. 15-19.

Отзывы, предложения и замечания по поводу данной статьи присылайте по адресу:
Украина, 61166, г. Харьков, а/я 4282
Тел.: (0572) 47-50-09;
e-mail: achuiko@bi.com.ua