Биомеханика ортодонтического перемещения зубов

В процессе лечения возникает необходимость перемещать зубы в трех взаимно перпендикулярных направлениях. В связи с анатомическими особенностями зубочелюстной системы нуж­ное давление и тягу можно оказывать в основном на коронку зуба. Его корень, который примерно в 2 раза длиннее коронки, находится в альвеоле. Под воздействием горизонтально направ­ленной силы, приложенной к коронке зуба, происходит его наклон, а не поступательное (корпусное) перемещение.

Основываясь на третьем законе Ньютона, при конструи­ровании ортодонтического аппарата следует определять на­правление и величину его действующей силы, обозначаемой как активная сила F, а также направление и величину про­тиводействующей силы, обозначаемой как реактивная сила R (рис. Ю.2).

Рис. Ю.2. Направление активной (F) и реактивной (R) сил и их влияние на поступательное или вращательное перемещение тела. Объяснение в тексте.

Известно, что любое сложное движение тела по плоскости представляет собой сумму двух простых движений: поступатель­ного, возникающего при совпадении линий действия активной и реактивной сил, и вращательного, возникающего при несов­падении линий действия этих сил. Следует учитывать, что сила характеризуется тремя параметрами — величиной, линией действия и его направлением. Рассмотрим движение тела, вращающегося вокруг неподвижной оси или центра вращения, каким является, например, маховое колесо на неподвижном стержне. Поскольку центр вращения колеса О фиксирован, то при действии активной силы F колесо будет вращаться. Для определения направления вращения колеса из его центра опускают перпендикуляр L на продолжение линии действия активной силы F. Маховое колесо вращается по часовой стрел­ке -М (см. рис. Ю.2, в) или против нее +М (см. рис. 10.2, а). При совпадении линий действия активной силы F и реактив­ной R и их прохождений через центр махового колеса оно вращаться не будет (см. рис. 10.2, б). Вращение колеса произой­дет, если активная сила F, линия действия которой не про­ходит через центр вращения колеса О, вызовет появление пары сил. Эта пара состоит из активной силы F и реактивной R, возникающих в центре вращения колеса О; последняя всегда параллельна силе F, равна ей по величине и направлена в противоположную сторону. Суммарная величина вращающего момента (М), возникающего при данной паре сил, может быть вычислена по формуле:

"РИ равнозначной ей формуле M=F-L, так как F = R. Из

следней формулы видно, что величина вращающего момента ^ прямо пропорциональна величине активной силы F и длине

рпендикуляра L. Следовательно, чем дальше проходит линия

Рис. 10.3. Механизм воздействия активной силы (Р) на жесткое кли­новидное тело с нефиксированным центром вращения, частично погруженное в густую, вязкую среду. Объяснение в тексте.