Биоморфологические изменения в зубочелюстной системе при воздействии ортодонтических аппаратов

Костная ткань благодаря своему строению способна воспринять большую нагрузку, если ее структурные элементы соответству­ют направлению функциональной нагрузки. На изменение условий нагрузки костная ткань реагирует перестройкой мик­роструктур. Сложная система связи остеоцитов создает непре­рывный плазмоидальный остов кости. Остеоциты и их отростки имеют оболочки, непосредственно соприкасающиеся с крис­таллами гидрооксиапатита. Оболочки обладают двусторонней ферментативной активностью. Они «пропускают» минеральные соли в органическую матрицу кости и способствуют постро­ению кристаллов оксиапатита или же, наоборот, «извлекают» Д соли из органической матрицы, обогащая имисыворотку крови. Скорость реактивной перестройки костной тканиопределяетсясодержанием воды в костях. С возрастомобъем, занимаемыйводой, искорость диффузии ионов минеральныхсолей сни­жаются. В связи с этим в молодом возрастеперекристаллизацияминеральных компонентов, определяющихстабильность новойформы, происходит быстрее.

Стабильность созданной формы костной структурызависитот биологического равновесия между структурнымиэлемента­ми кости и силой, действующей на данную область.Еслирасположение костных структур изменяется (например, смеще­ние отломков при переломе), то стабильность формыкостнойструктуры наступает не после сращения в области перелома, а после глубокой перестройки всех элементов (мышцы,связки,эпифизы и др.), находящихся в данной области.

Основной целью лечебных мероприятий, проводимых орто-донтом при нарушениях гармонии в зубочелюстной системе, является создание новой стабильной формы,соответствующейобщепринятой эстетической норме. С помощьюортодонтичес­ких аппаратов оказывают воздействие на пародонт перемеща­емых зубов шовные соединения, височ но-нижнечелюстные суставы.

Морфологические изменения пародонт а. При перемещении зубов в пародонте возникают зоны сдавления и зоны натяжения тканей. Зоны сдавления и натяжения распо­лагаются в зависимости от места приложения и направления силы, а также от числа и формы корней перемещаемого зуба. При воздействии силы на коронку зуба происходит его наклон, в пришеечной области возникает зона сдавления, в которой периодонтальная щель сужается, с противоположной сторо­ны — зона натяжения. Аналогичная картина, но в противопо­ложных направлениях наблюдается в области верхушки корня зуба. Сдавливаются кровеносные и лимфатические сосуды, пе-риодонтальньге волокна, клеточные элементы и нервные окон­чания. По данным экспериментальных исследований вследствие изменения трофических процессов в течение суток в первую очередь разрушаются нервные окончания, поэтому в дальней­шем давление, оказываемое на зуб, не вызывает болезненных ощущений.

Изучение гистологических препаратов свидетельствует,чтов течение 10—14 дней в периодонте в участке сдавления замет­ных реактивных изменений не происходит.Основные измене­ния развиваются в костной ткани. В костномозговыхполостях на 3-й сутки появляется большоечисло лимфоцитов, активи­зируются клетки эндоста,возникают многоядерныеостеокла­сты, которые располагаютсяна поверхности, обращенной к

участку непосредственного сдавления. Резорбируется кость со стороны костномозговых полостей в направлении участка ее сдавления.

На 5—6-е сутки в периодонте вокруг участка непосредствен­ного сдавления тканей образуются остеокласты. Возникают костные ниши, которые постепенно углубляются, сливаясь в полости. Участок непосредственного сдавления тканей оказы­вается окруженным полостями, возникшими в результате ре­зорбции костной ткани. После их соединения обычно на 12— 14-е сутки зуб значительно смещается в направлении действу­ющей силы. Затем появляются новые участки непосредствен­ного сдавления и новые места активной резорбции костной ткани. В связи с этим зуб перемещается неравномерно. Мнение, что резорбция кости происходит в том участке, где поверхность зуба прилежит к стенке лунки, ошибочно. Увеличенное давле­ние нарушает функцию остеокластов и создает большую зону микронапряжения в кости и соответственно большую площадь морфологической перестройки.

В зоне натяжения под влиянием силы, приложенной к зубу, происходит натяжение периодонтальных волокон. Смещение зуба происходит в основном за счет распрямления волокон не более чем на 0,1 мм. Их натяжение приводит к сдавлению проходящих между ними сосудов. Трофические процессы на­рушаются. В течение суток структура коллагена, находясь в состоянии постоянного напряжения, изменяется. Волокна ра­стягиваются и зуб перемещается до упора в кость на проти­воположной стороне. Растяжение волокон и приостановка пе­ремещения зуба позволяют расшириться кровеносным и лим­фатическим сосудам, и трофика участка непосредственного натяжения тканей нормализуется. По истечении 3—5 дней на гистологических препаратах в этих участках видно, что среди коллагеновых волокон увеличивается количество фиброблас-тов, активизируется деятельность остеобластов. На 7—8-е сутки заметна небольшая полоса остеоида — органической матрицы кости. Последующее построение кости происходит путем оп­позиционного наслоения.

Сдавление или натяжение тканей должно быть таким, чтобы оно немного превышало капиллярное давление в периодонте, затрудняло ток крови и являлось причиной направленной перестройки формы лунки зуба. А. М. Schwarz (1932) отмечал, что при наклонном перемещении зуба сила давления на него не должна превышать 20 г, а при корпусном — 40—50 г на 1 см².

В клинической практике трудно точно рассчитать направле­ние действующей силы с учетом возраста ребенка, степени формирования корня, особенностей кровоснабжения, топогра­фии лунки и других факторов. Надо, однако, стремиться к применению малых сил при ортодонтическом лечении, что является гарантией успеха.

Морфологические изменения шовных сое­динений. Кости висцеральной части головы соединяются главным образом с помощью зубчатых и плоских швов. Гис­тологическое строение швов имеет следующие особенности. По краям соприкасающихся костей располагаются узкие полоски надкостницы, в которую вплетаются коллагеновые волокна, связывающие между собой отдельные кости. Среди волокон располагаются в небольшом количестве остеобласты. В средин­ной зоне шва коллагеновые волокна проходят в разных направ­лениях, что обусловлено функциональным смещением костей. В центре срединной зоны шва, где волокна располагаются менее плотно, имеются мелкие кровеносные сосуды с хорошо выра­женной адвентициальной оболочкой.

Швы обеспечивают прочную связь костей в единый функ­циональный комплекс. Прочность соединения костей зависит от величины поверхностей их соприкосновения; она наиболь­шая у зубчатых швов. Рост в местах швов — явление вторичное. Создавая оптимальное натяжение или сдавление в швах, можно стимулировать или замедлять функциональную деятельность остеобластов. Швы являются своеобразными амортизаторами, воспринимающими и перераспределяющими давление, особенно в области контрфорсов лицевого скелета. Они постоянно пе­рестраиваются при изменении функциональной нагрузки.

Более 100 лет назад Е. Н. Angle, перемещая боковые зубы, высказал мнение о возможности раскрытия срединного неб­ного шва. Проведены экспериментальные исследования, позво­ляющие считать возможным стимулирование роста в швах на границе висцерального и церебрального отделов головы [Ва-рес Э. Я., Саллаудин М., 1979] и перемещение среднего участка лица с^ целью ортодонтического лечения при недоразвитии верхней челюсти. На швы можно оказать два вида воздействия — сжатие и растяжение. Поверхности соединения костей, как правило, таковы, что при любом воздействии возникает мно­жество участков сдавления и натяжения коллагеновых волокон. происходящие при этом морфологические изменения в прин­ципе не отличаются от описанных при сдавлении и натяжении пародонта.

~'У^стках сдавления уменьшается просвет кровеносных и лимфатических сосудов, изменяется структура коллагеновых олокон, гибнут нервные окончания. Спустя 2 сут кровообра-^ш ние нормализуется, на 4—5-е сутки на гистологических репаратах можно видеть активизацию остеокластов. В участках ^{яжения на} границе соприкосновения костей остеобласты роят» органическую матрицу, которая, минерализуясь,превращается в зрелую кость. При сдавлении швов наблюдается медленная резорбция кости, так как швы приспособлены противостоять сдавлению; при натяжении, наоборот, постро­ение кости происходит быстрее, так как швы приспособлены к ее построению при натяжении коллагеновых структур. Ско­рость раскрытия швов зависит от прилагаемой силы, ширины соединительнотканной прослойки и выраженности зубцов.

Морфологические изменения височно-нижнече-люстных суставов. Височно-нижнечелюстные суставы являются зоной активного роста нижней челюсти. Закономерности по­строения кости перестройки в этих суставах сходны с процес­сами построения трубчатых костей в участках эпифизарнь1х хрящевых пластинок. С помощью ортодонтических аппаратов можно сместить нижнюю челюсть в сторону, вверх, вниз, вперед или назад. При этом возникают морфологические изменения в височно-нижнечелюстных суставах. Наиболее часто нижнюю челюсть выдвигают; при этом ее суставные головки перемеща­ются по скатам суставных бугорков. В начальном периоде ор-тодонтического лечения заметных изменений не происходит, так как сдавливаются хрящевые п-ластинки, выстилающие суставные ямки и покрывающие суставные головки. Поданным В. П. Воробьева (1932), хрящ сопротивляется давлению в 10 раз сильнее, чем тяге.

Спустя 5—7 сут в кости суставных бугорков начинаются процессы перестройки. Расширяются кровеносные сосуды, уве­личивается число клеточных элементов внутри костмномозго-вых полостей, становятся заметными увеличенные в размерах остеоциты, позднее появляются остеобласты и кость резорби-руется. Перестройка кости происходит не только в участке сдавления суставных бугорков, но и на поверхности суставных головок. Значительные изменения наступают в суставных дис­ках. В участках, где диск не испытывает давления, он увели­чивается в 2—3 раза. При этом хрящевые клетки становятся крупнее и, округляясь, теряют звездчатую форму. Нередко они располагаются по 3—4 в ряд в виде короткой цепочки. Рас­ширяясь, диск заполняет пространство, возникающее в ди-стальном участке суставов вследствие перемещения суставных головок вперед и вниз, в участках сдавления диска уменьша­ется число коллагеновых волокон и клеточных элементов. Си­новиальная оболочка реагирует усилением функциональной деятельности ее элементов. Увеличивается количество синови­альной жидкости. Там, где внутрисуставной диск соединяется с капсулой, разрастаются сосочки синовиальной оболочки, а иногда происходит их сглаживание. В оболочке появляются от­четливо выраженные кровеносные сосуды. В норме этого не происходит.

Наблюдаются изменения и в мышцах, имеющих непосред­ственное отношение к суставу. В процесс перестройки вовле­каются участки ветвей нижней челюсти, расположенные ниже шейки суставной головки. После окончания активного переме­щения нижней челюсти имевшие место процессы перестройки в суставе постепенно нормализуются. В кости, являющейся основой суставной ямки, между коллагеновыми волокнами располагаются рядами крупные клетки остеобласты и возни­кает новая костная основа.

Результаты обобщенных экспериментальных наблюдений позволяют считать, что-лри ортодонтическом перемещении нижней челюсти в мезиальном направлении в пределах, соот­ветствующих ее функциональному перемещению, на передней поверхности суставных головок происходит резорбция, а ос­тальная часть головок растет вверх и дистально путем энхон-дрального построения кости [Шубина А. Г., 1978].

Активный рост кости отмечен и у свода суставных ямок, т. е. в участках, где обычно происходит построение кости. Наимень­ший рост наблюдается на поверхности суставных ямок и у их наружных краев, где построение кости происходит путем оппозиции. Суставные диски наиболее быстро реагируют на перемещение нижней челюсти. Гиалиновый хрящ, покрываю­щий суставные головки, обеспечивает увеличение размеров нижней челюсти (рост) и изменение направления роста в соответствии с условиями функциональной нагрузки. Пластин­ки хряща, выстилающие суставные ямки, меньше подвергают­ся морфологической перестройке. По-видимому, это объясня­ется тем, что суставные ямки расположены у основания черепа в области жизненно важных центров.

В результате ортодонтического лечения можно достигнуть соответствующей перестройки элементов височно-нижнечелю­стных суставов и стабильных результатов лечения, гарантиру­ющих нормальную их функцию в новых условиях. Характер мор­фологической перестройки находится в прямой зависимости от степени перемещения нижней челюсти.

Реактивные изменения слизистой о б о л о ч -к и. Через слизистую оболочку полости рта проникают лейко­циты, которые выполняют защитную роль; кроме того, раз­рушаясь, они выделяют активные ферменты, необходимые для пищеварения. Слизистая оболочка рта содержит большое коли­чество нервных окончаний, составляющих основу рецепторно-го поля пищеварительного тракта. При приеме пищи инфор­мация через рецепторы поступает в нижележащие отделы тракта, регулирующие ферментативную деятельность желез пищевари­тельной системы.

После фиксации ортодонтических аппаратов, прилегающих к слизистойоболочке, повышается слущиваемость эпителиаль­ных клеток на ее поверхности.Под воздействием ортодонти-ческих аппаратов сдавливаются кровеносные сосуды в подле­жащей соединительнойткани, нарушаются трофика эпители­альных клеток, защитные процессы в слизистой оболочке и ферментативное равновесие. Изменяется характер рефлектор­ных реакции. Вследствие механического воздействия аппарата задерживается размножение клеток базального слоя слизистой оболочки.Такие изменения в значительной степени компенси­руются благодаря высокой регенерационной способности сли­зистой оболочки.

У большинства больных, пользующихся съемными ортодон-тическими аппаратами, резко выраженных патологических изменений не наступает. Однако ортодонт, определяя конст­рукцию аппарата и соответствующий план лечения, должен принимать меры, обеспечивающие минимальное давление ап­паратов на слизистую оболочку.

Общие закономерности морфологической перестройки. Ортодонтические аппараты по характеру и времени воздействия на окружающие ткани могут быть подраз­делены на аппараты постоянного и перемежающего действия. Постоянное действие оказывают, например, резиновые кольца, перемежающее — винты и наклонные плоскости. При изучении морфологических изменений в тканях под действием постоян­ной и перемежающей сил принципиального различия в морфо­логической перестройке тканей не установлено. Большинство ис­следователей склонны отдать предпочтение действию перемежа­ющей силы. Основываясь на периодичности фаз напряжения и отдыха, на экспериментальных и клинических данных о пост­роении кости (Г. А. Илизаров и др.), следует считать, что це­лесообразнее использовать силу периодического воздействия.

Посредством ортодонтического лечения с помощью аппа­ратов достигают изменения формы в зубочелюстно-лицевой области.После окончания активного лечения морфологическая перестройка продолжается до тех пор, пока не будет достигнута стабильная форма. Наступление равновесия в морфологических структурах относят к ретенционному периоду, который для каждого больного индивидуален.