I и i in

А б в

Рис. 149.Схематическое изображение биомеханики горизонтального перемещения зубов, объяснение в тексте (Калвелис Д.А.).

Рис. 150.Схема, характеризующая степень сдавливания периодонта в разных участках зоны давления, объяснение в тексте (Калвелис Д.А.).

На противоположной стороне в области шейки зуба (участок 2 на рис. 149, б и 8 на рис. 150, а) коллагеновые волокна связки натягиваются, принимают направление, перпенди­кулярное к продольной оси зуба, образуя зону тяги или натяжения. Периодонтальная щель в этой зоне сначала расширяется вследствие перемещения зуба, затем на внутренней стенке альвеолы происходит образование новой кости, которая заполняет расширенную периодон-тальную щель и при благоприятных условиях доводит её до нормальных размеров (рис. 149, в).

Иными словами, перемещение зуба происходит за счёт реконструкции костной лунки. Причём эти процессы, т.е. резорбция альвеолы и цемента корня (действие остеокластов и цементокластов соответственно) и их восстановление, происходят постоянно в жева­тельном аппарате при обычной нагрузке, но в меньших масштабах, чем при ортодонтиче-ском лечении. Следует отметить, что при проведении последнего реконструкция может наступить только при определённом режиме действия силы, а именно если аппарат дей­ствует не менее 6—7 ч в сутки и активируется 1 раз в 3—4 нед. Если реже, то перестройка мо­жет не произойти, и врачу необходимо строго контролировать это, чтобы не превысить ве­личину силы и не нарушить баланс реконструкции.

Изучение вопросов перестройки костной ткани и величины сил при ортодонтическом аппаратурном лечении имеет свою историю. Примерно в середине XIX столетия J.Tomes высказал соображение, что путём применения небольшой постоянно действующей силы на стороне давления происходит резорбция альвеолярного отростка, а на стороне тяги — образование новой кости. Kingsley (1880), подтвердив это, обратил внимание на необходи­мость очень медленного перемещения зубов.

52. Биомеханика ортодонтического перемещения зубов..

Рис. 151. Срез через интактный зуб (слева губ­ная сторона): а — дентин, Ь — цемент, g — зуб­ная связка, Ik — компактная пластинчатая кость, оЬ — остеобласты, /с — круговая связка, к — губчатое вещество, ок — остеокласты (Oppenheim).

Sandstedt (1907), проводя опыты на собаках с применением ортодонтической дуги, ана­логичной аппарату Э.Энгля, установил, что образование новой кости на стороне тяги про­исходит при действии как малых, так и больших сил. Однако автор подчеркнул, что при действии малых сил стенка альвеолы резорбируется равномерно и поверхность зуба оста­ётся интактной. При действии же больших сил периодонт сдавливается, а так как процесс резорбции всегда исходит из его тканей, то на месте сдавленного периодонта рассасыва­ния стенки альвеолы не происходит и может развиться стерильный некротический про­цесс. В этих случаях процесс резорбции осуществляется со стороны окружающего жизне­способного периодонта до тех пор, пока не резорбируются все его сдавленные участки. Кроме того, при этом может рассосаться и корень зуба.

A.Oppenheim (1911), проводя исследования на молодых обезьянах и перемещая их мо­лочные зубы в различных направлениях, сначала изучил взаимоотношения зуба и пери­одонта при обычной, повседневной нагрузке (рис. 151). Вестибулярная стенка альвеолы (слева) на всём протяжении — от пришеечного края и до верхушки корня — состоит из компактной кости, явно обнаруживающей своё пластинчатое строение и располага­ющейся вдоль продольной оси зуба. С оральной стороны балочки губчатого вещества, ме­стами усеянные остеобластами, имеют в основном такое же направление. Наряду с этим отмечаются и явления резорбции, если судить по наличию гигантских клеток. Наличие ос­теобластов и остеокластов в молодой растущей кости свидетельствует о происходящей по­стоянной перестройке её в период роста и развития.

Установленные A.Oppenheim тканевые изменения при ортодонтическом перемещении зубов в своей основе соответствуют современному представлению по этому вопросу. Весьма большой заслугой автора является выдвинутое им положение о нецелесообразности приме­нения в ортодонтии больших сил, так как это может вызвать повреждение периодонта.

Отечественные учёные (СССР и Россия) внесли большой вклад в изучение этого вопро­са. А.Я.Катц (1930) занимался изучением внутренней структуры челюстей, способствуя бо­лее детальному пониманию тканевых преобразований при ортодонтическом лечении. С.С.Райзман сделал один из основополагающих выводов: основная цель лечения зубоче-люстных аномалий должна заключаться не в бесконечных поисках новых аппаратов, а в управлении естественными силами организма для перестройки кости, в применении малых, надёжных сил, близких по своему действию к биологическим раздражителям.

AM.Позднякова, Г.Т.Сухарев подтвердили общепризнанную закономерность: образова­ние новой кости на стороне тяги и резорбцию — на стороне давления. Проведены многочис­ленные исследования по изучению разных аспектов тканевых изменений при ортодонтиче­ском аппаратурном лечении: А.Д.Мухина и Х.А.Андерсон (1953), З.Ф.Василевская (1954), ХАКаламкаров (1958), А.ААникиенко (1957), Э.Я.Варес (1962), Л.П.Григорьева (1972).

Наиболее полно в нашей стране (СССР) сущность основных преобразовательных про­цессов в опорных тканях при ортодонтических вмешательствах описал Д.А.Калвелис (1961). Основные положения ортодонтического перемещения зубов, по его мнению, выте-

Глава 5- Характеристика основных видов ортодонтических аппаратов...

кают из биоморфоза тканевых преобразований. Д.А.Калвелис приводит примерно такую же градацию сил, подтверждая их морфологически, как и A.M.Schwarz (1928). Последний в проводимых им опытах, изучая влияние величины силы действующего аппарата на тече­ние биологических процессов в периодонте, заранее дозировал силу давления на зубы (3-15 г, 17-20 и 65 г).

Д.А.Калвелис разделил характер тканевых изменений под действием ортодонтических аппаратов на 4 степени по их тяжести и величине действующей силы. Первая степень оп­ределяется небольшим повышенным давлением в периодонте, т.е. применением малой си­лы. При этой же первой степени A.Schwarz применял силу в 15—20 г на 1 см². Применяе­мая сила в опытах обоих авторов была крайне мала, поэтому процессы резорбции и обра­зования кости лунки зуба были уравновешены и зуб оставался устойчивым.

Вторая степень определяется полным сдавливанием периодонта в каком-то участке с нарушением кровообращения, и в нем резорбция происходить не может, но она осущест­вляется в жизнеспособных тканях, окружающих этот участок. В условиях рассасывания только ущемленного участка периодонта происходит полное морфологическое и функци­ональное восстановление. По A.Schwarz, при этой степени сила давления хотя и ниже вну-трикапиллярного (20—26 г на 1 см²), но она способна вызывать перестройку.

Третья степень характеризуется ущемлением периодонта с нарушением кровообраще­ния на большом протяжении, и в процесс резорбции вовлекается также корень зуба. Если в ходе восстановительного процесса образуется периодонт и резорбционные лакуны в кор­не зуба выстилаются цементом, то конечным исходом может быть восстановление функ­циональной способности, но с морфологическими дефектами. По A.Schwarz, конечный результат несколько иной, а именно сила давления средняя, но выше капиллярного, по­этому в зоне давления может наступить застойная резорбция стенки лунки, которая кли­нически сопровождается болью. Конечный исход при таком давлении — функциональное и анатомическое восстановление.

Четвёртая степень практически аналогична у обоих авторов. Изменения обусловлены сдавливанием периодонта на большом участке, и рассасыванию подвергаются не только ущемлённый периодонт и альвеолярная лунка, но в значительной степени и твёрдые тка­ни зуба, в которых образуются глубокие лакуны. Последние уже не выстилаются цемен­том, а заполняются костной тканью, и в результате происходит сращение корня зуба со стенкой альвеолы, т.е. своеобразный «анкилоз». И конечным исходом являются не только морфологические дефекты, но и функциональные, так как нарушается эластичность ук­репления зуба в лунке.

На основании проведенных опытов A.Schwarz сделал вывод, что наиболее оптимальная сила давления должна быть 15—20 г на 1 см². По данным расчётов Райтена (1968), величи­на силы, необходимой для перемещения одного зуба, составила примерно:

при наклонно-вращательном движении однокорневого зуба =50—70 г, многокорне­вого — 150 г;

• при корпусном перемещении однокорневого зуба «70—90 г, а много корневого «150 г;

• экструзия зуба «25 г;

• интрузия «50 г.

Эти величины, на наш взгляд, весьма относительны, так как есть точка зрения, что для экструзии сила должна быть больше, чем для интрузии.

Характер, интенсивность и тяжесть тканевых преобразований при ортодонтической на­грузке зависят от двух основных факторов (Калвелис Д.А.): 1) общего состояния соматиче­ского и психического здоровья, пластической реактивности организма и состояния паро-донта; 2) от характера, величины и продолжительности действующей силы, причём реша­ющим фактором является степень сдавливания периодонта, а следовательно, нарушение кровообращения и иннервации. При нормальной реактивности даже сильная нагрузка не влечёт за собой расшатывания. При пониженной же реактивности уже незначительная на­грузка может привести к патологической подвижности зубов, как, например, при пародон-титах, когда процессы резорбции кости и её восстановления не уравновешены.

52. Биомеханика ортодонтического перемещения зубов... 145

Рис. 153.Схематическое изображение тканевых преобразований при зубоальвеолярном удлине­нии (экструзия): а — однокорневого зуба, б — двукорневого, стрелки указывают направление действия силы (Калвелис Д.А.), объяснение в тексте.

При действии ортодонтического аппарата происходит сжатие периодонтальной связки (зона давления) и ток крови уменьшается, а при растяжении (зона тяги) он поддерживает­ся на прежнем уровне или усиливается. Последнее, в свою очередь, способствует повыше­нию уровня кислорода и простагландина, которые стимулируют деятельность остеоклас­тов и остеобластов, облегчая процесс перемещения зуба.

При работе с ортодонтическими аппаратами практически невозможно избежать ситуа­ции, чтобы действующая сила не приводила к полному сдавливанию кровеносных сосудов и прекращению кровообращения. В этих случаях клеточные элементы из соседних непо­вреждённых участков периодонта начинают через некоторое время после действия аппарата проникать в места некроза, а остеокласты резорбировать некротическую массу. Это проис­ходит при использовании больших сил, когда, казалось бы, смещение зуба должно происхо­дить быстрее, а на самом деле оно замедляется из-за необходимости выработки остеокластов в костном мозге и очень большой толщины резорбируемого участка. Это ещё раз подчёрки­вает необходимость применения малых сил и разработки методов их точного дозирования.

Изучение гистологических препаратов тканей периодонта и зубов, подвергнутых орто-донтической нагрузке, показало, что регулярная перестройка тканей (резорбция стенки лунки на стороне давления и образование новой кости на стороне тяги) происходит толь­ко при применении слабых сил или в участках менее сдавленного периодонта.

Наиболее оптимальной силой ортодонтического аппарата является та, которая переме­щает зуб без побочных, нежелательных изменений, таких как деструкция костной ткани, боль, резорбция тканей зуба, его патологическая подвижность, подвывих или вывих. Для выбора оптимальной силы ортодонтического аппарата необходимо учитывать целый ряд факторов: возраст пациента, пол, состояние соматического и психического здоровья, тип перемещения зубов (наклонно-вращательное, корпусное, ротация), место зуба в зуб­ном ряду, состояние тканей его и периапикальных, длину корня, окклюзионные соотно­шения, сроки перемещения и периодичность приёмов.

Виды ортодонтического перемещения зубов.В зависимости от направления действующей силы перемещение зубов может быть наклонно-вращательным (см. рис. 149,150), корпусным (см. рис. 152), к которому относят и вертикальное, т.е. зубо-альвеолярное удлинение или уко­рочение (см. рис. 153—156) и ротационным (вращение вокруг продольной оси, см. рис. 157).

Одним из самых распространённых видов ортодонтического перемещения является на­клонно-вращательное. При этом движении зуб перемещается не корпусно, когда сохраня­ется параллельность со своей исходной продольной осью, а коронка с частью корня накло­няется в направлении действующей силы, в то время как апикальная часть корня смеща­ется в противоположном направлении. Таким образом, образуются 4 зоны тканевых преоб-

Глава 5- Характеристика основных видов ортодонтических аппаратов...

Рис. 154.Гистологические изменения в облас­ти верхушки корня и дна лунки при зубоаль-веолярном удлинении: к' — вытянутые в на­правлении тяги длинные костные балочки губчатого вещества, густо покрытые на кон­цах, обращенных к верхушке, остеобластами (ob), а — верхушка корня, ок — остеокласты (Oppenheim).

Рис. 155.Погружение зуба в альвеолу (фронтальный срез), слева «вколоченный» зуб; межзубная перего­родка (а), сжатая в направлении к неперемещаемому зубу, к — круговая связка следует за движением уко­роченного зуба, g — зубная связка, g' — зубная связка, патологически изменённая кровоизлияниями и раз­рывами коллагеновых пучков, h — зачаток постоян­ного зуба, с — зубодесневой сосочек (Oppenheim).

Рис. 156.Схематическое изображение биомеханики погружения зуба (интрузия): а зуба, б — двукорневого зуба (Калвелис Д.А.), объяснение в тексте.

однокорневого

Рис. 157.Ротация (вращение) зуба вокруг продольной оси (а), ориентирование периодонтальных во­локон при этом (б), в — растянутые и удлинённые супраальвеолярные волокна (Тугарин В.А.).

52. Биомеханика ортодонтического перемещения зубов... 147

разований: две зоны давления (см. рис. 149,6 — зоны 1 и 4) и две зоны тяги (см. рис. 149,6 — зоны 2 и 3). К указанному виду движений относится вестибулооральный наклон (торк или инклинация) и мезиодистальный (ангуляция).

При таком виде движения определённое место в корне зуба не перемещается и вокруг него происходит вращение (см. рис. 150, а — 0). Расположение оси вращения зависит от ряда обсто­ятельств: места приложения силы к коронке, её клинической высоты, величины действующей силы, анатомического строения лунки. Но чаще всего ось вращения находится между средней и апикальной третью корня (см. рис. 149, б, в и 150, а). В этой точке периодонтальная щель со­храняет свою исходную величину, ткани периодонта не сдавливаются и, следовательно, не происходит перемещения. Если проследить от этой точки «0» (см. рис. 150, а) в сторону шей­ки и верхушки зуба до точек соприкосновения корня со стенкой лунки, то отчётливо видно, что степень сдавливания периодонта постепенно увеличивается (см. рис. 150, а — 2 и 6).

При изучении топографических взаимоотношений зуба в альвеоле на поперечном раз­резе в области шейки (см. рис. 150, б) видно, что корень соприкасается со стенкой лишь на небольшом участке (см. рис. 150, б — 1). На рядом расположенных участках (рис. 150, б — 2) прослеживается весьма незначительное сдавливание периодонта, а в точке 0, которая является центром сопротивления или вращения, оно вообще отсутствует.

Для корпусного перемещения зуба необходимо создать такое усилие, чтобы его равнодей­ствующая проходила через центр вращения или, по крайней мере, в непосредственной близости от него (рис. 142,152). Решение этого вопроса может быть двояким: первое — пе­реместить точку приложения силы ближе к центру вращения, что трудно сделать непо­средственно в отношении корня, но можно удлинить жёсткое крепление с вестибулярной стороны применяемого аппарата по направлению к верхушке корня, создав пару сил; вто­рое — создать путём сочетания двух аппаратов пару противоположно действующих сил, равных по величине. Например, если при ретрузии переднего зуба прилагается усилие ка­кого-либо съёмного аппарата в области шейки к перемещению его лабиально, то можно создать второе усилие ближе к режущему краю с вестибулярной стороны, направив дей­ствие силы в оральную сторону.

Тканевые изменения при вертикальных перемещениях зубов подчинены общим законо­мерностям, а именно при нагрузке по оси зуба в направлении верхушки корня на дне лун­ки происходит резорбция костной ткани, а при обратном действии — вытяжении зуба — образование новой кости там же. Следует отметить, что при интрузии нежелательно про­водить одновременно и экструзию соседнего, так как последняя будет преобладать.

Зубоальвеолярное удлинение («вытяжение», экструзия) под действием ортодонтических аппаратов планируется чаще всего в отношении боковых зубов при лечении глубокого прикуса или в отношении фронтальных зубов при лечении открытого прикуса, а также при устранении супра- или инфраокклюзии отдельных зубов. Под действием силы тяги проис­ходит построение новой кости в области гребня альвеолярного отростка (т.е. у краёв лун­ки), дна альвеолы (см. рис. 153, 154) и всей её внутренней поверхности.

Экструзия одно-, дву- и многокорневых зубов происходит по одним и тем же законам, только у двух последних групп зубов наглядно обнаруживается образование новой кости у купола межкорневой перегородки (см. рис. 153, б — IV). Во всех случаях кость образует­ся и на краях альвеолы. Тканевые преобразования идентичны как при вытяжении зубов механически действующими аппаратами, так и при функционально направляющих; отли­чие может быть только в количественном отношении. После экструзии, как правило, тре­буется небольшая коррекция контуров десны, а иногда и костной лунки.

Зубоальвеолярное укорочение (погружение, вколачивание, интрузия) может быть прямым, чисто вертикальным или с наклоном в зависимости от точки приложения силы. Практичес­кое применение этого вида перемещения зубов имеет место в отношении передних зубов при лечении глубокого прикуса и в отношении боковых зубов при исправлении открытого при­куса. При увеличенном давлении (действие ортодонтического аппарата) периодонт сдавлива­ется в основном в области верхушки корня (зона давления) и меньше по остальной внутрен­ней поверхности лунки и согласно этому происходит резорбция костной ткани (рис. 156).

148 Глава 5- Характеристика основных видов ортодонтических аппаратов...

Особое положение создаётся в межкорневых перегородках, на поверхности которых во­зникает широкая зона давления и резорбируется не только их купол, но и вся поверхность (см. рис. 156, IV). На фронтальном гистологическом срезе в области двух резцов, один из которых подвергался интрузии (рис. 155), перегородка вблизи последнего была сдавлена. На балочках губчатой кости, лежащих сразу под циркулярной связкой, изменений не от­мечено, а на более глубоких заметно небольшое количество остеокластов. Соответственно перемещению перегородки периодонтальное пространство смещаемого зуба на стороне тяги было на треть шире, чем у соседнего. Пришеечная связка у перемещаемого зуба опу­щена, а у симметричного зуба — приподнята.

Ротация* (вращение) зуба вокруг продольной оси применяется при различных видах и степени аномалийно расположенного зуба, или при так называемой тортоаномалии (см. рис. 50 и 157). Поступательного движения, т.е. перемещения зуба в других плоскостях, при этом не происходит**.

При определении точек опоры и приложения сил должно быть самым первым требовани­ем создание пары сил, т.е. двух параллельных, равных по величине, но противоположно на­правленных сил. Как правило, точка приложения силы должна находиться более отдалённо от оси вращения. Тканевые преобразования при ортодонтическом повороте зуба малосущес­твенны и нехарактерны (Калвелис Д.А.). Определённое напряжение испытывают мягкие тка­ни, в частности, периодонтальная связка, волокна которой приобретают почти параллельное направление с поверхностью зуба и выглядят как бы «обмотанными» вокруг него.

Учитывая, что при ротации не происходит отчётливых тканевых преобразований, кро­ме натяжения соединительнотканных волокон, трудно поддающихся перестройке, осо­бенно внимательно должен проводиться период ретенции, так как мягкие ткани дольше приспосабливаются к изменениям. По этим же соображениям поворот зубов вокруг про­дольной оси при проведении эджуайз-терапии, как правило, осуществляется в первой фа­зе, чтобы на последующих этапах эти зубы были устойчивы в новом положении и не воз­никало бы проблем при коррекции окклюзионных взаимоотношений.

Расширение челюстей.Важное место в ортодонтии занимает исправление суженных че­люстей, чаще верхней, которое обычно связано с перекрёстным прикусом, когда имеется обратное соотношение боковых зубов***.

Механизм расширения верхней челюсти основан на трёх принципах (Калвелис Д.А.):

1) в качестве опоры для ортодонтического аппарата нередко используются боковые зубы, испытывающие нагрузку в щёчном направлении, и если эту опору не усилить за счет лин-гвальной дуги или лицевой, то будет происходить только расширение зубного ряда;

2) из боковых зубов должен быть создан единый блок с каждой стороны; 3) при правиль­ном определении опорной части нагрузка передаётся на нёбный свод, кость растягивается и он становится более плоским.

Расширение лучше проводить малыми силами и медленнее, так как при применении мощных аппаратов для быстрого раскрытия нёбного шва костеобразование происходит нерегулярно и шов может приобрести ненормальную структуру (рис. 159). Расширение верхней челюсти проводится у детей и подростков, у взрослых без хирургического вмеша­тельства это сделать трудно, так как шов становится более извилистым и плотным.

В ретенционном периоде внутренняя структура кости перестраивается путём трансфор­мации и челюсть приобретает новую форму (рис. 158, 159).

Что касается расширения нижней челюсти, то возможности более ограничены, так как используется только один механизм, а именно за счёт вестибулярного перемещения или, точнее сказать, изменения наклона боковых зубов. Растяжение самой челюсти малоэф­фективно из-за массивности и полного костного сращения её половин.

* Механизм ускоренного поворота зуба (redressement force?) описан на с. 390.

** Авторы считают необходимым отметить, что описываемые виды и направления движений в чистом виде практически неосуществимы, так как на самом деле процессы тканевой перестройки являются более сложными, чем их схематическое описание.

*** Более подробно об этом см. в главе 8.

52. Биомеханика ортодонтического перемещения зубов..

Рис. 159. Микрофотографическое изображение состояния раскрытого нёбного шва после ретенции: а — при быстром раскрытии шва, 6 — при медленном; / — новообразованная кость, 2 — граница меж­ду старой и новой костью, 3 — вновь образованный шов (Калвелис Д.А.).

Изменения в суставе при ортодонтическом лечении.Речь идёт в основном о тканевых преоб­разованиях в височно-нижнечелюстном суставе при переднем или заднем смещении нижней челюсти. Эти изменения как в суставе, так и в других участках зубочелюстной системы про­исходят по общим закономерностям: в зоне давления — резорбция, в зоне тяги — образова­ние новой кости. Следует отметить, что перестройка сустава эффективна в основном в дет­ском возрасте, до окончания формирования лицевого скелета (Щербаков А.С.). У взрослых рассчитывать на полезную реакцию сустава очень проблематично. Кроме того, нельзя забы­вать и о том, что перестройка в суставе вызывает изменения функции мышц, в частности, т. pterygoideus lateralis, что требует для их приспособления очень длительного времени.

Исследования Breitner помогли объяснить процессы, развивающиеся в нижнечелюст­ном суставе при изменениях прикуса. При перемещении нижней челюсти вперёд с помо­щью межчелюстной резиновой тяги происходит рассасывание на передней поверхности су­ставной головки и на соприкасающейся с ней поверхности бугорка. Суставная впадина как бы перемещается кпереди, в задней части равным образом заполняется вновь образованной костью. При перерыве лечения на несколько недель быстро возвращается прежнее положе­ние. Стойкие результаты лечения возможны лишь при длительном периоде ретенции.

150 Глава 5- Характеристика основных видов ортодонтических аппаратов...

После того как тот или иной объект перемещён и действие ортодонтического аппарата прекратится, должно произойти закрепление нового положения. Чтобы оно было стабиль­ным, необходимо определённое время, в течение которого закончатся все процессы ре­зорбции и образования новой кости. Это время принято называть периодом ретенции.