Силы для ортодонтического перемещения зубов Заведующий

1
Силы для ортодонтического перемещения зубов
Заведующий кафедрой ортодонтии БГМУ, доктор медицинских наук,
профессор Токаревич И.В.,
аспирант кафедры ортодонтии БГМУ Хандогий Д.В.
Кафедра ортодонтии БГМУ
Успех ортодонтического лечения в определённой мере зависит от
реакции зубов и окружающих их структур на величину и
продолжительность силовых нагрузок. При этом выбор действующих сил
имеет ключевое значение. Тем не менее, литературные данные по
использованию различных уровней сил весьма противоречивы, что
послужило основой для исследования.
Schwarts [16] впервые начал поиск оптимальных ортодонтических
сил. Storey и Smith [17] разработали теорию оптимальных сил для
перемещения зубов. Благодаря их открытиям и открытиям Begg [4], был
предложен ряд аппаратов и механизмов с использованием малых сил. В
конце 50-х и далее в 60-х годах появились публикации научных
исследований (Reitan [15], Stoner [18], Jarabak [10], Lee [11]), которые
придерживались концепции оптимальных сил. Позднее, тем не менее,
клиницисты и экспериментальные исследователи (Utley [19], Hixon, Aasen
[8], Mitchell [12], Boester, Johnston [5] и другие) опубликовали результаты,
которые противоречили теории оптимальных сил. Они считали, что из-за
вариабельности формы и площади поверхности корней не существует
оптимального силового воздействия для перемещения зубов.
Оптимальные ортодонтические силы – это силы, которые вызывают
максимально быстрое и желаемое перемещение зубов с минимальным
повреждением тканей и минимальным клиническим дискомфортом.
При научных исследованиях оптимального силового воздействия ряд
учёных (Boester, Johnston [5], Burstone [6], Gianelly, Goldman [7], Reitan
[14]) установили 3 стадии перемещения зубов:
1 стадия – быстрое перемещение зуба через пространство
периодонтальной щели и деформация на поверхности костной ткани;
2 стадия – минимальное перемещение зуба и перестройка
альвеолярной кости. Продолжительность этой стадии напрямую зависит от
величины приложенного силового воздействия;
3 стадия – значительное перемещение зуба после произошедшей
резорбции кости.
На основании анализа литературы можно сказать, что авторы
применяли различные уровни сил для перемещения зубов.
Так, Begg [4] установил, что выбор величины приложенных сил
позволяет контролировать перемещение зубов. Он пришел к выводу, что
при применении малых сил происходит перемещение передних зубов, в то
2
время как боковые зубы остаются стабильными. При использовании
больших сил, автор отмечал взаимное перемещение.
Reitan [15] предложил применять очень малые силы в 25-40 грамм в
начальной стадии ортодонтического лечения.
Jarabak [10] считал, что лёгкое силовое воздействие на уровне от 28
до 110 грамм наилучшим образом создаёт условия для перемещения зубов.
При таком воздействии возникает одинаковая клеточная активность на
стороне давления, и на стороне натяжения.
Burston и Groves [6] установили, что оптимальное силовое
воздействие для перемещения резцов находится в диапазоне от 50 до 75
грамм. Для наклона и ретракции клыков одновременно оптимальная
величина силового воздействия составляет 150 грамм.
С другой стороны Boester и Johnston [5], сравнивая четыре величины
силового воздействия для дистализации клыков: 55 грамм, 140 грамм, 225
грамм и 310 грамм, установили, что оптимальное силовое воздействие
колеблется в диапазоне от 140 до 310 грамм. При этом закрытие
постэкстракционного пространства происходит одинаково быстро, что
обусловлено интенсивностью резорбции костной ткани.
Storey и Smith [17] доказали, что клыки следует перемещать,
используя силовое воздействие 175-300 грамм. При этом происходит
минимальное смещение опорных зубов.
Hinz и Shoeman [3] акцентировали внимание на выбор силового
воздействия при перемещении клыка. Выбор опоры играет при этом
особенно важную роль. Если к перемещаемому клыку приложить слишком
большую силу, то зуб останется на месте в результате процессов
гиалинизации периодонтальных тканей, а второй премоляр и первый
моляр, на которые будет оказано гораздо меньшее силовое воздействие,
могут переместиться мезиально (рис. 1).
Рис. 1. Потеря опоры при приложении чрезмерной силы при
дистализации клыка [3].
3
Bennett, McLaughlin и Trevisi [1] считают, что после экстракции
первых премоляров важно применять незначительные силы. Применение
чрезмерных сил может вызвать углубление прикуса, обусловленное
следующими факторами:
1.Клыки могут наклониться в направлении постэкстракционных
промежутков, вызывая прогибание дуги и ее защемление. При этом
механика скольжения теряет свою эффективность, происходит углубление
прикуса.
2.Чрезмерные силы приводят к потере торка резцов на прямоугольной
дуге, особенно на верхней челюсти, вызывая их наклон и углубление
прикуса.
Тем не менее, авторы [1] применяли силы разных уровней и пришли
к выводу, что наиболее эффективным для закрытия промежутков является
диапазон сил 150-200 грамм. Это ослабляет тенденцию к нежелательному
углублению прикуса и обеспечивает эффективное использование механики
скольжения и закрытие промежутков. Для создания силы такого порядка
рекомендуют использование активных связок tieback.
Ряд исследователей (Hixon, Aasen [8], Mitchell, Boone, Ferguson [13])
пришли к выводу, что, возможно, не существует оптимальной величины
силы из-за различий метаболических реакций у пациентов.
Если теория оптимальных сил верна, то необходимо выявить
влияние следующих факторов:
1. Величина и форма поверхности корней зубов;
2. Вид перемещения зубов;
3. Продолжительность и периодичность силового воздействия;
4. Индивидуальные метаболические особенности и гистологическое
строение.
K.G.Isaacson и J.K.Williams [9] установили прямопропорциональную
зависимость величины силы для перемещения зубов от площади
поверхности корней (рис. 2).
4
Рис.2. Площадь поверхности корней зубов (мм²)
Исследовав площадь поверхности корней, Hixon E.H. и Aasen T.O.
[8] пришли к выводу о большой вариабельности полученных данных.
Поверхность корня клыка может быть от 190 мм² до 345 мм². Эти данные
свидетельствуют, что приложенные силы могут вызвать в два раза большее
давление на 1 мм² поверхности корня.
K.G.Isaacson и J.K.Williams [9] установили, что величина сил,
требующаяся для перемещения зубов, зависит от вида перемещения. При
приложении силового воздействия к зубу в одной точке возникает
наклонно-вращательное движение. Приложение сил в двух и более точках
предотвращает зуб от наклона и обеспечивает его корпусное перемещение.
Зуб более устойчив к такому перемещению, что требует приложения
больших сил.
Уровень оптимальных сил, по мнению Proffit [2] и Mitchel [12], для
ортодонтического перемещения зубов представлен в таблице 1. Значения
отчасти зависят от размера зуба; меньшие величины подходят для резцов,
большие значения – для боковых зубов с несколькими корнями.
5
Таблица № 1.
Ориентир необходимой величины силы для перемещения зубов.
Тип
Усилие* (г)
Усилие (г)
перемещения
Proffit
Mitchel
Наклон
50-75
30-60
Корпусное
100-150
100-150
перемещения
Выравнивание
75-125
корня
Вращение
50-75
50-75
Экструзия
50-75
50-75
Интрузия
15-25.
15-25.
*Значения отчасти зависят от размера зуба; меньшие величины
подходят для резцов, большие значения – для боковых зубов с
несколькими корнями.
Reitan [14] измерил величину силового воздействия, необходимую
для успешного перемещения зубов при различных методиках
мультибондинг системы. Ниже приводятся в качестве примера некоторые
данные (табл 2).
Таблица № 2.
Ориентир необходимой величины силы для перемещения зубов
мультибондинг системой.
Тип перемещения
Усилие (г)
Наклонно-вращательное перемещение
50-70
однокорневого зуба
Корпусное перемещение однокорневого
70-90
зуба
Корпусное
перемещение
150
многокорневого зуба
Торк-перемещение
150
Зубоальвеолярное удлинение
25
Применяемые силы в зависимости от продолжительности силового
воздействия условно можно разделить на три группы:
-постоянно действующая сила с одинаковым уровнем силового
воздействия;
-постоянно действующая сила с убыванием уровня силового
воздействия;
-периодически действующая сила.
6
При постоянно действующей силе с одинаковым уровнем силового
воздействия зубы перемещаются без фазы покоя в течение длительного
периода. Такие силы возникают при применении “открывающих” или
“закрывающих” спиральных пружин, тонких и гибких дуг мультибондинг
системы. Одним из вариантов приложения таких сил являются
самолигирующиеся брекеты.
Превышение допустимого уровня силового воздействия инициирует
гиалинизацию периодонтальных волокон, которая приводит к
прекращению перемещения зуба. Поэтому, постоянно действующие силы,
применяемые для перемещения зубов должны быть исключительно
слабыми.
Reitan считает, что даже при применении тонких дуг в большинстве
случаев невозможно избежать процессов гиалинизации.
Постоянно действующая сила с убыванием уровня силового
воздействия возникает при применении эластической цепочки,
межчелюстных эластических колец, персональных эластических лигатур,
жёстких ортодонтических дуг мультибондинг системы. Такие силы
характерны при использовании биопрогрессивной техники Риккетса.
Первоначально большие силы быстро уменьшаются, способствуя, таким
образом, наступлению фазы покоя. При применении эластичных
материалов слюна ослабляет действие первоначально большой силы. При
применении жёстких дуг мультибондинг системы значительное силовое
воздействие быстро уменьшается после минимального перемещения зуба.
Периодически действующая сила встречается при применении
функционально-действующих аппаратов, пружин и винтов в съёмных
пластинах. Для них характерны фазы покоя, так как аппаратура в течение
дня некоторое время не носится. Несмотря на такие паузы, в это время
продолжается резорбция кости, обусловленная действием остеокластов.
Из-за особенностей строения альвеолярной кости у детей
приложение стандартных оптимальных сил может привести к появлению
чрезмерных сил на небольших участках. Принимая во внимание такие
участки, активировать аппарат следует с интервалом более чем через 3
недели с целью предотвращения резорбции корней [3].
Во время приложения сил в кровяном русле появляются химические
медиаторы. Клинически перемещение зубов происходит при приложении
силы как минимум на 6 часов в день. Тем не менее, предпочтительнее
применение продолжительно действующих сил – 24 часа в сутки.
Усилия, прилагаемые к зубам, могут влиять на модель резорбции и
роста кости в удалённых от зубов участках, а именно на область швов
верхней челюсти и костной поверхности с обеих сторон височнонижнечелюстного сустава [2].
7
Наши клинические исследования подтверждают тот факт, что
использование чрезмерных сил в ортодонтии при перемещении зубов
неприемлемо по следующим причинам:
- задержка перемещения зуба;
- распределение чрезмерных сил на опорные зубы увеличивает
вероятность их перемещения, в результате возникает риск потери опоры;
- большие силы приводят к увеличению дискомфорта при
перемещении зубов;
- увеличивается подвижность зубов (из-за перестройки большого
количества альвеолярной кости);
- большой риск резорбции корня.
Таким образом, выбор оптимальных сил для перемещения зубов
возможен с учётом величины, продолжительности и периодичности
силового воздействия, величины и формы поверхности корней, вида
перемещения, индивидуальных метаболических особенностей и
гистологического строения.
8
Литература:
1. Беннет Д., Маклафлин Р., Тревези Х. Систематизированная механика
ортодонтического лечения. – Галдент, 2005. – С. 129–161.
2. Проффит У. Р. Современная ортодонтия. Перевод с английского под редакцией
члена-корреспондента РАМН, проф. Персина Л.С. – М.: «МЕДпресс-информ» –
2006. – С. 259–286.
3. Хинц Р., Шуман. А. Мультибанд I. Основы лечения несъемной аппаратурой.
Перевод с немецкого языка под общей редакцией проф. Персина Л. С. – М.:
Издание 2-ое ООО "Ортодент-Инфо", 1998. – С. 28–39.
4. Begg B. // Amer. J. Orthod. – 1956. – N 42. – P. 481–601.
5. Boester C. H., Johnston L. E. // Angle Orthod. – 1974. – N 44. – P. 113–119.
6. Burstone С. J., Groves M. H. // J. Dent. Res. – 1960. – N 39. – P. 695.
7. Gianelly A. A., Goldman H. M. Biologic basis of orthodontics. – Philadelphia,
1971. – P. 160–164.
8. Hixon E. H., Aasen T. O., Aranzo J., Clark R. A., Klosterman R., Miller S. S.,
Odom W. M. //Amer. J. Orthod. – 1970. – N 57. – P. 476–489.
9. Isaacson K.G. An introduction to fixed appliances. – 3ed ed. Bristol, 1984.
10. Jarabak J. В. // Amer. J. Orthod. – 1960. – N 46. – P. 481–514.
11. Lee B. // J. Dent. Res. – 1965. – N 44. – P. 1053.
12. Mitchel L. An Introduction to Orthodontics. – 2nd ed. Oxford university press, 2001.
13. Mitchel L., Boone R. M., Ferguson J. H. // Angle Orthod. – 1973. – N 43. – P. 154–
161.
14. Reitan K. Biomechanical principles and reactions. Current orthodontics concepts and
techniques. – Philadelphia, W.B. Sanders Company, 1969. – P. 56–159.
15. Reitan K. // Amer. J. Orthod. – 1957. – N 43. – P. 32–45.
16. Schwartz A. M. // Int. J. Orthod. – 1932 – N 18. – P. 331–352.
17. Smith R., Storey E. // Austral. Dent. J. – 1952. – N 56. – P. 291-304.
18. Stoner M. M. // Amer. J. Orthod. – 1960. – N 46. – P. 163–186.
19. Utley R. K. // Amer. J. Orthod. – 1968. – N 54. – P. 167–201.