CC BY
66
Проектирование временных зубных протезов на основе применения информационных технологий
Русинова М.В., Логашина И.В.
Московский государственный институт электроники и математики Кафедра Математического моделирования Контактный Е-MailmШok@mail.ru Код города, телефон/моб.тел. (495)5617947, 8(915)1403852
Работа посвящена математическому моделированию временных протезов, изучению их запаса прочности при различных значениях нагрузок и плотности губчатой кости. Изучается целесообразность установки консольных и мостовидных временных протезов в зависимости от формы перемычек и состояния костных тканей. Работа выполняется при поддержке гранта РФФИ №09-08-00353-а.
В силу того, что при установке протеза требуется время для его изготовления, лечения зубов и воспаленной части пародонтального комплекса (иногда требуется удалить некоторые зубы или их обработать), то возникают проблемы эстетического характера. Отсутствие зубов бросается в глаза окружающим и вызывает чувство дискомфорта у самого пациента. Задача стоматологов на этом этапе максимально скрыть все временные дефекты зубных рядов.
Рис.1
Разрушенные зубы, которые подлежат
лечению, покрываются временными коронками,
которые прекрасно восстанавливают эстетику и
жевательную функцию. Пациент проходит период адаптации на временных протезах, и постоянные протезы не вызывают у него отрицательных эмоций.
Максимальный срок временного протезирования не должен превышать одного года. Обычно за 2-3 месяца подготовка заканчивается, и на месте удаленных зубов формируется протезное ложе.
Целесообразность и необходимость применения временных коронок при протезировании различными видами несъемных зубных протезов обоснована
исследованиями и научными публикациями многих ученых. Отказ от применения
временных протезов может приводить к возникновению пульпитов (инфекционных, термических), появлению патологии височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС), изменению краевых границ препарирования из-за смещения десневого края. Рекомендуется изготовление временных коронок с целью предотвращения возможного смещения зубов, лишенных контакта с антагонистами. [2]
Изучались различные типы зубных протезов, уделялось внимание таким показателям, как запас прочности и относительные геометрические размеры.
Для расчета напряженно-деформированного состояния в критических сечениях зубных протезов использовалась вычислительная система 8РЬБК-К [1], основанная на численном методе конечных элементов. Расчетная схема строилась по гипсовому слепку пациента, выполнялся эскиз на миллиметровой бумаге части зубочелюстной системы в масштабе 5:1 с сохранением всех линейных размеров и затем в системе 8РЬБК-К происходила триангуляция выбранной области (рис.1).
С целью сохранения требуемого запаса прочности и нахождения оптимальной формы и размеров требуется исследовать напряжения и деформации мостовидных протезов при различных значениях жевательных нагрузок.
Анализ разрушения биомеханической конструкции оценивается с помощью критерия разрушения Шлейхера-Надаи.
Были проведены исследования и построены графики, определяющие зависимость между высотой минимальной перемычки в протезе и значениями распределенной нагрузки, которую выдерживает соответствующий протез, далее она будет называться максимальной нагрузкой.
Исследования были проведены для различных значений плотности губчатой кости. Данные графики дают возможность проанализировать
- Область, в которой возникают разрушения
- Оптимальную высоту перемычки, которая будет удовлетворять требуемым условиям (например, выдерживать заданные нагрузки, быть адекватной по стоимости)
Значения нагрузок (по модулю), полученные с помощью программы 8РЬБК-К:
Н,мм 0,8 1,2 2 2,8 3,2 3,6 4,2
Р, кг/мм2, губч.кость(1,0), консоль 0,11 0,23 0,56 0,75 0,90 1,00 1,10
Р, кг/мм2, губч.кость(0,3), консоль 0,11 0,23 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51
Р, кг/мм2, губч.кость(1,0) 2,4 2,70 4,90 5,00 5,20 5,50 5,50
Р, кг/мм2, губч.кость(0,3) 2,1 2,05 1,76 1,75 1,75 1,75 1,75
На рис.2а изображен консольный протез со значением перемычки, равной 3,2 мм и плотностью губчатой кости, равной 1.
На рис.2б изображен консольный протез со значением перемычки, равной 3,2 мм и плотность губчатой кости, равной 0.3.
Рис.2а Рис.2б
Консольные реставрации вполне приемлемы с эстетической точки зрения, особенно на участках, соседствующих со здоровыми красивыми зубами.
Используя построенный график и приведенные рисунки, сделаем следующие выводы. Для губчатой кости плотностью 0,3 значения максимальной нагрузки не изменяются на участке от 2 до 4,2 мм; как бы мы не увеличивали высоту перемычки, мы не можем увеличить запас прочности. Это связано с тем, что разрушения происходят в самой кости, область разрушения выделена красным на рис. 2б. Если мы рассмотрим тот же участок графика, но для плотности 1,0, то можем заметить, что при увеличении высоты перемычки значение максимальной нагрузки возрастает. Разрушение для данного случая происходит в пластмассе (рис.2а), что и объясняет эту зависимость. На участке меньше 2 мм графики почти совпадают, т.к. разрушение в обоих случаях происходит в перемычке между протезами.
На рис.За изображен мостовидный протез со значением перемычки, равной 2 мм и плотностью губчатой кости, равной 1.
На рис.Зб изображен второй вид мостовидного протеза со значением перемычки, равной 2 мм и плотность губчатой кости, равной 0.3.
Рис.За Рис.Зб
Основной эстетической целью при изготовлении промежуточных частей мостовидных протезов в ходе протезирования зубов является создание эффекта естественных зубов, что достигается точной имитацией формы, размера, контуров, текстуры поверхности и цвета. Кроме того, промежуточная часть мостовидного протеза должна контактировать с зубами-антагонистами, обеспечивая нормальное пережевывание пищи. Наряду с этим, конструкция должна иметь гладкие контуры, способствующие хорошей очистке.
Исследование для мостовидного протеза
Р, кг/мм2, губч.кость(1,0) И Р, кг/мм2, губч.кость(0,3)
=1
с
Го 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2
а.
Высота перемычки,мм
С помощью графика и рис.За и 3б сделаем следующие выводы. Для губчатой кости плотности 0,3 на всей рассматриваемой области значения распределенной нагрузки меняются в пределах [1,75; 2,1]. Максимальные значения достигаются при высотах перемычки меньше 2 мм. Разрушения, как и в случае консольного протеза, происходят в области губчатой кости (отмечена красным на рис. Зб), что и не дает возможности выдерживать более высокие нагрузки с увеличением высоты перемычки. Если рассмотреть второй график, заметим, что диапазон нагрузок равен [2,4; 5,5], наблюдается та же зависимость, что и для первого вида протезирования - с увеличением высоты перемычки увеличивается запас прочности.
Используя полученные результаты, можно определить, когда целесообразно использовать тот или иной вид протезов. Выбор высоты перемычки нужно делать с учетом эстетичности протеза и требуемого запаса прочности. Возможна ситуация, что нас не устраивают рассмотренные виды протезирования, тогда можно использовать другой вид, например, протезирование на имплантатах.
Список литературы
1. Е.Н.Чумаченко, С. Д. Арутюнов, И.Ю. Лебеденко Математическое
моделирование напряженно-деформированного состояния зубных протезов. М.: Молодая Гвардия, 2003, 272 с.
2. Л.Л. Колесников, С.Д. Арутюнов, И.Ю. Лебеденко Анатомия и биомеханика зубочелюстной системы. М.: Практическая медицина, 2007, 224 с.
