Ортодонтия

Глава 5. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВИДОВ ОРТОДОНТИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, ВЕЛИЧИНА СИЛ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ИХ ПРИМЕНЕНИИ

5.1 Общая характеристика ортодонтических аппаратов

Среди различных методов исправления зубочелюстных аномалий аппаратурное лечение занимает основное место. Аппаратура, применяемая в ортодонтии, делится на: 1) механически действующую, функционально направляющую (действующую) и комбинированную; 2) съёмную и несъёмную; 3) одночелюстную и межчелюстную; 4) внутриротовую и внерото-вую; 5) активно действующую, или исправляющую, и ретенционную или удерживающую.

Сущность применения аппаратов состоит в непрерывном или прерывистом воздействии на зубы, альвеолярные отростки и челюстные кости с помощью специальных приспособлений. Чтобы ортодонтические аппараты развивали силу давления или тяги на определённый участок жевательного аппарата, необходимо при их конструировании создать адекватные точку опоры и точку приложения силы. В процессе терапии механическая сила аппарата или преобразованная им сократительная способность мышц вызывают тканевую перестройку, определяющую изменение формы.

Точка опоры должна быть значительно устойчивее той части зубочелюстной системы, которая подлежит перемещению. По законам механики опора, как более устойчивая часть аппарата, должна оставаться на месте, а объект в точке приложения силы (как менее устойчивый элемент) может перемещаться. Если же точка опоры и точка приложения силы будут одинаковой устойчивости, то возникнет реципрокная реакция, т.е. взаимодействие сил: обе точки перемещаются в одинаковой мере, но в противоположном направлении. Первый принцип конструкции ортодонтических аппаратов используется при перемещении отдельных зубов или их групп, второй -- при расширении челюстей, лечении диастем, межчелюстном вытяжении.

В качестве опоры могут быть использованы отдельные группы зубов (блокируются при помощи капп, коронок, колец, кламмеров, лигатурного связывания), весь зубной ряд, а также альвеолярная дуга и нёбный свод (при конструировании съёмных аппаратов). Точка опоры и точка приложения силы расположены на одной челюсти -- одночелюстной аппарат (любая вестибулярная или лингвальная дуга), на обеих челюстях -- межчелюстной аппарат (аппараты с косой межчелюстной эластичной тягой). Внутриротовой -- любой аппарат, в котором точки опоры и приложения силы находятся внутри полости рта. Внеротовой аппарат -- точки опоры и приложения силы находятся вне полости рта, например, при лечении прогении (мезиальный прикус) подбородочная праща укрепляется к головной шапочке (точка опоры), а подбородок является точкой приложения силы.

Механически действующими аппаратами называют такие, в самой конструкции которых заложен источник силы. Поэтому их называют ещё активными, поскольку действующую силу развивают непосредственно сами аппараты. Источником силы может быть упругость дуг и пружин, сила винта, эластичность резиновой тяги, лигатуры для фиксации зубов к дуге. Сила, развиваемая этими аппаратами, регулируется (дозируется) врачом лишь на основе его клинического опыта, так как нет объективных критериев, характеризующих индивидуальные особенности периодонта.

Аппараты функционально действующие или направляющие не имеют собственного источника силы, т.е. в них не заложено никаких активно действующих элементов. Источником силы при использовании таких аппаратов является сократительная способность жевательных или мимических мышц. В аппаратах же всегда есть определённое устройство (чаще всего наклонная плоскость, накусочная площадка, щёчные или губные пелоты, бамперы и т.д.), которое направляет действие мышц в нужную для лечения сторону. Эти аппараты действуют прерывисто.

Основоположник функционального направления при лечении зубочелюстных аномалий в нашей стране А.Я.Катц (1933), предложив впервые аппарат такого действия, высказал мысль, что величина силы при этом регулируется рецепторами периодонта. Иными словами, функционально направляющий аппарат может действовать только до определённого предела, а когда сила становится чрезмерной, возникает боль, и сокращение мышц рефлекторно ослабляется или прекращается.

Такое регулирование силы действия ортодонтического аппарата (величина её в зависимости от индивидуальных особенностей и реактивности периодонта) должно, казалось бы, предотвратить патологические изменения. Однако экспериментальные и клинические исследования показали, что и при использовании функционально действующих аппаратов могут быть тяжёлые тканевые преобразования, выходящие за пределы нормальных реакций.

Существуют различные функционально действующие аппараты, съёмные и несъёмные. Большинство из них представлены при описании конкретной нозологической формы.

При действии ортодонтических аппаратов различают два разных вида силы -- перемежающуюся и постоянно действующую. Перемежающаяся сила характеризуется тем, что аппарат периодически, через определённые промежутки времени активируется и сила действует толчками, имея большую величину сразу после активации, которая в скором времени снижается или «затухает». Источником такой силы может быть аппарат с винтами или лигатурой, и графически её действие можно выразить следующим образом (рис. 143, а): F -- действующая сила, t -- период действия аппарата при каждой активации.

Источником постоянной силы может быть дуга, пружина, резиновая тяга, и действие их является более или менее равномерно продолжительным (рис. 143, б), хотя с течением времени тоже постепенно ослабевает. Во-первых, из-за постепенной, хотя и медленной потери упругости металла или набухания резины, во-вторых, по мере ортодонтического лечения происходит перемещение зуба, изменение формы челюсти, и вследствие этого расстояние между точками опоры и приложения силы увеличивается. Следовательно, действие такой силы тоже характеризуется определённой, хотя и не резко выраженной периодичностью. В начале периода действия сила Fi имеет незначительную величину и длительно её сохраняет (ti), но всё-таки с постепенным, медленным угасанием.

Сравнительный анализ представленных графиков (рис. 143) позволяет заключить, что между перемежающей силой и постоянной нет принципиальной разницы. При перемежающем характере величина силы (F) больше, но период действия (t) более короткий. Постоянно действующая сила характеризуется весьма слабой первоначальной силой (Fi), но продолжительным периодом действия (ti). Математически это можно выразить следующим образом: F > Fi, t < ti.

Кроме механически и функционально действующих аппаратов, применяются и комбинированные конструкции, содержащие в себе элементы тех и других. Классическим представителем таких аппаратов можно считать лечебно-накусочную пластинку А.Я.Катца, аппарат Брюкля. К комбинированным конструкциям относят и активаторы (в немецкой литературе они известны под названием функциональных челюстно-ортопедических аппаратов), регуляторы функции различных конструкций. Комбинированными аппаратами называют также сочетание внутриротовых конструкций с внеротовыми, например, всевозможные комбинации внутриротовых и лицевых дуг при проведении эджуайз-терапии.

5.2 Биомеханика ортодонтического перемещения зубов, величина применяемых сил и морфологические изменения, происходящие при этом

Биологическая функция периодонта при распределении жевательной нагрузки. Ортодонти-ческое лечение, имеющее главной целью перемещение зубов и/или челюстей в заданном направлении, неизбежно сопровождается сложными реактивными процессами в тканях зу-бочелюстной системы. Изменяется в первую очередь гистологическая структура тканей десны, стенки лунок, периодонта и цемента корня, т.е. всего пародонта. Знание этих процессов является основой для правильного планирования лечения и выбора ортодонтических аппаратов, их точки опоры и точки приложения силы, её величины и характера, иными словами, направления, интенсивности, продолжительности и периодичности действия.

Вследствие того, что между поверхностью корня зуба и внутренней стенкой лунки имеется заполненная мягкими тканями периодонтальная щель шириной 0,20--0,25 мм, зуб может совершать определённые движения (см. рис. 144, 149).

Периодонт представляет собой особую систему, основной биологической функцией которой является поглощение механической энергии, возникающей при жевании, равномерное распределение её на костную ткань альвеолы. В ответ на функциональную нафузку, являющуюся доминантным фактором воздействия, в периодонте возникают реактивные силы. Непременным условием нормального состояния периодонта является равенство активных и реактивных сил.

Повыщение жевательного давления, с одной стороны, в плане тренировки может привести к функциональной адаптации периодонта, но, с другой стороны, при уменьшении индивидуальной выносливости может вызвать патологические изменения. Всем видам нагрузки и микродвижений противодействуют коллагеновые волокна. Происходит проприо-цептивная регуляция и трансформация жевательного давления, воспринимаемого ими, в биологически компенсированные нафузки. Волокна периодонтальной связки включаются в работу в определённой последовательности в зависимости от величины и направления действующей силы, исходного положения зуба. Например, при нафузке зубов, находящихся в состоянии протрузии, напряжение в периодонте, по данным Г.П.Соснина, возрастает почти в 20 раз.

Наиболее равномерно это осуществляется при действии на зубы «осевой силы», т.е. вертикальной нафузки (см. рис. 144). Вертикальная нагрузка более физиологична, чем горизонтальная, при которой возникает иная зона давления в периодонте (см. рис. 144). Кроме того, имеет значение место приложения нафузки к коронке зуба. При неблагоприятном соотнощении клинической коронки и внутриальвеолярной части зуба, если место приложения силы находится далеко от точки вращения зуба, то происходит его смещение в результате рычагообразного действия.

Увеличенные «неосевые» нагрузки, как правило, горизонтальные, особенно в сочетании с имеющимися парафункциями, изменяют контуры десны вследствие её ретракции. Ретракция десны при сохраняющихся межзубных сосочках приводит к образованию аркадообразной формы её контуров (рис. 145). Однако необходимо иметь в виду, что изменение контуров десны может быть следствием разных процессов, в том числе воспалительных, а также при тяжёлых общих заболеваниях. Подтверждением неадекватной нагрузки является также реакция краевой десны в виде её утолщения (гирлянды McCall) или появление щелеобразного расхождения десны (щели Stillman) (рис. 146).

Нагрузка периодонта характеризуется ритмическими, перемежающимися, очень короткими фазами при жевании, глотании, включая «пустой глоток», которые не нарушают предела резистентности организма даже при значительных величинах. Так называемое пустое глотание происходит в течение дня постоянно, примерно 25 раз в час. Если же нагрузка действует длительно, непрерывно, не по оси зуба, а горизонтально, то это губительно для зубов, особенно передних.

Зубы подвергаются воздействию прерывистых и постоянных сил, и если они находятся в состоянии динамического равновесия, то зуб остаётся в стабильном положении, что видно на схеме (рис. 147, а). Если же на зуб действует однонаправленная сила, чаще всего из-за преждевременного контакта на естественной коронке, аномалийно расположенном зубе, пломбе, протезе или ортодонтическом аппарате, то происходит его смещение в направлении действия этой силы (рис. 147, б). Причём большее значение имеет не величина нагрузки, а её продолжительность.

Процесс ещё более усугубляется при наличии общих заболеваний, а также при появлении дефектов зубных рядов, когда количество «неосевых» нагрузок увеличивается (рис. 148). На рисунке показаны процессы, происходящие при удалении первого постоянного моляра (рис. 148, а): второй моляр наклоняется в сторону удалённого первого, до контакта с премоляром (рис. 148, б) или останавливается из-за соприкосновения с бугорком антагониста и межзубной перегородкой (рис. 148, в).

Величина сил ортодонтических аппаратов и морфологические изменения при их применении. Сила ортодонтических аппаратов, действующая на зубы, должна иметь одно определённое направление. Частая перемена направления действующей силы неблагоприятно влияет на процессы перестройки в периодонте. Большая подвижность зубов, гиперемия слизистой оболочки и боль являются показанием для снижения силы действия аппарата, увеличения интервалов между его активациями, снятия аппарата на некоторое время или замены его другим, более совершенным.

Действие любой ортодонтической аппаратуры независимо от её конструкции всегда основано на сочетании двух сил: силы давления и силы тяги. При действии давления или тяги зуб отклоняется в направлении приложенной силы, образуя угол наклона между своей продольной осью в первоначальном положении и в новом (см. рис. 149, а, б). Таким образом, на стороне перемещения (на участках под номером 1 рис. 149, б и 150, о) периодонт сдавливается и образуется так называемая зона давления. В зоне давления отмечается беспорядочное расположение волокон и расширение периодонтальной щели, происходит резорбция внутренней стенки альвеолы, а на наружной её поверхности образуется новая кость, что и даёт возможность зубу перемещаться (см. рис. 149, в).

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.

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, вытекают 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.

Рис. 152. Корпусное перемещение премоляра, т.е. сохранение параллельности со своей исходной продольной осью.

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 ортодонтической 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 преобразований: 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).

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.

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

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).

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.):

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;

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.

Рис. 158. Схематическое изображение механизма ортодонтического расширения верхней челюсти: а -- до расширения, б -- после расширения.

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.

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.

5.3 Развитие ортодонтических несъёмных дуговых аппаратов от Е.Angel до наших дней

В ортодонтии на протяжении её развития постоянно применяются два вида аппаратов: съёмные и несъёмные. Первые упоминания о несъёмной аппаратуре встречаются у П.Фо-шара (1776), который применял металлическую вестибулярную дугу, привязывая лигатурой к ней зубы и добиваясь выравнивания зубных рядов. Затем для лучшего закрепления дуг были предложены кольца и цемент для фиксации их на зубах.

В 1840 г. в связи с разработкой вулканизации каучука начала пользоваться успехом съёмная аппаратура. Однако вскоре она была вытеснена несъёмными вестибулярными дугами. Но в 1879 г. нашла широкое применение среди специалистов предложенная Kingsley съёмная аппаратура с наклонной плоскостью.

В ортодонтии применение дуг связывают с именем E.Angle, который, предложив их в 1889 г., создал стройную систему перемещения зубов, использовав пружинящие свойства проволоки. Применение дуг Э.Энгля значительно повысило эффективность лечения всех видов аномалий и деформаций и стало методом выбора. Съёмная аппаратура снова вытесняется из клиники ортодонтии.

Поиски методов лечения с помощью несъёмных ортодонтических аппаратов обусловлены недостатками съёмных конструкций. Только с помощью несъёмных аппаратов можно изменить расположение корней зубов в вестибулооральном и мезиодистальном направлениях и достичь их корпусного перемещения. При применении важно правильно дозировать силу действия дуг, лигатурной тяги, различных пружин, чтобы предотвратить рассасывание корней зубов и неблагоприятное воздействие на пародонт.

E.Angel, в сущности, открыл новую эру в лечении аномалий прикуса, и дальнейшие этапы развития ортодонтии шли по пути совершенствования и модификаций этого метода терапии, который и в настоящее время занимает исключительное место.

После Э.Энгля были предложены дуги Айнсворта, Люри, Мершона и другие. В 1922--1923 гг. E.Herbst попытался их систематизировать, создав классификацию в зависимости от видов применения ортодонтических дуг и винтов, разделив их на наружные и внутренние, пружинящие и не пружинящие, гладкие и с винтовой резьбой (рис. 160, 163).

E.Angel стремился одной своей дугой исправлять всевозможные аномалии зубочелюст-ной системы. Дуга, введённая в канюли (рис. 161, 165), в своей простейшей форме соответствует рассчитанной по методу Howley-- Herber--Herbst (рис. 75, 162) кривизне нормального зубного ряда, по которой в процессе лечения должны выравниваться смещаемые зубы. Такая дуга представляет собой определённую базу для приложения сил резиновой, шёлковой или проволочной лигатур, которые производят вытяжение, давление или поворот отдельных зубов (см. рис. 164, 165). Дуга может расширять зубной ряд (см. рис. 165, б) вследствие пружинящих свойств, или нивелировать его, перемещая зубы, находящиеся в супра- или инфраокклюзии, тортоаномалии (см. рис. 166--168), или удлинять при помощи винта и гайки. Кроме того, дуга Э.Энгля является и первым ретенционным аппаратом как для отдельного перемещённого зуба, так и для зубного ряда в целом.

Благодаря таким свойствам вестибулярная дуга E.Angel вместе с гайками, кольцами, крючками, канюлями (трубками), укреплёнными в кольцах на молярах, получила название универсального аппарата. Расширяющую дугу (см. рис. 165, б) E.Angel назвал «Е-ду-гой» от английского слова «expansion» -- расширение. Дуга изготавливалась из золотоникелевого сплава толщиной в 0,036 дюйма (0,91 мм). Установленная дуга не должна была деформироваться при связывании скученно расположенных зубов.

Рис. 160. Разновидности ортодонтических дуг и винтов по классификации E.Herbst (1922--1923 гг.).

Рис. 161. Проволочная дуга E.Angel в оригинальном первоначальном виде с отдельными вспомогательными частями: 1 -- отдельное кольцо до спайки с канюлей, 2 -- канюля и крючок к ней до спайки, За 4 -- круглая и квадратная части гайки до спайки, 5 и 7 -- крючки для резиновой тяги, 6 -- пуговка, которая служит для соединения с лицевой дугой (см. рис. 162), 8 -- канюля, спаянная с кольцом (в разрезе).

Рис. 162. Графическое изображение параболической формы зубного ряда при ширине 4 резцов верхней челюсти, равной 34 мм, и действительной формы зубной дуги, вписанной в параболу; по отклонению формы и величины зубного ряда от параболической кривой можно судить о степени его деформации.

Рис. 163. Аппарат Э.Энгля со съёмной лицевой дугой, соединяющейся с вестибулярной внутри-ротовой дугой посредством «пуговчатого» крепления; данный рисунок отражает применение дуги для лечения верхней прогнатии, а именно момент, когда смещены дистально моляр, пре-моляры и закреплены шёлковой лигатурой во избежание обратного смещения, а дуга перемещает передние зубы (Райзман С.С.).

Рис. 165. Дуги Э.Энгля: а -- составные части аппарата (7 -- проволочная дуга, 2 -- бандажное кольцо с втулкой и гайками), б-- расширяющая дуга, в -- стационарная дуга (стрелками указано направление перемещения зубов), г -- скользящая дуга для сокращения зубного ряда при наличии трем.

Рис. 166. Применение дуги Энгля для лечения открытого прикуса: а -- экструзия зубов с помощью пружинящей дуги; 6 -- вертикальное перемещение зубов с помощью упора (вид спереди), действие дуги Энгля при лечении открытого прикуса усилено резиновой лигатурой: в -- вид спереди, г -- вид сбоку.

Рис. 167. Интрузия нижних передних зубов при их супраокклюзии.

А'-

Рис. 168. Пример устранения дугой Энгля тортоаномалии верхнего центрального резца: дуга укреплена на верхних первых молярах так, чтобы в области фронтальных зубов она давила на мезиальный край аномалийно расположенного зуба, гайки А-А накручиваются на концы дуги позади втулок, на дуге на уровне межзубного промежутка первого и второго резцов припаян крючок, на регулируемый зуб надето кольцо с крючком на его нёбной поверхности у дистального края зуба, между крючками натянута резиновая петля, и регулируемый зуб подвергается действию двух противоположных сил, действующих на различные точки его поверхности; сила А/, регулируемая гайками А-А, действует спереди назад на мезиальный край зуба, и он должен бы перемещаться в сторону нёба, но этому мешает сила резиновой петли, направленная к дуге Н, поэтому будет происходить только вращение зуба вокруг продольной оси, и чтобы вращение было постоянным, необходимо регулировать эти две действующие силы.

Рис. 169. Физиологическая сепарация зубов: а -- бронзово-алюминиевой лигатурой, б -- с помощью резиновых колец и пластин.

Классический дуговой аппарат Е.Angel (см. рис. 161, 165) состоит из дуги с винтовой резьбой на концах, гаек и бандажей. Гайка состоит из широкой части, имеющей квадратную форму, и узкой части, имеющей круглую форму. Узкая часть гайки, называемая втулкой, предназначена для вхождения в трубку, впаянную горизонтально к вестибулярной стороне бандажа, и упирается широкой частью в ту же самую трубку. Бандаж состоит из никелиновой или стальной металлической ленты толщиной 0,12--0,15 мм, шириной 0,3--0,5 мм, длиной 2,3--2,5 см в зависимости от диаметра опорного зуба, на который надевается бандаж. На одном конце ленты припаивается кольцо, а на другом -- стержень с резьбой (см. рис. 165, а). Стержень входит в кольцо, на свободный конец его навинчивается гайка, и, таким образом, бандаж плотно охватывает зуб.

В практике советской (российской) ортодонтии бандаж заменён коронкой, которую изготавливают из нержавеющей стали, и к её вестибулярной стороне припаивают горизонтальную трубку одного диаметра с втулкой. Дугу изготавливают из стальной проволоки диаметром 1 мм, длиной 11--12 см, на обоих концах имеется винтовая резьба. Коронки опорных зубов не препарируются. В случае тесного их стояния с соседними зубами производится физиологическая сепарация с помощью проволочной или резиновой лигатуры (рис. 169, 170). Можно за 2--3 дня до снятия оттисков произвести сепарацию с помощью специальных сепарационных эластичных колец (рис. 170).

Коронки не заходят под десну и, так как изготавливают их на непрепарированные зубы, то неизбежно повышают прикус. Если в разобщении зубов нет необходимости, то на коронках сошлифовывают бугры, превращая таким образом в кольца. К вестибулярным поверхностям последних припаивают трубки и получают общий оттиск и модели. Затем припасовывается дуга, которая должна принять форму зубного ряда с учётом тех изменений, которые диктуются характером аномалии. Необходимой частью данного аппарата является также лигатура (бронзово-алюминиевая проволока) толщиной 0,2--0,4 мм, резиновые кольца, в крайнем случае кручёная шёлковая нитка или простая нитка №10 (см. рис. 164). При помощи лигатуры зубы привязываются к дуге.

Дуга Э.Энгля в зависимости от выполняемой ею функции может быть пружинящей или экспансивной, стационарной и скользящей (см. рис. 165, б-- г). Скользящая дуга в отличие от стационарной или пружинящей не имеет винтовой резьбы, или на неё не навинчены гайки. Она гладкая, свободно входит в трубки, припаянные к коронкам (кольцам), имеет крючки в области клыков, открытые мезиально, и источником силы в этом механическом аппарате является резиновая тяга.

Для разработанного Э.Энглем метода лечения характерны определённые принципы: 1) зубочелюстная система находится в постоянно меняющемся, динамическом равновесии, подвергаясь воздействию прерывистых и постоянных нагрузок со стороны языка, щёк, губ и жевательных мышц (рис. 171), 2) целью лечения является достижение идеальной окклюзии без удаления зубов, 3) представление о первом постоянном моляре как о «ключе» окклюзии, 4) лечение стандартными механическими аппаратами, 5) возрастные пределы для ортодонтического лечения находятся в диапазоне 7--40 лет. E.Angel считал, что всё это должно быть законом в ортодонтической практике, a C.H.Tweed (1941) проанализировал эти положения в трёхмерных плоскостях, определив точки взаимодействия и происхождение ортодонтических сил.

Рис. 171. Силы, обеспечивающие стабильность передних зубов (о) и распределение жевательных нагрузок при интактных зубных рядах (б), по М.Д.Гросс, объяснение в тексте.

Правильная окклюзия является необходимым условием для функциональной гармонии. Жевательная система функционирует слаженно, даже при наличии некоторых нарушений окклюзии, так как обладает способностью в определенных пределах адаптироваться к потенциально вредным воздействиям.

Э.Энглем была предложена сначала вестибулярная круглая тяжёлая дуга. Для перемещения зубных рядов или нижней челюсти в переднезаднем направлении G.Baker (1892) предложил фиксировать аппараты Энгля на оба зубных ряда и соединять их косой межчелюстной резиновой тягой. При этом следует разумно и правильно выбирать точку опоры для аппаратов.

Опорные зубы, на которых фиксируется ортодонтический аппарат, должны выдерживать то давление, которое он развивает по отношению к отдельным зубам или их целой группе.

Рис. 172. Дуги Э.Энгля и действие межчелюстной тяги: а -- верхний резец смещается кзади, так как винт на верхней проволочной дуге выстоит из молярной трубочки, б-- резиновая петля смещает верхний моляр кзади, так как верхняя зубная дуга во фронтальном участке выступает вперёд, в -- смещение назад возможно только в нижнем фронтальном участке, так как винт отстоит от нижней молярной трубки, г -- сдвиг назад нижних моляров, так как нижняя дуга не прилегает к губной поверхности нижних фронтальных зубов (Канторович А.).

Переоценка устойчивости опорных зубов является большой ошибкой при орто-донтическом лечении, и только правильный расчёт их мощности и силы сопротивления перемещаемых зубов позволит избежать её. Так, например, типичной ошибкой является выбор в качестве опорной точки только первых моляров верхней челюсти, особенно при удалении премоляров в процессе лечения некоторых форм верхней прогнатии.

При выборе точки опоры не следует забывать, что каждый зуб гораздо легче перемещается в мезиальную сторону, чем в дистальную, и что точки опоры не абсолютно стабильны, а всегда относительно смещаемы. Поэтому необходимо стремиться сделать точку опоры настолько неподвижной, чтобы иметь право игнорировать её незначительное смещение. С этой целью следует выбирать группу зубов для опорной точки, создавая для них условия корпусного перемещения, и шире пользоваться косой межчелюстной тягой. При методе межчелюстного крепления (рис. 172) аппаратом ABC (Angle, Backer, Case) необходимо учитывать возможное смещение нижней челюсти, преодоление функционального тонуса соответствующей мускулатуры и перемещения в челюстном суставе.

Стремясь переместить фронтальные зубы назад при помощи скользящей дуги, фиксированной на первых молярах, получают нежелательный сдвиг опорных зубов вперёд. Особенно часто такая ошибка наблюдается при дистальном перемещении клыков, которые оказывают весьма большое сопротивление движению. Для названного перемещения клыков в систему точек опоры должны быть включены не только моляры, но и фронтальные зубы. Правильнее всего перемещать клыки или моляры межчелюстной тягой, создавая опору на всей противоположной челюсти (рис. 172).

Метод Э.Энгля имел целый ряд недостатков и поэтому представителями его школы были приняты меры для их устранения. В частности, ввиду непостоянства силы при винтовой тяге был сделан ряд предложений, направленных к тому, чтобы избежать её применения. Так, Грюнберг предложил надевать на дугу между втулками колец и гайками эластические спирали, которые в зависимости от места расположения способствуют перемещению зубов вестибулярно или орально (рис. 173).