Статева та індивідуальна мінливість премолярів людини з позиції тривимірної реконструкції

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ЛУГАНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

СТАТЕВА ТА ІНДИВІДУАЛЬНА МІНЛИВІСТЬ ПРЕМОЛЯРІВ ЛЮДИНИ З ПОЗИЦІЙ ТРИВИМІРНОЇ РЕКОНСТРУКЦІЇ

14.03.01 - нормальна анатомія

ВОЗНИЙ Володимир Борисович

Луганськ - 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Луганському державному медичному університеті

МОЗ України

Науковий керівник: Заслужений діяч науки і техніки України, лауреат

Державної премії України, доктор медичних наук, професор Ковешніков Володимир Георгійович, Луганський державний медичний університет, завідувач кафедри анатомії людини.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Антіпов Миколай Васильович, Донецький національний ме-дичний університет ім. М. Горького МОЗ України, завідувач кафедри топо-графічної анатомії з курсом оперативної хірургії

доктор медичних наук, професор Романюк Анатолій Миколайович, Сумський державний університет МОН України, медичний інститут, завідувач кафедри патоморфології;

Захист відбудеться 24 грудня 2009 р. о 12:00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 29.600.04 при Луганському державному медичному університеті МОЗ України (91045, м. Луганськ, квартал 50-річчя Оборони Луганська, 1).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Луганського державного медичного університету (91045, м. Луганськ, квартал 50-річчя Оборони Луганська, 1).

Автореферат розісланий "5" листопада 2009 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат біологічних наук, доцент Я.А.Ушко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

премоляр мінливість віковий статевий

Актуальність теми. Діагностика і лікування аномалій зубощелепної системи є однією з актуальних проблем стоматології, оскільки поширеність порушень зубних рядів складає в середньому 53-58% (Л.С. Персин, 1996; Ф.Я. Хорошилкина, 1999; C.H. Kau, 2004; H. Kerosuo, 2004). В даний час спостерігається зростання захворювань твердих тканин зубів, що супроводжуються їх стираємістю. За останній час питома вага даних захворювань зросла з 31% до 38%, тобто збільшилася на 7% (H. Kerosuo, 2000; I.K. Gidarakou, 2009;).

Відомо, що стираємість зубів залежить від форми прикусу, величини дефектів зубних рядів і дефектів твердих тканин зубів (перевантаженість окремих зубів), дефектів пародонту, шкідливих звичок (А.Р. Молдованов, 1992). Крім того, підвищене стирання твердих тканин зубів може виникати внаслідок перевантаження зубів, що залишилися, як результат ранньої втрати молярів і премолярів (H.F. Mckeown зі співавт., 2002; M.A. Maia, 2005;).

Зміни взаємостосунків зубних рядів, болі у скроневонижньощелепних суглобах і зниження висоти нижньої третини обличчя при підвищеному стиранні твердих тканин зубів помічено багатьма авторами (А. Santos Pinto зі співавт., 2001; M. Rosa зі співавт., 2004;).

Велике значення в сучасний час надається вивченню кореневих каналів зубів, оскільки якість ендодонтичного лікування захворювань пульпи зубів і періодонта залежить багато в чому від ефективності проведення інструментальної обробки кореневих каналів відповідних зубів (П. Даммер і соавт., 2003; М.А. Чибисова зі співавт., 2005). Існують дані, про те, що не дивлячись на значну різноманітність ендодонтичних інструментів, адекватне препарування стінок кореневих каналів може бути досягнуте далеко не у всіх випадках. Це обумовлено великою різноманітністю анатомічної будови кореневих каналів різних груп зубів (B. Khambay зі співавт., 2002; T.W. Kim et. al., 2003).

Частота зустрічаємості патології пародонту, за даними різних авторів, досягає 98 % залежно від вікової групи (О.П. Ріпецька зі співавт., 1999; Б. Венз, 2006;). Тому в сучасній стоматології велика увага приділяється пошукам нових шляхів профілактики та лікування захворювань пародонту (П.М. Скрипніков, 2006).

У даний час дослідження інволютивних змін зубощелепної системи під впливом несприятливих чинників зовнішнього середовища має важливе значення для теоретичної і практичної медицини (A.M. Романюк зі співавт., 2006; В.Г. Ковешников, Е.С. Болгова, 2006). Нові горизонти відкривають сучасні дослідження стовбурових клітин (Ю.П. Костиленко, С.Ю. Масловский, 2006). Ці дослідження особливо актуальні для стоматології, однією з найважливіших проблем якої є прогнозування можливих вікових і патологічних змін структури кісткової тканини в бік демінерализації і атрофії, а також рання діагностика і комплексний підхід в лікуванні зубів (В.М. Соколов, М.С. Скрипніков, 2006).

Іншою, не менш важливою проблемою є адентія. За даними ВООЗ повної адентією страждає близько 15% дорослого населення планети (NIH publication №87-2868). Більш того, спостерігається неухильне зростання числа хворих з повною втратою зубів не тільки серед літніх людей за рахунок збільшення тривалості життя, але й серед осіб працездатного віку (T. Endo зі співавт, 2004). Згідно з розрахунками цих авторів, в найближчі десятиріччя близько половини хворих з повною втратою зубів однієї або обох щелеп складатимуть люди у віці 30 - 50 років.

Окрім порушення функцій жування й мови, повна адентія приводить до змін анатомо-топографічних пропорцій обличчя і лицьового скелета, прогресуючої атрофії і остеопорозу щелеп, атрофії жувальних і мімічних м'язів, дисфункції цих м'язів і скроневонижньощелепних суглобів. В результаті відсутності повноцінного живлення, зміни зовнішнього вигляду, проблем в спілкуванні з людьми, утворюється цілий комплекс психосоматичних реакцій хворого, які часто приводять до його соціальної самоізоляції (А. Ветчинкин, 2003; А. Нолте, 2004).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану наукових досліджень Луганського державного медичного університету і є складовою частиною науково-дослідних тем кафедри анатомії людини «Статева та індивідуальна мінливість премолярів людини з позиції тривимірної реконструкції» № держреєстрації 0109U004616 та «Особливості морфогенезу кісткової, імунної та ендокринної систем під впливом екологічних чинників» № держреєстрації 0103U006652. Автор є відповідальним виконавцем розділу планової комплексної наукової роботи, який стосується премолярів людини.

Мета дослідження - встановлення міжвікових особливостей статевої і індивідуальної мінливості малих кутніх зубів людини за допомогою одонтометричних, одонтоскопичних, морфометричних, біомеханічних методів, тривимірного комп'ютерного моделювання і методу кінцево-елементного аналізу.

Завдання дослідження:

Встановити межі індивідуальної мінливості форми коронок малих кутніх зубів людини.

Вивчити індивідуальну мінливість коренів і кореневих каналів верхніх і нижніх премолярів.

Вивчити індивідуальні, вікові і статеві особливості одонтометричних показників премолярів людини.

Вивчити особливості міцностних властивостей емалі і дентину на шліфах перших верхніх премолярів.

Створити адекватні тривимірні комп'ютерні моделі премолярів відповідно до одержаних даних одонтометрії і провести їх аналіз методом кінцевих елементів.

Об'єкт дослідження: морфологія малих кутніх зубів людини.

Предмет дослідження: премоляри людини, шліфи премолярів, гіпсові моделі щелеп, рентгенограми зубів.

Методи дослідження: одонтоскопічний - для дослідження форми премолярів, особливостей будови їх коронки і коренев; одонтометричний - для кількісного вивчення розмірів зубів і деталей їх будови; краніометричний - для дослідження лицевого індексу, його взаємозв'язків з одонтометричними параметрами; біомеханічний - для вивчення показників мікротвердості емалі і дентину; метод тривимірного твердотільного комп'ютерного моделювання - для створення адекватних моделей премолярів людини; метод кінцевих елементів - для математичного аналізу поведінки одержаних 3-D моделей в умовах статичного стиснення; статистичний метод - для аналізу і інтерпретації одержаних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. В цьому дослідженні застосований принципово новий комплексний підхід у вивченні малих кутніх зубів людини. Вперше, на основі великого фактичного матеріалу, визначений діапазон індивідуальної та статевої мінливості форми премолярів для більшості періодів постнатального онтогенезу і побудовані адекватні тривимірні комп'ютерні моделі. Проведений їх аналіз, визначені деформації і критичні напруги для різних елементів моделі.

Вперше встановлений діапазон індивідуальної, вікової мінливості одонтометричних показників премолярів, проведений їх регресійний і кореляційний аналіз.

Вперше вивчена індивідуальна мінливість коренів і кореневих каналів премолярів у жителів Луганської області, Україна.

Вивчена мікротвердість емалі та дентину в різних ділянках сагітальних і горизонтальних шліфів премолярів.

На основі одержаних даних, побудовані тривимірні комп'ютерні моделі малих кутніх зубів людини, які включають всі елементи зуба: емаль, дентин, порожнину й кореневі канали.

Вперше, з використанням методу кінцевих елементів, розрахована поведінка тривимірних моделей премолярів з різною формою коріння і різними вкладками з композитних матеріалів.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані одонтометричні дані відображають діапазон індивідуальної і статевої мінливості малих кутніх зубів людини. Доповнені і розширені існуючі уявлення про вікові зміни зубів і їх міцних властивостей. Проведене дослідження дозволило простежити розподіл напруг і ступінь деформації при випробуваннях на стиснення різних частин зуба, визначити межі механічних навантажень і найнесприятливіші місця цих навантажень. Одержані результати доповнили уявлення про структуру і функцію різних елементів зуба, ролі емалі і дентину. Результати проведеного дослідження дозволяють більш точно розрахувати оптимальну форму і матеріал імплантантів при протезуванні, спрогнозувати форму і довжину кореневих каналів.

Одержані дані можуть бути використані при навчанні студентів медичних університетів на кафедрах анатомії людини і стоматології і в практичній роботі стоматологів. Основні положення дисертації використовуються у навчальному процесі і науково-дослідній роботі кафедр: анатомії людини, гістології цитології та ембріології Луганського державного медичного університету, анатомії людини Одеського державного медичного університету, інформатики та біомеханіки Харківської державної академії фізичної культури, анатомії людини Вінницького національного медичного університету,анатомії людини, топографічної анатомії та оперативної хірургії Буковинського державного медичного університету, анатомії людини Сумського державного університету, анатомії людини та гістології Ужгородського національного університету, оперативної хірургії та топографічної анатомії Харківського національного медичного університету, анатомії людини Донецького національного медичного університету.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом самостійно виконаний патентно-інформаційний пошук, визначені мета і задачі дослідження, методичні підходи побудови тривимірних моделей і їх аналізу, згідно з якими автором особисто виконані всі дослідження нативних препаратів зубів і рентгенограм. Автором особисто створені всі тривимірні комп'ютерні моделі зубів, проведений їх аналіз з використанням методу кінцевих елементів. Дисертантом проведена статистична обробка одержаних даних, оформлення їх у вигляді таблиць, графіків, цифрових зображень, проведений аналіз результатів, сформульовані основні положення і висновки роботи. Основною є участь автора в підготовці статей до друку. В актах впровадження наводяться дані, які особисто одержані автором в процесі виконання роботи. Інтерпретація отриманих результатів, всі положення, які винесені на захист і висновки дисертації належать автору. Запозичення результатів інших авторів відсутні.

Апробація результатів дослідження. Основні положення дисертаційного дослідження доповідались на П'ятому міжнародному симпозіумі «Актуальні проблеми біофізичної медицини» (Київ, 2007) на Науково-практичній конференції з міжнародною участю «Актуальні проблеми геріартричної ревмоортопедії» (Київ, 2009), на Науково-практичній конференції з міжнародною участю «Прискорене старіння: механізми, діагностика, профілактика» (Чернівці, 2009).

Публікації. За матеріалами дисертації було опубліковано 11 наукових робіт. Серед них 8 публікацій в наукових профільних виданнях, рекомендованих ВАК України, з яких 3 самостійних; 3 публікації в матеріалах і тезах конференцій, конгресів, з'їздів.

Структура та обсяг дисертації. Матеріали дисертації викладено на 184 сторінках (145 сторінок основного тексту). Робота включає вступ, огляд літератури, матеріали й методи дослідження, 4 розділи власних досліджень, аналіз одержаних результатів, висновки і практичні рекомендації. Список літератури містить 234 першоджерела. Дисертація ілюстрована 19 таблицями і 76 малюнками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи дослідження. Дане дослідження повністю відповідає загальноприйнятим біоетичним нормам і вимогам принципів Гельсінської декларації прав людини, Конвенції Ради Європи про права людини і біомедицини та відповідних Законів України стосовно проведення експериментальних та клінічних досліджень (протокол № 6 від 02.09.2009 р. засідання комісії з питань біоетики Луганського державного медичного університету).

Матеріалом дослідження послужили 273 малі кутні зуби (128 зубів осіб чоловічої статі у віці від 17 до 86 років, і 145 зубів осіб жіночої статі у віці від 14 до 90 років). Серед зубів верхньої щелепи перших премолярів було 58 (31 правий і 27 лівих), а других - 78 (серед них 40 правих і 38 лівих). Зуби нижньої щелепи включали 66 перших премолярів (33 правих і 33 лівих) і 71 другий премоляр (серед них 39 правих і 32 лівих). Матеріал дослідження був підрозділений на віково-статеві відповідно до загальноприйнятої вікової періодизації (В.Г. Ковешніков, Б.А. Никітюк, 1992).

Крім того, були досліджені премоляри на 43 гіпсових моделях верхніх і нижніх щелеп (серед них 29 осіб чоловічої статі і 14 жіночого) і 107 рентгенограм. 19 зубів було залито в поліакріл і потім були виговлені сагитальні шліфи отриманих блоків для вивчення біомеханічних властивостей різних ділянок емалі і дентину. Таким чином, в цілому вивчалося 442 об'єкти.

За допомогою товстотного циркуля у пацієнтів перед екстракцією зубів проводилось вимірювання виличного діаметру голови (ВД) і висоти обличчя (ВО). Форму обличча визначали по значенню лицевого покажчика (ЛП):

ЛП = (ВО / ВД) х100%

Використовувалися наступні категорії лицевого покажчика: ейріпрозопія (до 84,9%), мезопрозопія (85,0%-89,9%), лептопрозопія (90,0% і більш).

Досліджуванні зуби в своїй більшості були інтактні, оскільки їх екстрагували з ортодонтичною та ортопедичною метою у осіб проживаючих в Луганську і Луганській області (Україна). Кожний зуб зберігався в окремому контейнері з позначенням статі і віку пацієнта. Використовуючи метод одонтоскопії, ми вивчали особливості будови коронок зубів, форми горбків і борозен на оклюзионної поверхні, особливу увагу надавали морфології коренів, їх кількості, формі і особливостям будови.

Одонтометрію премолярів проводили за загальноприйнятою методикою (В. В. Гончаров і соавт., 1992); в нашій модифікації додано вимірювання довжини вестибулярного кореня у разі його наявності. Таким чином, за допомогою штангельциркуля з точністю до 0,1 мм, вимірювалися наступні 13 параметрів малих кутніх зубів: висоту зуба; висоту коронки у вестибулярному напрямі; висоту коронки в язичному напрямі; висоту (довжину) вестибулярного кореня; висоту (довжину) язичного кореня; вестибулярно-язичний діаметр коронки; медіально-дистальний діаметр коронки; вестибулярно-язичний діаметр шийки; медіально-дистальний діаметр шийки; вестибулярно-язичний діаметр кореня; медіально-дистальний діаметр кореня; висоту вестибулярного горбка; висоту язичного горбка. При одонтометрії коронок премолярів на гіпсових моделях визначалися за допомогою штангенциркуля наступні параметри: висота коронки у вестибулярному напрямі; вестибулярно-язичний діаметр коронки; медіально-дистальний діаметр коронки. Використовуючи дані одонтометрії малих кутніх зубів, вивчали їх вікові особливості, індивідуальну мінливість і статевий диморфізм.

При візуальному аналізі рентгенограм вивчалися і реєструвались результати зовнішньої морфології коренів і кореневих каналів. Враховуючи кількість коренів і кореневих каналів в них, зуби були розділені на 4 групи. Група І - зуби з одним коренем, група ІІ - зуби з двома сполученими коренями, група ІІІ - зуби з двома окремими коренями, група ІV - зуби з трьома коренями - згідно класифікації Вейн (Weine, 1996).

Товщину емалі на різних ділянках зуба вивчали за допомогою програми «Morpholog» (A.С. України №9604, В.В. Овчаренко, В.В. Маврич, 2004). Цифрові зображення одержаних зразків одержували у форматі *.bmp 720х576 пікселів, 96 крапок на дюйм, з глибиною кольору 24 біти на апаратно-програмному комплексі, реалізованому на основі персонального комп'ютера Celeron-800 Mh, RAM 256 Mb, HDD 40 Gb і videopresenter Samsung SVP-5500.

Далі на шліфах за допомогою мікротвердоміра ПМТ визначалися міцністні властивості емалі і дентину в різних зонах горизонтальних і сагитальних шліфів премолярів методом вдавлювання у випробовуваний матеріал алмазного індентора Віккерса, що забезпечував геометричну і механічну подібність відбитків по мірі поглиблення індентора під дією навантаження відповідно до «Методу визначення мікротвердості, допускаючі наближення відбитку від вдавлювання алмазної піраміди» (ГОСТ 9450-76). Як індентора при вимірюванні мікротвердості, використовували правильну чотиригранну алмазну піраміду з 136° кутом при вершині. Ця піраміда плавно вдавлювалася в зразок вагою в 20 г протягом 10-15 секунд, після чого проводилося розвантаження зразку.

Статистичну обробку одержаних даних проводили використовуючи методи параметричної статистики, кореляційного й регресійного аналізів, достовірність відмінностей між показниками визначали за допомогою t-теста.

Забір і дослідження матеріалу, біомеханічний аналіз, обробку графічних зображень і аналіз цифрових даних, побудову тривимірних комп'ютерних моделей і їх аналіз методом кінцевих елементів проводили на базі багатопрофільних наукових лабораторій кафедри нормальної анатомії Луганського державного медичного університету.

Результаті дослідження та їх обговорення. Результати нашого дослідження свідчать, що найважливішою з диференціальної точки зору для премолярів є наявність мезіально-язичних борозен. Для мезіальної норми першого верхньощелепного премоляра вельми характерна ситуація, коли борозна мезіального краєвого гребеня перетинає мезіальний краєвий гребінь і з'єднується з центральною борозною в мезіальної трикутній ямці. Мезіальна краєва борозна є однією з важливих ознак перших премолярів верхньої щелепи і зустрічається з великою частотою - в 95,2% випадків. Що стосується других премолярів, дана ознака спостерігалася лише в 38,4% випадків. Дистальні краєві борозни зустрічаються досить рідко: в 37,3% і 30,1% випадків на першому і другому верхніх премолярах, відповідно.

За наявності мезіально-язичних борозен у перших премолярів нижньої щелепи, вони визначаються між мезіальним краєвим гребенем і мезіальним скатом язичного горбку в язичній третині зуба в 67,4% випадків. Іноді є борозна між дистальним краєвим гребенем і дистальним скатом язичного горбка, що зустрічалося лише в 8,2% випадків.

Для дво- і тригорбкових типів других нижніх премолярів, борозни краєвих гребенів є досить рідкісним явищем. Так, на мезіальному краєвому гребені ці борозни визначалися в 24,2% випадків, а на дистальному краєвому гребені - лише в 11,7% випадків.

Дослідження статевого диморфізму одонтометричних показників має практичне значення в судовій медицині і антропології. Наші дослідження показали, що хоча ряд одонтометричних показників і відрізняється для зубів осіб різної статі, не існує статистично значущої ознаки дозволяючої віддиференціювати чоловічі премоляри від жіночих (результати t-теста для всіх показників - р>0,05), що узгоджується з результатами інших авторів (Е.С. Потеряйкин зі співавт., 2004; P. Bourdiol зі співавт., 2007).

З другого боку, нами знайдені одонтометричні показники премолярів, які достовірно корелюють з віком індивідуума:

для першого верхнього премоляра - висота коронки в язичному напрямі hCL (r = -0,43; р<0,05);

для першого нижнього премоляра - вестибулярна висота коронки hCV (r = -0,34; р<0,05);

для другого верхнього - відразу два параметри мали статистично значущу негативну кореляційну залежність з віком - висота коронки у вестибулярному hCV і язичному напрямах hCL (r=-0,43 і r=-0,26 при р<0,05);

для других нижніх премолярів - вестибулярна висота коронки hCV (r=-0,34; р<0,05).

Це дозволило нам вивести регресійні формули для даних одонтометричних показників по відношенню до віку людини:

для першого верхнього премоляра - hCL (мм) = 6,72 - 0,02 х вік (г);

для першого нижнього премоляра - hCV (мм) = 7,78 - 0,02 х вік (г);

для другого верхнього премоляра - hCV (мм) = 7,78 - 0,02 х вік (г) та

hCL (мм) = 6,99 - 0,03 х вік (г);

для других нижніх премолярів - hCV (мм) = 7,49 - 0,02 х вік (г).

Важливі кореляційні зв'язки просліджуювалися між деякими одонтометричними показниками і формою обличчя (лицьовим покажчиком), так були виялені наступні достовірні кореляції:

для першого верхнього премоляра достовірно корелюють (р<0,05) відразу три показники - вестибулярна і язична висота коронки і медіально-дистальний діаметр коронки зуба (r=0,48, r=0,38 і r=0,74, відповідно);

для першого нижнього премоляра є два показники - довжина кореня (язичного) і вестибуло-язичний діаметр шийки зуба (r=0,48 і r=0,38 при р<0,05);

для другого верхнього премоляра лицьовий індекс корелює тільки з одним показником - вестибулярною висотою коронки (r=0,26; р<0,05);

для другого нижнього премоляра достовірних кореляцій не знайдено (імовірно, це пов'язано з тим, що даний зуб серед премолярів має найбільшу вариабельність форм і розмірів).

Але найбільшу увагу в сучасній медицині дослідники надають вивченню морфології коренів зубів і кореневих каналів. Це пов'язано перш за все з насущними потребами стоматології і щелепно-лицьової хірургії. Проаналізувавши сучасні літературні джерела, ми з'ясували, що багато досліджень в області морфології зубів мають значні розбіжності в результатах щодо зовнішньої і внутрішньої анатомії малих кутніх зубів людини, що пов'язано із значної варіабельністью анатомічної будови цих структур у різних популяціях. Зведені дані про частоту зустрічається перших верхніх премолярів з різною кількістю коренів за даними різних авторів, а також власні дані приведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Частота зустрічаємості різної кількості коренів для перших верхніх премолярів за даними різних авторів.

Автор (рік)	1 корінь (%)	2 кореня (%)	3 кореня (%)
Ingle (1965)	43,0	55,0	2,0
Carns, Skidmore (1973)	22,0	72,0	6,0
Vertucci, Gegauff (1978)	26,0	70,0	4,0
Pecora зі співавт. (1991)	55,8	41,7	2,5
Loh (1996)	49,4	50,6	0,0
Kartal зі співавт. (1998)	37,3	61,3	1,3
Chaparro зі співавт. (1999)	40,0	56,7	3,3
Atieh (2008)	17,9	80,9	1,2
Власні дані	31,6	66,8	1,6

Подібні варіації мають велике значення в стоматологічній практиці. Клініцисти повинні мати уявлення про індивідуальні та етнічні особливості морфології премолярів.

Частота зустрічаємості першого премоляра верхньої щелепи з одним коренем варіювала від 22% за даними одних авторів (E.J. Carns, A.E. Skidmore, 1973) до 55,8% відповідно до даних іншого автора (J.D. Pecora зі співавт., 2003). Згідно нашим даним, частота зустрічається однокореневих перших верхніх премолярів у осіб, проживаючих на території Луганської області складає 31,6%.

Аналогічна картина спостерігалася і для премолярів з двома коренями: як найменша частота зустрічаємості двукорневих зубів (50,6%) зареєстрована H.S. Loh, 1998, найбільша - 80,9% за даними Momen А. Atieh, 2008. Відповідно до наших даних частота зустрічається двукоренних перших верхніх премолярів складала 55,9%.

За даними літератури частота трьохкореневих премолярів не перевищує 6%. В наших дослідженнях ми знайшли лише один трьохкореневий зуб.

Таким чином, результати нашого дослідження свідчать, що однокореневі форми верхніх перших премолярів набагато частіше зустрічаються у жителів України, ніж серед населення Саудівської Аравії (Momen А. Atieh, 2008). З другого боку, наші дані вельми близькі до даних авторів, вивчаючих аналогічну ознаку у жителів Північної Америки і Туреччини (E.J. Carns, A.E. Skidmore, 1973; N. Kartal зі співавт., 2008). Наші дані про частоту зустрічаємості двукореневих зубів подібні до результатів F.J. Vertucci, А. Gegauff, 1989, набагато перевищують дані для населення Бразилії (J.D. Pecora зі співавт., 1991) і значно нижче в порівнянні з результатами, одержаними для населення Саудівської Аравії (Momen А. Atieh, 2008). Трикореневі форми для премолярів є дуже рідкісні і складають лише 1,6% за нашими даними, це ж підтверджується більшістю досліджень [(E.J. Carns, A.E. Skidmore, 1973; N. Kartal зі співавт. 2008).

Щодо кількості кореневих каналів, більшість сучасних робіт також присвячена вивченню першого верхнього премоляра, як зуба з найбільшою варіабельністю цієї ознаки серед малих кутніх зубів людини. Провівши детальний аналіз всіх доступних літературних джерел, ми встановили, що частота зустрічаємості першого верхнього премоляра з одним кореневим каналом варіює від 8,0% (D. Green, 1973) до 26,2% (F. Pineda, Біля. Kuttler, 1972) Частота зустрічаємості зубів з двома каналами складала від 73,3% до 92,0%. Зуби, які мають три кореневі канали складали лише 0 - 6%, за даними різних авторів (таб. 2).

Результати нашого дослідження показали достатньо високу частоту зустрічаємості зубів з одним каналом серед осіб Української популяції (13,3%), що збігається з даними J.D. Pecora зі співавт., 1991 одержаними для жителів Бразилії. Премоляри з двома каналами нами були знайдені (тип ІІ і тип ІІІ) в 85,1%, що аналогічно результатам одержаним для населення Північної Америки і дещо нижче в порівнянні з жителями Туреччини, Саудівської Аравії і Сінгапура. Найнижча частота зустрічається, як і очікувалося, була у зубів з трьома каналами (мал. 2).

Таблиця 2

Частота зустрічаємості різної кількості кореневих каналів біля перших верхніх премолярів за даними різних авторів

Автор (рік)	1 канал (%)	2 канали (%)	3 канали (%)
Pineda, Kuttler (1972)	26,2	73,3	0,5
Green (1973)	8,0	92,0	0,0
Carns, Skidmore (1973)	9,0	85,0	6,0
Pecora зі співавт. (1991)	17,1	80,4	2,5
Kartal зі співавт. (1998)	8,7	89,6	1,7
Atieh (2008)	8,9	89,8	1,2
Власні дані	13,3	85,1	1,6

Таким чином, спостерігається значна різниця частоти зустрічаємості коренів і кореневих каналів для премолярів осіб різних популяцій. На наш погляд, це пояснюється етнічною варіабельністю морфології премолярів людини. Дані отримані у результаті данного дослідження необхідні для правильного обстеження пацієнтів і успішного ортодонтичного лікування, вони розширюють уяву про індивідуальну мінливість малих кутніх зубів людини в сучасній популяції.

Значна частина нашої роботи була присвячена біомеханіці та створенню комп'ютерних тривимірних моделей премолярів на основі одержаних попередньо даних про розміри і міцностні властивості різних елементів зубів.

У результаті біомеханічних випробувань різних зон горизонтальних шліфів премолярів нами було з'ясовано, що мікротвердість емалі спостерігалася від 356,4 кг/мм2 до 457,8 кг/ммІ, а модуль пружності реєструвався в інтервалі від 67,7 ГПа до 85,5 ГПа, що добре узгоджується з роботами інших авторів (D. Arola зі співавт., 2001; S.M. Chung, A.U.J. Yap, 2005; M.K. Wu зі співавт., 2008). Для дентину нами було знайдено, що його міцностні властивості достовірно (р<0,05) знижуються у напрямку до порожнини зубу: від 159,7±17,0 кг/ммІ до 118,4±15,1 кг/ммІ, а модуль пружності від 33,3±3,0 ГПа до 26,1±2,6 ГПа.

Вивчаючи міцностні характеристики різних зон емалі і дентину на сагиттальних шліфах перших верхніх премолярів у осіб юнацького і літнього віків, за допомогою t-теста, нами встановлено, з одного боку, що не існує статистично значущої різниці між міцністними властивостями аналогічних зон для осіб різних вікових груп, а з іншого боку, в межах одного зуба міцністні властивості емалі й дентину значущо різняться залежно від зони випробування. Так нами було з'ясовано, що міцностні показники емалі були вище з боку щочної поверхні коронки в порівнянні з областю горбка зубу. Статистично значущо (p<0,01) відрізнялися міцностні властивості дентину в різних зонах: найміцнішим виявився дентин в області горбка зуба (159,7±17,0 кг/ммІ - 171,4±13,0 кг/ммІ та 33,3±3,0 ГПа - 35,4±2,3 ГПа) і як найменше міцним - в області дна порожнини пульпи (118,4±15,1 кг/ммІ - 123,3±7,4 кг/ммІ і 26,1±2,6 ГПа - 27,0±1,3 ГПа).

У результаті нашого дослідження були створені тривимірні комп'ютерні моделі зубів і проведено їх аналіз в умовах статичного стиснення методом кінцевих елементів. При цьому ми моделювали силу фізіологічного жувального навантаження в 100 Н прикладеної вертикально до оклюзійонної поверхні, що базується на роботах M.K. Wu зі співавт., 2008 і добре узгоджується з роботами інших авторів (W.D. Browning, 1999; H.K. Kopola зі співавт., 2006). Хоча деякі дослідники пропонують вважати фізіологічним жувальним навантаженням силу в 500Н - 600Н (K.A. Proos зі співавт., 2003). Нам здається це нелогічним, оскільки за даними багатьох інших авторів при навантаженнях понад 450 Н наступає руйнування зуба (S. Darendeliler, H. Darendeliler, 1992; E.S. Pane зі співавт., 2002).

Моделюючи пломби різного розміру і положення в коронці премолярів, ми з'ясували за допомогою кінцево-елементного аналізу, що пломби з сучасних композитних матеріалів (3M Filtek P60, St. Paul, MN, USA) як на оклюзійній поверхні зуба (різних розмірів), так і на бічній поверхні зуба (1/8 коронки) не знижують біомеханічних властивостей зуба при фізіологічних жувальних навантаженнях.

При моделюванні бічного навантаження брекетів ми використовували силу в 2 Н, прикладену перпендикулярно до щочної поверхні зуба, яка була обгрунтована і використана в аналогічній праці (K.L. Osbome-Smith зі співавт., 1998), в якій вивчалося, за допомогою методу кінцевих елементів, зміщення різців при використовуванні брекет-систем.

При вивченні різних форм коренів премолярів ми виділили 5 основних типів коренів: нормальний, короткий, усічений, зігнутий і звужений на кінці. Для всіх них нами були побудовані відповідні тривимірні комп'ютерні моделі і проведено їх аналіз методом кінцевих елементів в умовах статичного стиснення.

У результаті аналізу було з'ясовано, що бічне навантаження в 2 Н застосоване перпендикулярно до щочної поверхні коронки (брекет-системи) викликає різні эфекти в зубах з різною формою коренів. Так, зміщення кінцевих елементів в моделі премоляра з коротким коренем було в 2 рази менше норми; таким чином, в цьому випадку потрібно збільшити навантаження для відповідного зміщення зубу. Для моделі з усіченим коренем ніяких особливостей по відношенню до норми не зареєстровано. Для моделей із зігнутим коренем та з коренем звуженим на кінці наші розрахунки свідчать, що напруги на верхівці кореню у разі проведення бічного навантаження на коронку зубу прогресивно зростають в напрямці до верхівки кореню (вони значно перевищують небезпечний рівень у 0,3 МПа), що в результаті може приводити до резорбції верхівки кореню зубу.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі за допомогою сучасних морфологічних, біомеханічних та комп'ютерних методів дослідження вирішене актуальне наукове завдання: вивчені межі вікових особливостей, статевої і індивідуальної мінливості малих кутніх зубів людини, на основі чого створені адекватні тривимірні комп'ютерні моделі, що дозволяють прогнозувати поведінку зубів і віртуально вирішувати різні морфологічні задачі і завдання практичної стоматології.

Найістотнішими елементами індивідуальної мінливості коронок премолярів є форма горбків і борозен. Мезіальна крайова борозна зустрічається з великою частотою у перших верхніх премолярів (95,2% випадків); у других премолярів дана ознака зустрічається в 38,4% випадків. Дистальні крайови борозни зустрічаються досить рідко: в 30,1% - 37,3% випадків на другому і першому верхніх премолярах, відповідно. За наявності мезіально-язикових борозен у перших премолярів нижньої щелепи, вони визначаються між мезіальним крайовим гребенем і мезіальним скатом язикового горбка в язиковий третині зуба у 67,4% випадків. Іноді є борозна між дистальним крайовим гребенем і дистальним скатом язикового горбка, що було знайдене лише в 8,2% випадків.

Згідно з нашими даними, частота однокореневих форм перших верхніх премолярів у осіб проживаючих на території Луганської області складає 31,6%; два кореня зустрічаються в 66,8% і трикоренева форма спостерігалася лише в 1,6% випадків. Частота зустрічаємості зубів з різною кількістю каналів була наступна: 1 канал - 13,3%; 2 канали - 85,1%; 3 канали - 1,6%.

Нами було знайдено ряд достовірних кореляційних залежностей деяких одонтометричних показників премолярів з віком: для першого верхнього - язична висота коронки (r= -0,43; р<0,05), для першого і другого нижніх - вестибулярна висота коронки (r = -0,34; р<0,05) і для другого верхнього - відразу обидві висоти коронки - язична і вестибулярна (r=-0,43 та r=-0,26 при р<0,05). Достовірних ознак статевого диморфізму одонтометричних премолярів знайти не вдалося.

При випробуваннях на міцність різних зон емалі та дентину на сагітальних шліфах перших верхніх премолярів у осіб юнацького і літнього віків за допомогою t-теста нами встановлено з одного боку, що не існує статистично значущої різниці між міцностними характеристиками аналогічних зон для осіб різних вікових груп, а з другого боку в межах одного зуба мікротвердість емалі та дентину вірогідно знижувалася в напрямку до порожнини зуба: від 423,9±23,0 кг/ммІ до 387,9±13,1 кг/ммІ (для емалі) і від 145,1±20,8 кг/ммІ до 138,0±14,3кг/ммІ (для дентину).

Створені тривимірні комп'ютерні моделі премолярів і їх кінцево-елементний аналіз дозволив встановити, що вкладки з сучасних композитних матеріалів як на оклюзивній поверхні зуба (різних розмірів), так і на бічній поверхні зуба (достатньо великі за розміром) не знижують біомеханічних властивостей зуба при фізіологічних жувальних навантаженнях.

При аналізі моделей премолярів із зігнутим коренем і з коренем звуженим на кінці ми з'ясували, що напруги на верхівці коренів у разі присутності бічного навантаження (брекет-систем) зростають вище за небезпечний рівень в 0,3 МПа і можуть призводити до резорбції верхівки кореня зуба.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ:

Одержані в результаті дослідження одонтоскопічні і одонтометричні дані можуть бути використані при до- і постдипломній підготовці студентів стоматологічних факультетів медичних університетів.

У судово-медичній практиці або при антропологічних дослідженнях для встановлення віку можливо використовувати одержані в результаті нашого дослідження формули регресійної залежності різних одонтометричних показників премолярів від віку суб'єкту.

При використовуванні брекет-систем в ортодонтичній практиці слід проводити попереднє рентгенологічне дослідження зубощелепної системи пацієнта для виявлення зубів із зігнутими коренями або звуженими на кінці коренями. В цьому випадку не слід створювати бічного тиску на коронку відповідних премолярів, так як концентрація небезпечних напруг на верхівці кореню може сприяти її резорбції.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Болгова Е.С. Конечно-элементные трехмерные компьютерные модели постоянных зубов человека / Е.С. Болгова, В.В. Маврич, В.Б. Возный // Український морфологічний альманах - 2005. - №3 - С. 53-58. (Особистий внесок здобувача полягає у розробці тривимірних моделей премолярів та їх дослідженні).

Болгова Е.С. Возрастные и половые особенности содержания кальция, фосфора и магния в минерализованных тканях / Е.С. Болгова, В.В. Маврич, В.Б. Возный // Український морфологічний альманах - 2006. - №1 - С. 69-73. (Особистий внесок здобувача полягає у обробці результатів дослідження та підготовці статті до друку).

Новые подходы к изучению напряженно-деформируемого состояния зубов человека / Е.С. Болгова, В.В. Маврич, В.Б. Возный [и др.] // Світ медицини та біології - 2006. - № 1 - С. 78-83. (Особистий внесок здобувача полягає у розробці тривимірних моделей премолярів, їх дослідженні та підготовці статті до друку).

Особенности морфометрических показателей вторых премоляров лиц украинской популяции в зависимости от возраста и пола / Е.С. Болгова, В.Б. Возный, Д.Б. Бутенко [и др.] // Український медичний альманах - 2007. - №2 - С. 28-30. (Особистий внесок здобувача полягає у дослідженні морфометричних показників зубів та підготовці статті до друку).

Возный В.Б. Морфология корня и канала первых премоляров верхней челюсти среди населения Луганской области / В.Б. Возный // Український морфологічний альманах - 2008. - №2 - С. 72-74.

Возный В.Б. Половые отличия и индивидуальная изменчивость первых верхних премоляров человека / В.Б. Возный // Український морфологічний альманах - 2009. - №2 - С. 28-31.

Возный В.Б. Микротвердость эмали и дентина в различных зонах на сагиттальных шлифах первых верхних премоляров у лиц разных возрастных групп / В.Б. Возный // Український медичний альманах - 2009. - №4 - С. 41 -40.

Биомеханические свойства эмали и дентина в пределах одного зуба на горизонтальном шлифе / В.Г. Ковешников, В.В. Маврич, В.Б. Возный [и др.] // Український морфологічний альманах - 2009.- №3- С. 37-40. ( Особистий внесок здобувача полягае у виготуванні шліфів та обробці результатів дослідження).

Сравнительные данные одонтометрии резцов лиц, проживающих на разных этнических территориях / В.Г. Ковешников В.В. Маврич, В.Б. Возный [и др.] // Український морфологічний альманах - 2006. - №2 - С. 102. (Особистий внесок здобувача полягає у обробці результатів дослідження та підготовці статті до друку).

Болгова Е.С. Компьютерный анализ напряженно-деформируемого состояния зубов человека / Е.С. Болгова, В.В. Маврич, В.Б. Возный // 5 Международный симпозиум «Актуальные проблемы биофизической медицины» материалы международного симпозиума, 17-19 мая 2007г.; - Киев 2007. - С. 28-29. (Особистий внесок здобувача полягає у дослідженні тривимірних моделей премолярів).

Возний В.Б. Морфометричні показники перших нижніх премолярів у мешканців Луганської області / В.Б. Возний // Українські медичні вісті - 2009. - №8 - С. 116 - 117.

АНОТАЦІЯ

Возний В.Б. Статева та індивідуальна мінливість премолярів людини з позиції тривимірної реконструкції. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата медичних наук за фахом 14.03.01 - нормальна анатомія. - Луганський державний медичний університет МОЗ України, Луганськ, 2009.

Дисертація присвячена вивченню морфології премолярів людини і їх біомеханічних властивостей, створенню тривимірних компютерних моделей премолярів та вивченню їх в різних умовах. Матеріалом дослідження послужили 273 малі кутні зуби людини, 43 гіпсових моделі верхніх і нижніх щелеп, 19 шліфів зубів залитих в поліакрил, і 107 рентгенограм.

На великому фактичному матеріалі встановлений діапазон індивідуальної, вікової мінливості одонтометричних показників премолярів, проведений їх регресійний і кореляційний аналіз, вивчена індивідуальна мінливість коренів і кореневих каналів премолярів у мешканців Луганської області, Україна.

Вивчена мікротвердість і модуль пружності емалі і дентину у різних ділянках сагітальних і горизонтальних шліфів премолярів осіб різних вікових груп.

На основі одержаних даних побудовані тривимірні комп'ютерні моделі малих кутніх зубів людини, які включають всі елементи зуба: емаль, дентин, порожнину й кореневі канали. Вперше, з використанням методу кінцевих елементів, розрахована поведінка тривимірних моделей премолярів з 5 різними формами коренів і вкладками різного розміру на коронці з композитних матеріалів.

Ключові слова: одонтометрія, премоляри, мікротвердість, тривимірні моделі.

АННОТАЦИЯ

Возный В.Б. Половая и индивидуальая изменчивость премоляров человека с позиции трехмерной реконструкции. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.01 - нормальная анатомия. - Луганский государственный медицинский университет МЗО Украины, Луганск, 2009.

Диссертация посвящена изучению морфологии премоляров человека и их биомеханических свойств, создании трехмерных комьютерных моделей премоляров и изучению в различных условиях. Материалом исследования послужили 273 малых коренных зуба человека, 43 гипсовых модели верхних и нижних челюстей, 19 шлифов зубов залитых в полиакрил и 107 рентгенограмм.

На премолях проводилась стандартная программа одонтометрии, плюс имерялась длина второго корня в случае его наличия. При визуальном анализе рентгенограмм изучались и регистровались результаты внешней морфологии корней и корневых каналов по Вейну (Weine, 1996). На шлифах зубов с помощью микротвердомера ПМТ-3 определялись прочностные свойства эмали и дентина в различных точках горизонтальных и сагиттальных шлифов премоляров по Виккерсу (ГОСТ 9450-76). На основе полученных данных, методом твердотельного компьютерного моделирования построены трехмерные модели малых коренных зубов человека, включающие все элементы зуба: эмаль, дентин, полость и корневые каналы. Кроме того, построены модели зубов с различными формами корней и со вкладками из композитного материала 3M Filtek P60. Статистическую обработку полученных данных проводили используя методы параметрической статистики, корреляционного и регрессионного анализов, достоверность отличий между переменными определяли с помощью t-теста.

В результате исследования был обнаружен ряд достоверных корреляционных отношений некоторых одонтометрических показателей премоляров с возрастом, достоверных признаков полового диморфизма одонтометрических премоляров обнаружить не удалось.

При испытаниях на прочность различных зон эмали и дентина на сагиттальных шлифах первых верхних премоляров у лиц юношеского и пожилого возрастов, с помощью t-теста установлено с одной стороны, что не существует статистически значимой разницы между прочностными характеристиками аналогичных зон для лиц разных возрастных групп, а с другой стороны в пределах одного зуба прочностные свойства эмали и дентина значимо разнятся в зависимости от зоны испытания.

Конечно-элементный анализ компьютерных моделей премоляров позволил установить, что вкладки из современных композитных материалов не снижают биомеханических свойств зуба при физиологических жевательных нагрузках. При анализе моделей премоляров с изогнутым корнем и с корнем суженным на конце было выяснено, что напряжения на верхушке корня в случае приложения боковой нагрузки (брекет-систем) возрастают выше опасного уровня и могут приводить к резорбции верхушки корня зуба.

Ключевые слова: одонтометрия, премоляры, микротвердость, трехмерные модели.

SUMMARY

Vozniy V. B. Sexual and individual variability of human premolars in aspect of three-dimensional reconstruction. - Manuscript.

The dissertation submitted for the Candidate of Sciences (Medicine) Degree in speciality 14.03.01 - normal anatomy. - Lugansk State Medical University MHP of Ukraine, Lugansk, 2009.

The dissertation is devoted to morphology studying of human premolars and their biomechanical properties, creation of premolar three-dimensional computer models and their's investigation in various conditions. As a research material 273 human premolars, 43 gypsum models of the upper and lower jaws, 19 teeth sections filled in in polyacryle and 107 X-rays have been studed.

On the big real material the range of individual and age variability of odontometrical parametrs of human premolars is established, their's regression and correlation analysis are provided, individual variability of roots and root channels of premolars at citizens of Lugansk region, Ukraine is described.

Microhardness and elasticity module of of enamel and dentine in various sites of sagittal and horizontal sections of human premolars of various age groups is studied.

On the basis of the received data, three-dimensional computer models of human premolars including all elements of a tooth are created: enamel, dentine, a dental cavity and root channels. For the first time using a final elements method the behaviour of three-dimensional models of premolars with 5 various root shapes and various size fillings from composit materials on a crown is calculated.

Key words: odontometry, premolars, microhardness, three-dimensional models.

Размещено на Allbest.ru