Разработка, внедрение и оптимизация использования эластопозиционеров при ортодонтическом лечении зубоальвеолярных форм аномалий окклюзии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

14.01.14 - «Стоматология»

Разработка, внедрение и оптимизация использования эластопозиционеров при ортодонтическом лечении зубоальвеолярных форм аномалий окклюзии

Селезнёв Дмитрий Александрович

Москва- 2011

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ.

Научные консультанты:

Заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, профессор Базикян Эрнест Арамович

Заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАМН, профессор Персин Леонид Семенович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Оспанова Гюльсара Бекеевна

доктор медицинских наук, профессор Алимова Марина Яковлевна

доктор медицинских наук, профессор Абакаров Садулла Ибрагимович

Ведущая организация: ФГОУ ДПО «ИПК ФМБА России»

Защита состоится ____ _____________2011 года в ____ часов на заседании диссертационного совета Д208.041.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ: 127006, Москва, ул. Долгоруковская, д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного медико-стоматологического университета (127206, Москва, ул. Вучетича, д. 10а).

Автореферат разослан ____ ________________ 2011 год.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук, профессор Ю.А. Гиоева

Актуальность проблемы. Аномалии зубочелюстной системы занимают одно из первых мест по распространенности в структуре стоматологической заболеваемости населения Российской Федерации. Функциональные и морфологические отклонения при ортодонтическом обследовании обнаруживаются у 75% детей и более чем в 30% случаев у лиц старших возрастных групп (Л.С. Персин, 1996). В результате эпидемиологического стоматологического обследования, проведенного в соответствии с Приказом Министерства Здравоохранения РФ № 181 от 06.05.1996, зубочелюстные аномалии были выявлены у 60% подростков в возрасте до 14 лет. По данным ВОЗ (2005г.) нуждаемость в ортодонтическом лечении в странах Евросоюза составляет 37 - 49%, в США - 35%.

При отсутствии своевременно оказанной ортодонтической помощи развивается выраженная функциональная патология и, как следствие, заболевания височно-нижнечелюстного сустава, пародонтопатии и ранняя потеря зубов (Ф.Я. Хорошилкина, 2006). Доказана связь патологии прикуса с заболеваниями пищеварительного тракта, а также влияние зубочелюстных аномалий и сопутствующих эстетических нарушений на социальную адаптацию больных (C.O. Onyeaso, 2003). Значимость проблемы доступности и эффективности квалифицированной ортодонтической помощи во многом определяется возможностями аппаратурного обеспечения ортодонтического приема (T.M. Graber, 1983). В ряде клинических ситуаций при комплексном индивидуальном планировании ортодонтического лечения необходимо учитывать абсолютные и относительные противопоказания к использованию традиционной несъемной ортодонтической техники (E. Kuo, 2003).

Факторами, осложняющими ортодонтическое лечение, являются сопутствующая общесоматическая и стоматологическая патология, которую составляют заболевания пародонта (выявляются у 50% пациентов, нуждающихся в ортодонтическом лечении), несовершенный амело- и дентиногенез, индивидуальная непереносимость ряда металлов - компонентов брекетов и ортодонтических дуг (проявляется в виде гиперчувствительности IV типа у 28% европейской популяции) (Н.Х. Хамитова, 1985; Н.А. Березина, 2000; В.В. Кротов, 2001; M. Marigo, 2003).

Диагностирование указанных заболеваний не является противопоказанием к проведению ортодонтического вмешательства, однако, создает предпосылки к использованию съемных позиционирующих аппаратов, исключающих развитие осложнений в процессе ортодонтического лечения (R.D. Owen, 1997). Применение съемных ортодонтических конструкций - эластопозиционеров также показано при наличии в полости рта протяженных протетических конструкций, неудовлетворительной гигиене полости рта, присутствию в анамнезе профессиональных ограничений (военнослужащие, летчики с/з авиации, аквалангисты, спортсмены) и высоких эстетических требованиях пациента (И.Д. Семенова, 2002).

Несмотря на актуальность для современной ортодонтии использования эластопозиционеров и наличие целевой группы ортодонтических пациентов, существующие модификации позиционеров в силу высокой ригидности конструкции и объемности аппарата, затрудняющей его непрерывное использование, не могут применяться как самостоятельные лечебные конструкции в превалирующем количестве клинических ситуаций (В.М. Матвеев, 2001). Конструктивные недостатки стандартных позиционеров и клинически обоснованная широкая область приложения эластопозиционеров аргументируют необходимость разработки новых видов съемных аппаратов, обладающих памятью формы, отвечающих требованиям высокой клинической компетенции и критериям эргономики.

В настоящее время, наряду с разработкой позиционирующих устройств, одним из наиболее актуальных направлений развития ортодонтической специальности считается создание методов и средств интенсификации обменных процессов в тканях пародонта, что в перспективе обеспечит сокращение продолжительности ортодонтического лечения. Важной составляющей инновационного алгоритма является использование в качестве лечебного аппарата съемной конструкции - эластопозиционера, производящего в режиме ускоренного перемещения нормализацию положения зубов и окклюзионных контактов в соответствии с предварительно определенными параметрами окклюзии (А.А. Прохончуков, 1999; W.R. Proffit, 2003).

Для активизации метаболических реакций в костной ткани пародонта применялись как физиотерапевтические методы, так и местная медикаментозная терапия. Несмотря на положительные экспериментальные данные, полученные при использовании пульсирующего электромагнитного поля, существующие эпидемиологические стандарты не позволяют использовать данную методику на ортодонтическом приеме (B.S. Tengku, 2000). Целесообразность применения фармакологического пособия в клинической ортодонтии была показана для препаратов лидазы и 2% раствора хлористого лития. В эксперименте в качестве медикаментозного сопровождения, ускоряющего перемещения зубов, также были успешно применены простагландин Е2, продуценты оксида азота, антагонисты эндогенных вазоконстрикторов, гормональные субстанции, ускоряющие перестройку связочного аппарата периодонта (Y. Iwami-Morimoto, 1999; S. Uematsu, 1996; P. Collin-Osdoby, 1995; M. Kohoe, 1996; C. Chao, 1988). Вместе с тем, клинический менеджмент указанных препаратов затруднен ввиду отсутствия оптимальных дозировок и способов применения, а также наличия выраженных побочных эффектов.

Не изученной остается возможность использования в клинике ортодонтии регуляторов фосфорно-кальциевого обмена - активных форм витамина D3, которые оказывают комплексное влияние на обменные процессы в костной ткани: ускоряют ремоделирование кости за счет активации пула остеокластов и пула остеобластов (Л.Я. Рожинская, 1997; W.R. Proffit, 1999). Согласно экспериментальным данным S. Kale (2004), местное применение активной формы витамина D3 приводит к существенному ускорению темпов перемещения зубов. Таким образом, является актуальным и оправданным разработка и внедрение комплекса лечебных мероприятий с применением витамина D3 с целью сокращения продолжительности активного периода ортодонтического лечения.

Цель исследования. Разработать и внедрить принципы ортодонтического лечения зубоальвеолярных форм аномалий окклюзии с применением оригинальных эластопозиционеров, имеющих нелинейную жесткость конструкции.

Задачи исследования.

1. На основании данных математического моделирования с привлечением компьютерных технологий разработать рациональную конструкцию и схему изготовления эластопозиционеров, имеющих расширенный перечень показаний к клиническому применению.

2. Провести сравнительную оценку результатов ортодонтического лечения и определить показания к использованию эластопозиционеров с нелинейной жесткостью конструкции в сочетании с местным применением активной формы витамина D3.

3. Изучить влияние активной формы витамина D3 на динамику экспериментального перемещения зубов по данным сравнительных метрических измерений.

4. Оценить эффективность экспериментального применения активной формы витамина D3 по выраженности гистологических изменений периодонта и содержанию биохимических маркеров активности остеокластов в препарате костной ткани зубной альвеолы.

5. Исследовать показатели интенсивности остеопластических процессов в костной ткани пародонта по уровню содержания биохимических факторов ремоделирования костной ткани в десневой жидкости в процессе клинического применения активной формы витамина D3.

6. Дать характеристику по данным ультразвуковой денситометрии индукционному влиянию активной формы витамина D3 на скорость процесса перестройки костной ткани пародонта при проведении ортодонтического лечения.

7. На основании полученных экспериментально-клинических данных разработать практические рекомендации и рациональную тактику совместного использования активной формы витамина D3 и эластопозиционеров с нелинейной жесткостью конструкции у пациентов, находящихся на ортодонтическом лечении.

Научная новизна исследования.

Впервые разработана и теоретически обоснована схема конструкции и технология изготовления эластопозиционеров с нелинейной жесткостью каркаса, имеющих расширенные показания к клиническому применению.

Впервые на базе лабораторной модели представлено экспериментальное обоснование использования активной формы витамина D3 для сокращения сроков ортодонтического вмешательства, подтвержденное данными метрических измерений.

Впервые в эксперименте с применением методов гистологического и биохимического анализа изучено активирующее действие витамина D3 на процесс ремоделирования костной ткани пародонта при проведении ортодонтического вмешательства.

Впервые на основании данных биохимических исследований десневой жидкости определено стимулирующее влияние активной формы витамина D3 на скорость перемещения зубов при проведении ортодонтического лечения.

Впервые доказано и показано с применением метода ультразвуковой денситометрии, что местное использование активной формы витамина D3 при проведении ортодонтического лечения приводит к ускорению процесса перестройки костной ткани пародонта в области перемещаемых зубов.

На основании вышеизложенного разработаны принципы совместного использования оригинальных эластопозиционеров с нелинейной жесткостью конструкции и активаторов ремодуляции костной ткани, что способствовало развитию нового направления в ортодонтии и значительно расширило показания к применению отечественных эластопозиционеров.

Практическая значимость работы. Применение эластопозиционеров с нелинейной жесткостью конструкции расширяет показания для проведения ортодонтического лечения, что обусловлено высокой клинической эффективностью при лечении случаев с выраженными аномалиями положения зубов при наличии показаний к использованию съемной техники.

Разработана и физиологически обоснована методика местного применения активной формы витамина D3, позволяющая сократить продолжительность активного периода ортодонтического лечения.

Предложен комплекс клинических и экспериментальных диагностических методов определения динамики ремоделирования костной ткани пародонта в процессе аппаратурной коррекции положения зубов.

Разработаны практические рекомендации по применению эластопозиционеров с нелинейной жесткостью конструкции в сочетании с местным использованием активной формы витамина D3 у пациентов, находящихся на ортодонтическом лечении.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Эластопозиционеры, имеющие нелинейную жесткость конструкции, в сравнении со стандартными модификациями позиционирующих аппаратов обладают высокой лечебной эффективностью, что обосновывает их использование при выраженных нарушениях параметров окклюзии.

2. Использование активной формы витамина D3 приводит к повышению скорости ремоделирования костной ткани пародонта в области перемещаемых зубов и сокращению сроков активного периода ортодонтического лечения.

3. Совместное использовании эластопозиционеров с нелинейной жесткостью конструкции и активной формы витамина D3 сокращает продолжительность активного периода лечения и расширяет показания к применению съемной техники на ортодонтическом приеме.

Внедрение результатов исследования. Методика использования эластопозиционеров, имеющих нелинейную жесткость конструкции, в сочетании с местным применением активной формы витамина D3 внедрена в клиническую работу Консультативно-диагностического центра МГМСУ. Материалы исследований используются в учебном процессе на занятиях с интернами, ординаторами, аспирантами кафедры пропедевтической стоматологии МГМСУ.

Личное участие соискателя в разработке проблемы. Автором лично проведено экспериментальное моделирование ортодонтического лечения (экспериментальный пул - 54 объекта). В схеме эксперимента диссертантом непосредственно выполнены метрические измерения и интерпретация данных гистохимических и биохимических тестов. Соискателем разработана конструкция и алгоритм лабораторного изготовления эластопозиционеров, имеющих нелинейную жесткость конструкции. Проведено диагностическое обследование и ортодонтическое лечение 227 пациентов, а также сопоставление полученных результатов с данными лабораторных и клинических методов диагностики.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 печатных работ, в том числе 18 работ издано в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, из них получено 2 Патента РФ на изобретение.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 7-й международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2010г.), XI-ом международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2010г.), XIII-ом Съезде ортодонтов России (Москва, 2010г.), совместном заседании кафедр пропедевтической стоматологии МГМСУ, ортодонтии и детского протезирования МГМСУ (Москва, 2011г.).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 303 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа иллюстрирована 45 таблицами, 72 рисунками. Библиографический указатель содержит 339 источников, из них 174 отечественных, 165 зарубежных.

Содержание работы

Материалы и методы исследования.

1. Лабораторные исследования. Исследования проводили на основании решения межвузовского комитета по этике при ассоциации медицинских и фармацевтических вузов, в соответствии с нормативами, предусмотренными «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (ETS № 123 от 18.03.1986г.) и Федеральным Законом № 52 «О животном мире» от 24.04.1995г.

Лабораторные исследования были представлены экспериментальной моделью, выполненной на крысах линии Wistar. Экспериментальный пул, включавший 54 объекта, был подразделен на три группы: в первой группе [А лаб.] использование ортодонтического силового модуля сопровождалось применением активной формы витамина D₃; во второй группе [В лаб.] силовой модуль применялся на фоне введения плацебо; третья группа [С лаб.] выполняла функцию контроля.

Ортодонтический силовой модуль представлял собой закрывающую пружину. Ортодонтическая конструкция устанавливалась согласно модифицированному методу Кобояши на нижнюю челюсть между первым левым моляром и резцом. Фиксация пружины, развивавшей усилие 100 гр., обеспечивалась лигатурным креплением (Рис. 1).



Активная форма витамина D₃ - водный раствор альфакальцидола (Etalpha, LEO Pharmaceutical Products, Ballerup, Denmark), регистрационный номер: 012029/01-2000, применялся в виде интралигаментарных инъекций в проекции корней первого левого моляра нижней челюсти (8•10^-7мкг 4•10^-4мл стандартного раствора, разведенного до 20мл изотоническим раствором хлорида натрия). Инъекции проводили на 1-й, 3-й и 6-й день эксперимента. Протокол использования плацебо (20мл изотонического раствора хлорида натрия) соответствовал регламенту применения альфакальцидола.

Контрольные измерения межзубного расстояния проводились на 1-й (до активации конструкции), 3-й, 6-й и 9-й день эксперимента между наиболее мезиально расположенной точкой поверхности коронки первого моляра нижней челюсти и наиболее дистальной точкой ипсилатеральной поверхности нижнего резца соответствующей стороны.

После завершения активной фазы эксперимента во всех случаях проводилось определение количественного содержания в гомогенате альвеолярной костной ткани маркеров ремодуляции кости - sRANKL и остеопротегерина и изучение гистологических препаратов костной ткани пародонта: в зоне сдавления периодонтальной связки оценивали выраженность лакунарной резорбции и количество капилляров, в зоне натяжения периодонтальной связки - количество остеобластов (Рис. 2).



1 - направление перемещения корня зуба 2 - дентин корня зуба

3 - просвет корневого канала 4 - зона натяжения периодонтальной связки

5 - зона сдавления периодонтальной связки 6 - костная ткань пародонта

7 - область проведения гистохимических исследований

Рис. 2. Схема проведения гистохимических исследований секционного препарата пародонта мезиального корня первого моляра нижней челюсти

2. Клинические исследования. Проведено обследование и последующее ортодонтическое лечение 227 человек в возрасте от 18 до 35 лет. Из них женщин - 130, мужчин - 97, средний возраст пациентов составил 25 лет. На основании клинико-рентгенологического обследования пациенты были распределены на группы в зависимости от вида зубочелюстных аномалий, планируемой ортодонтической помощи и медикаментозного сопровождения.

Критерии включения / исключения пациентов: возрастная категория: 18 - 35 лет, включительно, показания к проведению ортодонтического лечения (аномалии положения резцов - скученность, дистальная окклюзия зубных рядов, обусловленная нижней ретрогнатией 1-ой степени выраженности (до 3 мм.), отсутствие в анамнезе гипервитаминоза витамина D3, почечно-каменной болезни, воспалительных заболеваний пародонта в стадии обострения, заболеваний слизистой полости рта.

Первая группа (А1) была представлена 39 пациентами. У пациентов данной группы были диагностированы аномалии положения резцов (скученность). Для лечения пациентов группы А1 были применены одночелюстные позиционеры с нелинейной жесткостью конструкции и активная форма витамина D₃, ускоряющая перестройку пародонтальных структур.

Вторая группа (А2) включала 38 человек с выявленными аномалиями положения резцов (скученностью). Лечение пациентов данной группы проводилось с применением одночелюстных позиционеров с нелинейной жесткостью конструкции.

Третью группу (А3) составляли 38 пациентов с аномалиями положения резцов (скученностью). При лечении пациентов группы (А3) были использованы одночелюстные позиционеры стандартной конструкции.

Четвертую группу (В1) формировали 38 пациентов с дистальной окклюзией зубных рядов, обусловленной нижней ретрогнатией 1-ой степени выраженности (до 3 мм.), и аномалиями положения резцов (скученностью). В качестве лечебного пособия были использованы двучелюстные позиционеры с нелинейной жесткостью конструкции в сочетании с применением активной формы витамина D₃.

Пятая группа (В2) включала 37 пациентов с дистальной окклюзией зубных рядов, вызванной нижней ретрогнатией 1-ой степени выраженности (до 3 мм.), и аномалиями положения резцов (скученностью). При лечении пациентов пятой группы были использованы двучелюстные позиционеры с нелинейной жесткостью конструкции.

Шестая группа (В3) была представлена 37 пациентами с дистальной окклюзией зубных рядов, обусловленной нижней ретрогнатией 1-ой степени выраженности (до 3 мм.), и аномалиями положения резцов (скученностью). Для ортодонтического лечения комплекса зубочелюстных аномалий в шестой группе были применены стандартные двучелюстные позиционеры.

Всем пациентам было проведено клиническое обследование, диагностическое исследование гипсовых моделей челюстей, полученных до начала и после завершения ортодонтического лечения, включавшее определение индексов Little и Nance, ультразвуковое исследование плотности костной ткани альвеолярного отростка (денситометрия). Рентгенологическое обследование включало выполнение телерентгенограмм, ортопантомограмм (до начала и после завершения лечения). При расчете телерентгенограмм использовали методики Schwarz, Tweed, Steiner.

Лабораторные тесты десневой жидкости, полученной методом Оффенбахера, включали определение количественного содержания маркеров интенсивности перестройки костной ткани пародонта: матриксной металлопротеиназы-8, катепсина В и щелочной фосфатазы.

При проектировании ортодонтических позиционеров для определения схемы конструкции, а также для расчета нагрузок, действующих на зубной ряд, был применен метод конечных элементов. В процессе изготовления позиционеров, имеющих нелинейную жесткость конструкции, посредством лазерного сканирования формировали трехмерные виртуальные копии диагностических моделей челюстей с последующим виртуальным моделированием конечных параметров окклюзии в компьютерной среде 3D Studio MAX и получением на базе трехмерного принтера полимерных моделей зубных рядов (Рис. 3).

Рис. 3. Виртуальное моделирование конечных параметров окклюзии

Эластопозиционеры, имеющие нелинейную жесткость конструкции (патент РФ № 2365355, опуб. 27.08.2009, патент РФ № 2364372, опуб. 20.08.2009), изготавливали методом литья. В конструкции двучелюстных позиционеров использовались магниты, произведенные на предприятии ФГУП «Спецмагнит» из сплава NdFeB, размером 6х4х1 мм, с силой взаимодействия 300г. Все изделия имели унифицированные силовые и пространственные характеристики и соответствовали СанПиН 2.2.4.1191-03 по предельно допустимому уровню магнитной индукции (Рис. 4).



а - одночелюстной позиционер; б - двучелюстной позиционер

Рис. 4. Эластопозиционеры с нелинейной жесткостью конструкции

Стандартные позиционеры, выполненные из материала Bioplast, изготавливались по общепринятой методике.

Клиническое применение альфакальцидола (препарат Оксидевит, регистрационный номер Р № 001326/02 от 16.05.2008г., форма выпуска: 0,0009% масляный раствор по 5 мл во флаконах) в качестве средства, интенсифицирующего процесс перестройки костной ткани пародонта у пациентов, находящихся на ортодонтическом лечении, проводили в соответствии с положениями национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 52379-2005 “Надлежащая клиническая практика”, приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 19.06.2003 № 266 “Правила клинической практики в Российской Федерации”, ОСТ-42-511-99 от 29 декабря 1998 года “Правила проведения качественных клинических испытаний в Российской Федерации”, GCP BOS, GCP ICH.

Для аппликации альфакальцидола на слизистую оболочку десны в проекции корней перемещаемых зубов использовали коллагеновую губку (разрешение к медицинскому применению в соответствии с п. 3.6 ГОСТ РФ 15.013-94).

Губку пропитывали раствором альфакальцидола и накладывали на десневой край со стороны преддверия полости рта до полного рассасывания. На одну лечебную процедуру использовали 0,12 мл раствора альфакальцидола, таким образом в одной коллагеновой полоске содержалось 1 мкг альфакальцидола, что является допустимой терапевтической дозой, разрешенной к применению Фармакологическим комитетом РФ. Аппликации проводили ежедневно в течении 10 дней; повторный курс лечения назначали через 1 месяц, общим количеством процедур - 3 курса. Эффективность представленной дозировки и схемы применения препарата оксидевит была установлена в ходе доклинических тестов.

Результаты собственных исследований.

Лабораторные исследования. В группе А лаб. на 3-й день реализации протокола эксперимента в области установленного ортодонтического модуля было выявлено сокращение дистанции между первым моляром и резцом нижней челюсти на 0,58 ± 0,09 мм. При оценке межзубного расстояния на 6-й и 9-й день эксперимента величина сближения зубов составила, соответственно, 0,85 ± 0,12 мм, 1,04 ± 0,17 мм. На противоположной стороне в завершающей фазе эксперимента наблюдалось увеличение межзубного расстояния на 0,14 ± 0,03 мм, явившееся следствием роста тела нижней челюсти, что позволило определить совокупный эффект действия ортодонтической конструкции, сочетанной с местным применением активной формы витамина D3, выраженный смещением опорного зуба на 1,18 ± 0,19 мм (Рис. 5).

Метрические данные, раскрывающие собственную эффективность ортодонтического модуля, зарегистрированные в группе В лаб. в контрольные сроки наблюдения, равнялись: через 3 дня - 0,41 ± 0,08 мм, через 6 дней - 0,52 ± 0,10 мм, через 9 дней - 0,60 ± 0,13 мм. Контрольные значения, отражающие увеличение межзубного промежутка на противоположной стороне, через 9 дней достигали 0,10 ± 0,02 мм, что при сложении с опытными значениями устанавливало общую величину смещения опорного зуба в размере 0,70 ± 0,09 мм. При оценке возможного влияния плацебо на скорость перемещения зубов в группе С лаб. в ходе экспериментальных исследований через 9 дней было отмечено синхронное увеличение межзубного пространства на стороне введения плацебо и в области получения контрольных значений (0,17 ± 0,04, 0,16 ± 0,03 мм, соответственно), означающее отсутствие как ингибирующего, так и каталитического воздействия плацебо на процесс перемещения зубов.

Данные метрических измерений, проведенных в группах А лаб., В лаб., С лаб., выявили потенцирующее влияние регулятора кальциево-фосфорного обмена - альфакальцидола на скорость перемещения зубов в условиях экспериментального ортодонтического вмешательства. Применение активной формы витамина D3 в рамках 9-ти дневного эксперимента позволило интенсифицировать процесс перемещения зубов более чем в 1,6 раза, определив целесообразность использования предложенного медикаментозного средства на ортодонтическом приеме.

Рис. 5. Динамика метрических показателей в группах А лаб., В лаб., С лаб.

При проведении гистохимических исследований в группе А лаб. на стороне фиксации силового модуля в направлении смещения корня зуба была выявлена многоочаговая лакунарная резорбция и зафиксировано увеличение объемной доли кровеносных сосудов капиллярного типа: число лакун Хоушипа равнялось - 17,65 ± 2,25, количество капилляров - 13,42 ± 2,08. В области дистальной поверхности корня зуба, в зоне формирования костной ткани, прослеживалось увеличение клеточного компонента, представленного остеобластами. Данные количественного учета остеобластов составили: 23,02 ± 4,51. На противоположной стороне реактивные изменения в перирадикулярной костной ткани отсутствовали, костный рисунок, васкуляризация и пролиферативная активность остеобластов соответствовали нативному уровню процессов ремоделирования костной матрицы: количество лакун Хоушипа равнялось 0,74 ± 0,05, количество капилляров - 4,96 ± 0,41, количество остеобластов - 0,94 ± 0,11. В группе В лаб. картина гистологических изменений остеоида, при меньшей выраженности явлений остеолиза и остеосинтеза, совпадала с паттерном морфологических трансформаций, определенным в группе А лаб. В области постановки ортодонтического модуля данные составили: количество лакун Хоушипа - 3,05 ± 0,34, количество капилляров - 7,36 ± 1,12, количество остеобластов - 13,64 ± 2,27. В области получения контрольных значений экспериментальные данные численно соответствовали данным, зарегистрированным в группе А лаб.: количество лакун Хоушипа равнялось 0,81 ± 0,09, количество капилляров - 5,12 ± 0,64, количество остеобластов - 1,12 ± 0,17. При исследовании местной тканевой реакции остеоида на интралигаментарное введение плацебо в группе С лаб. признаки резорбции и аппозиционного роста костной ткани не обнаруживались. Экспериментальные и контрольные значения количественного учета структурных элементов костной матрицы составили, соответственно: число лакун Хоушипа - 0,82 ± 0,09; 0,77 ± 0,10, число капилляров - 4,82 ± 0,37; 5,03 ± 0,64, число остеобластов - 0,90 ± 0,11; 0,98 ± 0,09. Гистохимические исследования, выполненные в группах А лаб., В лаб., С лаб., на основании результатов регистрации ультраструктурных морфологических изменений костной ткани пародонта подтвердили потенцирующее двунаправленное влияние альфакальцидола на процессы деструкции и регенерации остеоида, проявляющееся ростом числа лакун Хоушипа и капилляров в направлении вектора смещения корня зуба и увеличением количества остеобластов в зоне предыдущей локализации корня зуба. Характер биологического ответа остеоида, диагностированный при местном введении альфакальцидола, соответствовал норме реакции костной ткани пародонта, выявленной при изолированном применении ортодонтического модуля, что определило безопасность включения альфакальцидола в комплекс лечебных мероприятий на ортодонтическом приеме.



Рис. 6. Количество лакун Хоушипа в зоне резорбции в препарате костной ткани пародонта на площади 1 мм²

Рис. 7. Количество капилляров в зоне резорбции в препарате костной ткани пародонта на площади 1 мм²

Рис. 8. Количество остеобластов в зоне аппозиции в препарате костной ткани пародонта на площади 1 мм²

1 - дентин корня зуба 2 - сосудисто-нервный пучок

3 - зона натяжения периодонтальной связки 4 - костная ткань пародонта

5 - зона сдавления периодонтальной связки 6 - лакуны Хоушипа

Рис. 9. Микропрепарат костной ткани, полученный на стороне проведения эксперимента в группе А лаб. (х 100)



1 - дентин корня зуба 2 - сосудисто-нервный пучок

3 - зона натяжения периодонтальной связки

4 - зона сдавления периодонтальной связки 5 - костная ткань пародонта

Рис. 10. Микропрепарат костной ткани, полученный на стороне проведения эксперимента в группе В лаб. (х 100)

При определении динамики содержания в графте костной ткани, полученном в зоне компрессии периодонтальной связки, конкурентных модуляторов активности остеокластов (индуктора - sRANKL и ингибитора - остеопротегерина (ОПГ) в группе А лаб. в области сочетанного использования силового ортодонтического модуля и альфакальцидола после завершения экспериментального ортодонтического вмешательства было отмечено достоверное повышение в сравнении с контрольными показателями объема экспрессии sRANKL и ОПГ с положительным по знаку изменением баланса sRANKL/ОПГ. Содержание sRANKL в препарате костной ткани составило 1,57 ± 0,17 пг/мл, ОПГ - 0,35 ± 0,06 пг/мл; контрольные значения в области интактного зуба на противоположной стороне равнялись: sRANKL - 1,19 ± 0,15 пг/мл, ОПГ - 0,28 ± 0,06 пг/мл (Рис. 11, 12). Увеличение продукции маркеров остеокластической активности, более выраженное для sRANKL, свидетельствовало о мобилизации пула остеокластов, стабилизации активности которых служило синхронное повышение уровня секреции ОПГ.

Аналогично результатам, полученным в группе А лаб., в группе В лаб. был зафиксирован подъем количественного содержания sRANKL и ОПГ на стороне постановки ортодонтического модуля, при этом менее значительное увеличение концентрации обеих субстанций и отношения sRANKL/ОПГ определяло остеолитический эффект применения активной формы витамина D3. Концентрация sRANKL в препарате костной ткани равнялась 1,33 ± 0,14 пг/мл, ОПГ - 0,32 ± 0,08 пг/мл; контрольные значения составили: sRANKL - 1,21 ± 0,16 пг/мл, ОПГ - 0,27 ± 0,07 пг/мл.

В группе С лаб. содержание в препарате костной ткани sRANKL и ОПГ на стороне введения плацебо и на противоположной стороне было эквивалентно контрольным показателям, зарегистрированным в группах А лаб. и В лаб. Концентрация sRANKL и ОПГ в зоне депонирования плацебо и на оппозитной стороне равнялась, соответственно: sRANKL - 1,17 ± 0,15 пг/мл, 1,19 ± 0,19 пг/мл, ОПГ - 0,29 ± 0,06 пг/мл, 0,28 ± 0,07 пг/мл.

Рис. 11. Количественное содержание sRANKL в графте костной ткани в зоне сдавления периодонта

Рис. 12. Количественное содержание остеопротегерина в графте костной ткани в зоне сдавления периодонта

Проведенные в группах А лаб., В лаб., С лаб. биохимические исследования выявили изменение метаболического фона, инициированное силовой нагрузкой, оказываемой ортодонтическим модулем, а также активирующее влияние альфакальцидола, что выражалось в росте продукции sRANKL и ОПГ и увеличении численного значения баланса sRANKL/ОПГ, опосредующего процесс дифференцировки и созревания остеокластов. Анализ данных экспериментальных исследований, позволивших на основании результатов метрических измерений, гистохимических и биохимических тестов произвести количественную оценку комплексного стимулирующего влияния альфакальцидола на скорость перемещения зубов в условиях ортодонтического вмешательства, определил предпосылки к использованию активной формы витамина D3 в клинике ортодонтии в качестве средства, сокращающего продолжительность активного периода лечения.

Теоретическое обоснование конструкции эластопозиционеров, имеющих нелинейную каркасную жесткость. Для стандартизации условий расчета силовых характеристик эластопозиционеров была принята схематичная модель зубного ряда со стандартным отклонением (Д_x) от ортопозиции аномалийно расположенного участка зубного ряда (Рис. 13).

Рис. 13. Схематичная модель зубного ряда с заданной дисфункцией

Построение математического анализа прочностных свойств конструируемых позиционеров проводилось в сравнении с силовыми характеристиками стандартных позиционеров, выполненных из силиконовых эластомеров с жесткостью по Shore SH50 (низкая ригидность) и SH70 (высокая ригидность). Типовые позиционеры, имеющие жесткостью SH70, предназначены для перемещения зубов при отклонении в пределах 2 мм, позиционеры с жесткостью SH50 - для начального перемещения зубов при отклонении до 4 мм: указанный диапазон перемещений использовался при формулировании стандартных заданий для виртуальных шаблонов высокоэластичных и низкоэластичных позиционеров.

При моделировании эластопозиционеров, имеющих нелинейную жесткость конструкции, с низкоригидным участком в зоне корректируемого дефекта зубного ряда, эффективных как при отклонениях до 4 мм, так и при отклонениях до 2 мм, задавался максимальный объем перемещений: до 4мм. Границы зон высокоэластичного и низкоэластичного эластомера в различных клинических ситуациях в зависимости от протяженности дефекта могут варьировать, что не позволяет сформировать четкую геометрическую границу между эластичным и ригидными участками. В этой связи были рассмотрены два варианта конструкции позиционеров с нелинейной жесткостью каркаса: с широкой (2,5см) и узкой (1см) высокоэластичной зоной (Рис. 14).

а - с широкой высокоэластичной зоной, б - с узкой высокоэластичной зоной

Рис. 14. Конечно-элементная модель эластопозиционера

Расчет напряженно-деформированного состояния конструкций производится с использованием программного комплекса ANSYS. Выборка физических характеристик эластомеров производилась таким образом, чтобы сила, действующая на аномалийно расположенный участок зубного ряда, не превышала физиологически обоснованного значения 1,5Н. В результате проведенных вычислений были найдены диапазоны оптимального клинического применения исследуемых конструкций (Рис. 15).



Рис. 15. Кривые деформации эластопозиционеров и диапазоны максимальной клинической эффективности конструкций

Расчет оптимального диапазона работы для четырех типов позиционирующих аппаратов выявил низкую эффективность эластопозиционеров с ригидным базисом, область применения которых ограничена клиническими случаями с минимально выраженным нарушением положения зубов: до 1,15 мм. Позиционирующие аппараты с эластичным базисом предпочтительны в использовании при коррекции положения зубов с выраженными отклонением от ортопозиции (до 2,53 мм), однако, по мере смещения зуба, развиваемая аппаратом силовая нагрузка снижается и принимает значения меньшие, чем биологически эффективные силы.

Эластопозиционеры, имеющие нелинейную жесткость каркаса, обладают, в сравнении со стандартными аппаратами, более широкими показаниями к применению, поскольку, демонстрируя свойства традиционного высокоэластичного позиционера, делают возможным перемещение зубов при значительных отклонениях от ортопозиции и обеспечивают достижение нормальных итоговых показателей торка, ангуляции и инклинации зуба, как и стандартные ригидные позиционеры.

Для визуализации вовлеченности корпуса позиционера в упругую деформацию, вызванную активацией аппарата при адаптации в области аномалийно расположенного участка зубного ряда, модели позиционеров были представлены в виде трехмерных объектов, имеющих поверхностную цветовую градацию, иллюстрирующую распределении компенсаторных сил в базисном материале (Рис. 16).

Математическое моделирование позволило определить оптимальные варианты конфигурации аппаратов при различных значениях протяженности аномалийно расположенного участка зубного ряда и выраженности зубоальвеолярной деформации: при отклонении аномалийно расположенного участка до 2 мм длина эластичного сектора вычисляется по формуле х = у + 2, при отклонении до 3 мм - по формуле х = у + 4, при отклонении до 4 мм - по формуле х = у + 8, где х - длина эластичного сектора, у - протяженность аномалийно расположенного участка. Для сохранения эффекта дозирования лечебных нагрузок, генерируемых вследствие нелинейного распределения упругой деформации в корпусе аппарата, допустимая длина эластичной вставки в позиционерах комбинированной жесткости должна составлять 4,7 см при минимально достаточной длине ригидного дистального участка 2,6 см. эластопозиционер нелинейный витамин ортодонтический

а - с узкой эластичной зоной, б - с широкой эластичной зоной

Рис. 16. Цветовая визуализация напряженно-деформированного состояния эластопозиционеров с нелинейной жесткостью каркаса

Результаты проведенного трехмерного компьютерного моделирования конструкций съемных позиционирующих аппаратов, имеющих составную жесткость каркаса, на основании дигитальной обработки полученных данных позволяют сделать вывод о высокой клинической эффективности разработанных конструкций, что определяет возможность использования указанных позиционеров на ортодонтическом приеме для большего, чем стандартные позиционеры, процента клинических случаев при сокращении количества последовательно применяемых аппаратов.

Исследование значений эхоплотности костной ткани пародонта в динамике ортодонтического лечения. Ультразвуковое исследование минеральной плотности костной ткани пародонта, выполненное методом локальной эходенситометрии, проводилось с целью визуализации в сопряжении с контрольными временными интервалами процессов ремоделирования костной ткани пародонта и оценки эффективности местной медикаментозной терапии, интенсифицирующей при приложении ортодонтической нагрузки трансоссальную миграцию корня зуба (Таб. 1).

Таблица 1. Алгоритм выполнения ультразвуковых исследований в соотношении со схемой проведения местной медикаментозной терапии

Группа Мероприятие	А1	А2	А3	В1	В2	В3
Аппликации вит. D3	После начала ортодонтического лечения	+	-	-	+	-	-
	Через 1 месяц после завершения 1-го курса аппликаций вит. D3	+	-	-	+	-	-
	Через 1 месяц после завершения 2-го курса аппликаций вит. D3	+	-	-	+	-	-
У/З денситометрия	До начала лечения	+	+	+	+	+	+
	После завершения 1-го курса аппликаций вит. D3	+	+	+	+	+	+
	До начала и после завершения 2-го курса аппликаций вит. D3	+	+	+	+	+	+
	До начала и после завершения 3-го курса аппликаций вит. D3	+	+	+	+	+	+
	Через 6 месяцев	+	+	+	+	+	+
	Через 6 месяцев после завершения ортодонтического лечения	+	+	+	+	+	+

В группах А1, В1 рубежные измерения, предшествующие и выполненные после завершения повторных курсов местной медикаментозной терапии, выявили регулярную периодичность изменений плотности альвеолярной кости, выражавшуюся в повышении содержания минеральных фракций и незначительном увеличении скорости прохождения ультразвуковых колебаний до начала применения активной формы витамина D3 и снижении плотности костной ткани пародонта и уменьшении скорости ультразвуковой волны после окончания курсов медикаментозной терапии. Полученные в группах А1, В1 ряды данных указывают на фокусный обратимый деминерализирующий эффект местного применения альфакальцидола, свидетельствующий об интенсификации процессов ремоделирования костной матрицы пародонта. Достижение в ретенционной фазе ортодонтического лечения в группах А1, В1 исходных показателей плотности костной ткани аргументирует безопасность циклического местного применения альфакальцидола, что в проекции клинического использования позволяет оптимизировать продолжительность активного периода ортодонтического вмешательства (Рис. 17, 18).

У пациентов, входивших в состав групп А2, А3, В2, В3 до начала ортодонтического лечения были выявлены эквивалентные значения плотности костной ткани пародонта, совпадавшие со значениями, определенными в группах А1, В1. После завершения в группах А1, В1 1-го курса медикаментозной терапии в группах А2, А3, В2, В3 наблюдалась незначительная резорбция альвеолярной костной ткани, при этом было выявлено минимальное расхождение данных между группами А2, А3, В2, В3 и значительная дивергенция данных между группами А2, А3, В2, В3 и группами А1, В1.При проведении контрольных измерений до начала и после завершения 2-го и 3-го курсов медикаментозной терапии, в группах А2, А3, В2, В3 сохранялась тенденция к линейному нарастанию порозности альвеолярной кости, которая в группах А2, В2 имела бьльшие значения на указанных этапах, что свидетельствовало о более интенсивной трансформации костной ткани за счет применения эластопозиционеров с переменной жесткостью конструкции. Через 6 месяцев после начала лечения в группах А2, А3, В2, В3 параметры ультразвуковой плотности костной ткани достигали наименьших по величине значений, что свидетельствовало об активной трансоссальной миграции корней зубов, в то время как в группах А1, В1 в отчетный период была зафиксирована тенденция к восстановлению исходных значений минеральной плотности костной ткани, указывая на фиксацию зубов в ортопозиии.

Рис. 17. Контрольные значения эхоплотности костной ткани пародонта в группах А1, А2, А3

Рис. 18. Контрольные значения эхоплотности костной ткани пародонта в группах В1, В2, В3

Через 6 месяцев после окончания ортодонтического лечения в группах А2, А3, В2, В3 параметры минеральной плотности костной ткани, в отличие от данных, полученных в группах А1, В1, не достигали исходных значений, что объяснялось незавершенностью процессов формирования структуры альвеолярной кости в данных группах, явившейся следствием более медленной, относительно групп А1, В1, скорости метаболических реакций в тканях пародонта, с которыми сопряжен процесс перемещения зубов.

Проведенные ультразвуковые исследования продемонстрировали максимальную скорость ремоделирования периодонтального комплекса в группах А1 и В1, что явилось результирующей совместного использования активной формы витамина D3 - альфакальцидола и эластопозиционеров, обладающих нелинейной жесткостью конструкции. Тактика местной медикаментозной интенсификации процесса перемещения зубов, этаблированная динамикой распространения ультразвуковых колебаний в минерализованных тканях пародонта, показала свою эффективность как в рассуждении сокращения сроков активного периода ортодонтического вмешательства, так и с точки зрения стабильности результатов ортодонтического лечения.

Индикация скорости трансформации периодонтального комплекса по уровню активности маркеров ремодуляции костной ткани в десневой жидкости. В целях верификации данных эффективности предложенных алгоритмов ортодонтического лечения в группах А1, А2, А3, В1, В2, В3 проводилось лабораторное исследование уровня содержания в десневой жидкости молекулярных факторов активности остеопластических процессов: матриксной металлопротеиназы-8 (ММП-8), катепсина В (КВ) и щелочной фосфатазы (ЩФ). Забор десневой жидкости производили в области перемещаемых зубов до начала ортодонтического лечения, после завершения 1-го курса медикаментозной терапии, а также до начала и после завершения 2-го и 3-го курсов медикаментозной терапии в группах А1, В1, через 6 месяцев после начала ортодонтического лечения и в ретенционной фазе лечения через 6 месяцев после завершения ортодонтического вмешательства.

В группах А1, В1 после завершения 1-го курса местной медикаментозной терапии активность всех исследуемых субстанций возрастала, что в измерении молекулярных факторов обмена отражало двунаправленную интенсификацию остеопластических процессов в костной ткани пародонта, при этом более чем девятикратное повышение содержания ММП-8 и трехкратное повышение содержания КВ свидетельствовало о локальном сдвиге равновесия в балансе конструктивно-деструктивных метаболических реакций с преобладанием функции резорбции костной матрицы (Рис 19, 20, 21).

При проведении тестирования до начала и после завершения 2-го и 3-го курсов медикаментозной терапии была выявлена тенденция к повышению концентрации в десневой жидкости исследуемых гуморальных факторов при местном апплицировании активной формы витамина D3 и незначительному снижению концентрации всех ферментов к следующему контрольному сроку наблюдения. В продолжении ортодонтического лечения в указанные сроки наблюдения также было отмечено планомерное снижение активности катаболических ферментов - ММП-8 и КВ и прогрессивное повышение активности ЩФ, говорящее о реституции минерального компонента и восстановлении гомеостатического равновесия в костной ткани пародонта.

Диагностические исследования десневой жидкости, выполненные через 6 месяцев после начала лечения и в ретенционной фазе лечения, показали снижение ферментативной активности как для ММП-8 и КВ, так и для ЩФ до показателей, незначительно превышающих фоновые значения, что в сопоставлении с клиническими данными достижения в группах А1, В1 правильного положения зубов свидетельствовало как достоверный критерий на уровне биохимических показателей о завершении активного этапа ортодонтического лечения, морфологически выраженного формированием зрелой луночковой костной ткани.

В группах А2, А3, В2, В3 до начала ортодонтического лечения уровень активности исследуемых катаболических и анаболических ферментов в десневой жидкости был эквивалентен результатам, полученным в группах А1, В1. После завершения 1-го курса аппликаций альфакальцидола в группах А1, В1 активность всех исследуемых субстанций синхронно возрастала. Существенное повышение активности ММР-8 (более, чем в 5 раз) и КВ (более, чем в 2 раза) и менее выраженное увеличение активности ЩФ (на 6%) сразу после начала ортодонтического лечения отражало постадийную интенсификацию процессов перестройки костной ткани пародонта с превалированием на первом этапе остеорезорбтивных реакций.

При сравнительной оценке регистрируемой ферментативной активности после завершения 1-го курса медикаментозной терапии, в группах А2, А3, В2, В3 было отмечено более плавное повышение содержания в десневой жидкости ММП-8, КВ и ЩФ, относительно значений, полученных в группах А1, В1, что объяснялось каталитическим остеоиндуктивным эффектом активной формы витамина D3 - альфакальцидола, включенного в схему лечебных мероприятий в группах А1, В1.

В контрольные сроки наблюдения до начала и после завершения 2-го и 3-го курсов местной медикаментозной терапии, проводимой в группах А1, В1, в группах А2, А3, В2, В3 активность ЩФ повышалась, активность ММП-8 и КВ имела нисходящую динамику, что говорило об уравновешивании метаболических реакций, обеспечивающих гомеостаз в костной ткани пародонта. Баланс остеодеструктивных и остеопластических процессов, представленный активностью ММП-8, КВ и ЩФ, в группах А2, А3, В2, В3 характеризовался меньшей интенсивностью компенсирующих компонент в сравнении с аналогичными показателями, определенными в группах А1, В1.

К 6-му месяцу наблюдений в группах А2, А3, В2, В3 активность ММП-8 и КВ стабилизировалась относительно предыдущих контрольных значений и незначительно превышала показатели, полученные в группах А1, В1. Уровень содержания ЩФ в десневой жидкости на фоне противоположно направленной динамики в группах А1, В1 повышался, что в совокупной оценки данных указывало на продолжение реконструктивных процессов в тканях пародонта в группах А2, А3, В2, В3 и завершение ремоделирования альвеолярной костной матрицы в группах А1, В1.



Рис. 19. Динамика активности щелочной фосфатазы в десневой жидкости в группах А1, А2, А3, В1, В2, В3

Рис. 20. Динамика активности ММП-8 в десневой жидкости в группах А1, А2, А3, В1, В2, В3

Рис. 21. Динамика активности Катепсина В в десневой жидкости в группах А1, А2, А3, В1, В2, В3

Биохимические тесты, выполненные в группах А2, А3, В2, В3 через 6 месяцев после окончания ортодонтического лечения, выявили снижение активности всех исследуемых субстанций, концентрация которых в десневой жидкости превышала исходные значения и показатели, полученные в группах А1, В1, свидетельствуя о сохранении аффектации костного обмена в периодонтальном комплексе.

Проведенный скрининг активности ассоциированных с ремоделированием костной матрицы ферментов продемонстрировал достоверную зависимость уровня содержания в десневой жидкости маркеров костного обмена от приложенной ортодонтической нагрузки и моделирующую роль местно примененной активной формы витамина D3 - альфакальцидола, использование которого было сцеплено с пиками концентрации в десневой жидкости ММП-8, КВ и ЩФ.

В системе координат активности биохимических маркеров трансформации кости, измеренной в продолжении ортодонтического лечения, также было показано, что альфакальцидол способствует ускоренной перестройке костной ткани зубной альвеолы при проведении ортодонтического вмешательства и обеспечивает раннее завершение формирования зрелых костных структур в ретенционном периоде.