Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Экспериментально-клиническое исследование и биомеханическое обоснование применения имплантационных конструкций у больных с потерей зубов

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И МЕДИЦИНСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 5 Г ч л _ имени академика И. П. ПАВЛОВА

' 0 и Л

" - , На правах рукописи

СУХАРЕВ МИХАИЛ ФЕДОРОВИЧ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И БИОМЕХАНИЧЕСКОЕ

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИМПЛАНТАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ У БОЛЬНЫХ С ПОТЕРЕЙ ЗУБОВ

14.00.21 — стоматология

Автореферат ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА МЕДИЦИНСКИХ НАУК

Санкт-Петербург 1996

г

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном Медицинском университете им. акад. И. П. Павлова

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор В. Н. Трезубое доктор медицинских наук, профессор|В. А. Дунаевский|

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор А. С. Щербаков доктор медицинских наук, профессор Н. К. Логинова доктор медицинских наук, профессор Г. А. Хацкевич

Ведущее учреждение: Военно-Медицинская академия, г. Санкт-Петербург .

Защита состоится 1996 г. в /Л "

часов на заседании специализированного совета Д 074.37.02, в зале заседаний Санкт-Петербургского Государственного медицинского университета им. акад. И. П. Павлова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан "_"_1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета

профессор В. Н. Трезубов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Использование имплантатов при протезировании полости рта даст дополнительные возможности повышения его эффективности. В частности, расширяются показания к применению несъемных конструкций зубных протезов. Это обусловило большой интерес исследователей к данной проблеме Лось В.'В. (1985), Суров О. Н. (1985), Олесова В. Н. (1986), Воробьев В. А. (1988), Канатов В. А. (1991), Сидельников А. И. (1992), Матвеева А. И. (1993), Cranin А. N. et al. (1977), Linkow L. I. (1980), Smith D. E., Zarb G. A. (1989), Schroeder A. (1991).

Однако, несмотря на большое количество исследований в этой области, многие аспекты указанного вопроса остаются еще малоизученными Леонтьев В. К. (1988), Миргазизов М. 3. (1988), Трофимов В. В. (1989), Baum L., McCoy R. (1984), Schroeder A. et al. (1991). Так, существуют разные точки зрения на влияние ранней функциональной нагрузки в системе "протез-имплантат-кость". Одни исследователи считают ее стимулятором репаративных процессов в костной ткани Назаров С. Г. с соавт. (1991), Трезубов В. Н. с соавт. (1993, 1994), Goeld Т. R. L. et al. (1981), Dahl G. S.A. (1987), Muratori G. (1987), Weiss Ch. M. (1987), Takuma M. et al. (1988), Bowman A. E. et al. (1990). Другие ученые полагают, что ранняя нагрузка является травмирующим фактором, способствующим возникновению осложнений при протезировании с использованием имплантатов Варес Э. Я. (1955), Branemark P. I. et al. (1977), Ericsson I. et al. (1985), Balshi Т. J. et al. (1986), Kirsh A., Mentag P. J. (1986), Albrektsson T. et al. (1987).

До настоящего времени недостаточно исследованы вопросы планирования расположения имплантатов и определения их количества с целью оптимального распределения функциональной нагрузки на опорные ткани. Взаимоотношение имплантата с окружающими тканями и реакция организма на внедрение имплантатов решающим образом влияют на их функционирование.

Вопросы функционального состояния и рентгеноанатомия альвеолярных частей челюстей при динамическом контроле до и после проведения имплантации отражены в немногочисленных работах, не освещают всех сторон проблемы и требуют дальнейшего изучения.

Имеются сведения о наличии разнообразных конструкций имплантатов, применение которых в большинстве случаев не получило достаточного обоснования. Не выработаны четкие показания к применению различных конструкций имплантатов (Амрахов Э. Г., 1985; Миргазизов М. 3., Олесова В. Н., 1987; Вигдерович В. А.,

Матвеева А. И., 1988; Смит Д. Е„ 1991; Суров О. Н., 1993; Perel М. L., 1977; Fallschussel G. К. Н., 1986; Friedland В., 1987; Kent J. N.. 1992).

Большое количество неудач при проведении имплантации связано с развитием воспаления в области имплантатов и возможностью их последующего отторжения. Это ставит перед исследователями задачу профилактики воспаления и нормализации репаративных процессов в костной ткани. Сведения, имеющиеся об этом в литературе, отрывочны н противоречивы.

Именно решение всех перечисленных проблем послужило основанием для проведения данного исследования.

Целью работы явилось повышение эффективности протезирования больных с потерей зубов. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить в эксперименте напряженно-деформированное состояние костной ткани челюстей при использовании различных конструкций имплантатов.

2. Выявить роль ранней умеренной функциональной нагрузки на восстановление функции жевания при использовании имплантатов собственной конструкции.

3. Обосновать с помощью математического моделирования локализацию имплантатов, их число и конструкцию.

4. Разработать собственные конструкции внутрикостных имплантатов и провести их клиническое внедрение.

5. Разработать методики -операции, непосредственного и отдаленного протезирования при использовании имплантатов.

6. Изучить динамику состояния области имплантации.

7. Провести анализ ближайших и отдаленных результатов протезирования больных с частичной и полной потерей зубов при применении внутрикостных имплантатов.

Научная новизна. Разработаны конструкции внутрикостных зубных титановых имплантатов: цилиндрических — авторское свидетельство № 179928 от 1.10.92 г., патент № 2043086 РФ от 10.09.95 г. и пластиночного — патент№ 2043087 РФ от 10.09.95 г., обладающих надежной фиксацией в костной ткани и улучшенными прочностными характеристиками.

С помощью методов математического моделирования и голографической интерферометрии определен характер распределения жевательного давления в кости при создании и испытании имплататов собственной конструкции.

Проведено экспериментальное исследование по изучению напряженно-деформированного состояния костной ткани челюстей при применении мостовидных протезов разных конструкций с различной протяженностью их промежуточной части.

Получены данные о деформации кости челюстей в зависимости от степени ее пористости при использовании мостовидных протезов различных конструкций.

При планировании имплантации в челюстно-лицовой области проведена обработка рентгенограммы с помощью компьютерной системы анализа изображений.

Разработана программа математического моделирования зубных протезов, опирающихся на внутрикостные имплантаты при частичной и полной потере зубов, что обеспечивает выбор оптимальной конструкции с учетом нагрузки для каждого конкретного больного.

Разработана хирургическая методика внедрения цилиндрических и пластиночных имплантатов собственной конструкции, а также использован созданный для этой цели набор инструментов.

Предложена конструкция непосредственного съемного мостовидного протеза с эластическим амортизатором жевательного давления (оформлена заявка на патент № 93013232 от 24.03.93 г.).

Практическая ценность результатов исследования. Обоснована целесообразность проведения внутрикостной имплантации по показателям комплекса фукцнональных методов обследования и данных обработки рентгенограмм с помощью компьютерной системы анализа изображений.

Разработаны и внедрены в клиническую практику цилиндрические и пластиночные имплантаты собственной конструкции и создан набор необходимого хирургического инструментария.

В клиническую практику внедрена разработанная программа математического моделирования, позволяющая рассчитывать для конкретного пациента применение определенного типа имплантатов, их количество, а также вид протеза.

Разработана методика непосредственного протезирования, позволяющая давать умеренную функциональную нагрузку на имп-лантат с целью стимуляции репаративного остеогенеза.

Полученные материалы вошли в лекционные курсы и практические занятия на кафедрах ортопедической и хирургической стоматологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Экспериментальное и клиническое обоснование применения внутрикостных имплантатов собственной конструкции при лечении больных с частичной и полной потерей зубов.

2. Возможность на основании функциональных методов исследования и рентгенографии в пред- и послеоперационный период обследования судить о состоянии кровообращения, структуре и плотности костной ткани в области имплантации, а также функции жевательной мускулатуры.

3. Обоснование плана ортопедического лечения больных с учетом разработанного метода математического моделирования зубных протезов с опорой на естественные зубы и имплантаты или только имплантаты.

Апробация работы. Основные положения и материалы диссертации доложены на совместном заседании сотрудников профильных кафедр

и проблемой стоматологической комиссии Санкт-Петербургского медицинского университета имени акад. И. П. Павлова (1993), на заседаниях научного общества стоматологов Санкт-Петербурга и Ленинградской области (1990, 1993. 1994), V Всесоюзной конференции "Тепловизионные приборы для медицины и неразрушающего контроля в промышленности", г. Красногорск (1991), Международной конференции "Новые концепции в технологии, производстве и применении имплантатов в стоматологии", г. Саратов (1993), Международной конференции "Использование лазеров в стоматологии", Санкт-Петербург (1994), III Международном практическом зубоврачебном семинаре по имплантологии, Санкт-Петербург (1995).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 35 научных работ, получено 1 авторское свидетельство и 2 патента на изобретения. Материалы диссертационной работы опубликованы в профильных журналах и материалах конференций, сборниках научных трудов в США, Германии, Франции.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 283 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, приложений. Диссертация иллюстрирована 51 рисунком и 27 таблицами. Список литературы содержит 366 работ, из них 170 отечественных и 196 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

Для решения задач настоящего исследования было обследовано 102 больных в возрасте от 23 до 65 лет (средний возраст 42,6 года). Среди них было 72 женщины и 30 мужчин. Все пациенты были практически здоровыми людьми, без сопутствующих соматических заболеваний, являющихся противопоказаниями к имплантации. У большинства из них (69) диагностирована частичная потеря зубов, при этом у 41 чел. имелись односторонние и 28 чел. двусторонние концевые дефекты зубных рядов различной протяженности на верхней и нижней челюстях. У 13 больных имелись включенные дефекты в переднем или боковом отделе челюстей. В то же время у 15 больных отмечалась комбинированная потеря зубов, то есть имели место концевые и включенные дефекты зубных рядов. Полная потеря зубов отмечалась у 5 пациентов, причем у 2 из них была сочетанной, а у 3 человек только на верхней или нижней челюсти. Основной причиной потери зубов были кариес и его осложения. Сроки после удаления зубов колебались от 6 месяцев до нескольких лет.

Все больные были сведены в основную (1) и контрольную (2) группы. Основную группу составили 68 пациентов (21 мужчина и 47 женщин). Больные распределялись по возрасту следующим образом: до 30 лет — 15 человек, от 31 до 40 лет — 26 человек, от 41 до 50 лет — 19 пациентов, старше 50 лет — 8 больных.

Больным основной группы, в отличие от пациентов контрольной группы, проводили различные лечебные мероприятия, стимулирующие заживление костной ткани и слизистой оболочки в области имплантации. Это включало, во-первых, применение ранней умеренной функциональной нагрузки с помощью непосредственных протезов. Во-вторых, проводилось использование лекарственных средств, способствующих эпителизации слизистой оболочки и регенерации костной ткани, а также предупреждению инифицирования операционной раны. После имплантации применяли физиотеранию, включая лазерное облучение и постоянный электрический ток. Больным контрольной группы после проведения имплантации протезирование было отстрочено на 1—1,5 месяца, а затем проводилось отдаленное протезирование с помощью металлопластмассовых или ме-таллокерамических зубных протезов. Больным обеих групп в послеоперационный период назначались анальгезирующие и противовоспалительные препараты, лекарства, нормализующие минеральный обмен, поливитамины, а также антисептические полоскания

полости рта. В состав контрольной группы были влючены 34 пациента (9 мужчин и 25 женщин). По возрасту они распределялись следующим образом: до 30 лет — 6, от 31 до 40 лет — 16, от 41 до 50 лет — 8 пациентов, старше 50 лет — 4 человека.

В экспериментальной части работы применялись следующие методы исследования.

Метод математического моделирования. С помощью данного метода исследовали поведение конструкции на основе известной информации о законах поведения ее отдельных частей, называемых конечными элементами. Существенной особенностью метода конечных элементов (МКЭ) является то, что он применим к исследованию деформаций физически нелинейных анизотропных тел любой геометрической формы при произвольных краевых условиях.

В эксперименте, применяя математическую модель определенного типа имплантата, выявляли особенности его взаимодействия с костью. Мостовидные протезы моделировали с опорой на естественный зуб и имплантат или только имплантаты, при этом протезы были изготовлены из разных материалов и различной длины. Также изучено распределение деформаций в кости при нагрузке мостовидных протезов в зависимости от ее плотности.

Метод лазерной голографической интерферометрии. При проведении голографической интерферометрии на голограмме записывались последовательно два волновых поля, соответствующие не-нагруженному и нагруженному состоянию объекта. При восстановлении голограммы • трехмерное изображение объекта оказывалось покрытым интерференционными полосами.

Для исследования деформации костей черепа, челюстей, зоны височно-нижнечелюстного сустава применялась голографическая интерферометрия, основанная на "методе реального времени", который позволял исследовать динамику процессов деформации при изменении величины приложенной нагрузки. С помощью этого метода получали высококонтрастные интерференционные полосы с последующей количественной обработкой изображения. Регистрация голограмм выполнялась на установке Т-1000 фирмы "Ио1епко1Ьег" на фототермопластических носителях с длиной волныА-514 нм. Для регистрации интерфереционной картины и ее последующего воспроизведения применяли видеомагнитофон.

При обследовании больных использовались следующие методы исследований: общее клиническое обследование; анализ местного статуса; рентгенологическое исследование; лабораторные методы исследования; изучение диагностических моделей челюстей. Также проводилось исследование динамики кровоснабжения в области имплантации (реография), измерение температуры кожного покрова челюстно-ли-цевой области и слизистой оболочки полости рта (тепловидение и термометрия), изучение функционального состояния жевательных мышц (миотонометрия, гнатодинамометрия, электромиография).

Рентгенологическое исследование больных включало: ортопанто-мографию и внутриротовую рентгенографию. Использовали компьютерную систему анализа изображений, которая позволяла получить данные о расстоянии от вершины альвеолярного отростка до дна верхнечелюстной пазухи и верхней стенки нижнечелюстного канала на протяжении всей области предполагаемой имплантации. На рентгенограмме кости челюсти путем сканирования проводили измерение высоты и площади зоны имплантации, а также определяли ее плотность. С помощью метода эквиденситных полей выявляли толщину слизисто-надкостничного слоя в области предполагаемой имплантации по вершине альвеолярного отростка (М. М. Мирошников с соавт., 1991).

Реографический метод исследования использовался с целью изучения микроциркуляции в кровяном русле альвеолярного отростка беззубых челюстей и слизистой оболочки до и после имплантации. Определение кровообращения проводили, применяя тетраполярную методику (Н. К. Логинова, 1984). Исследование гемодинамики проводили с помощью реографа РПГ 2-0,2, а для регистрации показателей использовали полиграф П 64-01. Изучение кровоснабжения осуществлялось в динамике: до операции, на 7-е, 14-е, 21-е сутки, а также через 1, 3 и 6 месяцев после операции. Сравнение полученных величин объемного кровотока проводилось с его значениями у контрольной группы лиц с интактным пародонтом и здоровой зубочелюстной системой.

Методы тепловидения и термометрии использовали для предоперационной диагностики и контроля результатов проведенной имплантации. Тепловизионное исследование проводилось с помощью тепловизоров "Рубин-2" и "Радуга" с получением изображения на экране дисплея. После записи термограмм и их предварительного анализа тепловизор переключался в режим радиометра и проводилось измерение радиационной температуры в исследуемых зонах челюстно-лицевой области. С помощью электротермометра проводили изучение термотопографии области имплантации в полости рта пациента.

Тепловизионное исследование и термометрия осуществлялись до операции, а затем на 3-й, 7-и, 14-й день после имплантации.

Изучение функционального состояния жевательных мышц проводили, используя методы миотонометрии, гнатодинамометрии и электромиографии.

С помощью метода миотонометрии получали данные об изменении тонуса собственно жевательных мышц в процессе подготовки полости рта к имплантации и при ортопедическом лечении с помощью внутрикостных имплантатов. Измерение тонуса собственно жевательных мышц производили миотонометром Ме1пшрех. Изменение тонуса собственно жевательной мускулатуры определяли в состоянии покоя (Тп) и при напряжении (Тн).

Использование метода гнатодинамометрии проводили для определения величины жевательного давления, передаваемого на зуб,

группу зубов или имплантат. В процессе работы применяли электронный гнатодинамометр "Визир-Э".

В нашем исследовании регистрацию биопотенциалов жевательных мышц осуществляли с помощью четырехканального электромиографа "Медикор". Для характеристики биоэлектрической активности мышц измеряли биопотенциалы, их продолжительность и величину амплитуды колебаний. Отведение биопотенциалов проводили накожными биполярными электродами, которые фиксировали в области моторных точек жевательных мышц с обеих сторон. Биоэлектрическую активность мышц измеряли при физиологическом покое, при максимальном напряжении мышц в положении центральной окклюзии и при проведении функциональных проб.

В ходе анализа проводилась качественная и количественная оценка электромиограмм.

Исследование проводили до операции и через 1, 3, 6 месяцев после имплантации и протезирования.

Статистические обработки данных осуществлялись с использованием стандартных методов вариационной статистики (В. Ф. Урбах, 1975). Исследование осуществлялось путем вычисления средних величин и ошибки средней М ш. Для проверки различия средних величин использовали критерий стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведения экспериментального исследования и протезирования 102 больных с частичной и полной потерей зубов при использовании внутрикосгаых имплантатов нам удалось получить следующее.

1. Изучить напряженно-деформированное состояние челюстной кости при нагрузке на мостовидные протезы, опирающиеся на имп-лантаты различной конструкции.

2. Определить роль ранней функциональной нагрузки на внутрикостные имплантаты при использовании непосредственных протезов и изучить клинически, инструментально и рентгенологически динамику состояния области имплантации.

3. Обосновать локализацию имплантатов в челюстной кости, их число и конструкцию перед проведением операции имплантации и последующим протезированием.

4. Разработать и внедрить методики операции, непосредственного и отдаленного протезирования при использовании внутрикостных имплантатов собственной конструкции.

5. Проведен анализ результатов протезирования и выработаны практические рекомендации по тактике послеоперационного ведения больных с внутрикостнымн имплантатами.

При проведении послеоперационного исследования основным показателем в биомеханической системе "имплантат-кость", характеризующим обеспечение функционирования имплантата, рассматривали критерий максимально возможных растягивающих напряжений.

Методы математического моделирования и лазерной голографической интерферометрии, применяемых в нашем исследовании, имели одинаковую направленность и взаимно подтверждали друг друга своими выводами. В результате исследований получены данные об изменении величины допустимых вертикальной и горизонтальной сил, связанных с размерами внутрикостной части имплантатов.

Установлено, что при увеличении глубины погружения в кость цилиндрического имплантата величина допустимой нагрузки возрастает в среднем в 1,52 раза. В то же время увеличение длины внутрикостной части пластиночного имплантата позволяет увеличить допустимую силу в 1,83 раза.

Сравнительный анализ показателей при испытании разных типов имплантатов подтвердил, что при одинаковых физико-механических характеристиках материала, из которого были изготовлены импланта-ты, и состояния компактной и губчатой кости пластиночные имплан-таты выдерживают большую нагрузку по сравнению с цилиндрическими имплантатами.

Учитывая важное значение при распределении напряжений в кости упругости костной ткани, толщины компактного слоя и соединительнотканной прослойки, нами определена зависимость между этими величинами, существенно влияющими на возникновение полей деформаций. В ходе проведения исследований было доказано, что при наличии компактного слоя и соединительнотканной прослойки между имплантатом и костью моделирование повышения модуля упругости кости приводит к значительному увеличению допустимых вертикальной и горизонтальных сил, действующих на имплантат.

Наряду с изучением распределения напряжений в кости при использовании одиночных имплантатов различных конструкций нами проведено исследование деформации кости при наличии мостовидного протеза, опирающегося на естественный зуб и имплантат. В связи с различной величиной подвижности естественного зуба и имплантата при нагрузке в кости возникают неоднородные поля деформаций.

Выравнивание напряжений в кости может быть достигнуто в результате создания ранней функциональной нагрузки с помощью непосредственных протезов. Это нашло свое подтверждение в результате изучения деформации кости при использовании мостовидных протезов различных конструкций и протяженности, а также в зависимости от плотности кости.

Анализ напряженно-деформированного состояния костной ткани при использовании мостовидных протезов различных конструкций

показал, что применение эластичной пластмассы в мостовидных протезах способствует ослаблению травмирующей нагрузки на систему "имплантат-кость". А это на этапе заживления операционной раны после имплантации имеет очевидное значение, так как при использовании пластмассового мостовидного протеза напряжение кости в области внутрикостной части имплантата значительно ослабляется, а применение дробителя нагрузки в виде слоя эластичной пластмассы способствует еще большему уменьшению жевательной нагрузки на кость. Применение эластичной пластмассы в мостовидном протезе, как показали эксперименты, ослабляет и выравнивает жевательное давление, передаваемое на естественный зуб и имплантат.

Обращает на себя внимание тот факт, что использование жесткой конструкции зубного протеза из металла на первых порах допускает применение достаточно высоких нагрузок, однако, как показали наблюдения, впоследствии это приводит к нежелательной концентрации напряжения в костной ткани и возрастанию возможности ее последующего разрушения.

Проведенный анализ изучения допустимой силы в зависимости от длины промежуточной части в стальном или пластмассовом мостовидном протезе показал следующее. При всех видах нагружения (на естественный зуб, промежуточную часть, имплантат или всю конструкцию) у пластмассовых мостовидных протезов различной протяженности функция зависимости допустимой силы от длины равномерная. Это значит, что в области костной ткани, окружающей естественные зубы и имплантаты, не наблюдается резких концентраторов напряжения. Соответствующие же функции зависимости для стального мостовидного протеза имели выраженные концентраторы напряжений в кости.

Полученные результаты влияния плотности кости на ее напряженно-деформированное состояние при передаче жевательной нагрузки в системе "протез-имплантат-кость" экспериментально подтвердили, что упругие характеристики костной ткани изменяются в зависимости от величины ее плотности. Установлено, что средняя допустимая .нагрузка на мостовидный протез находится вблизи предельно возможной нагрузки в 50 кг при значениях пористости челюстной кости 3-4% для стального и 4-5% для пластмассового мостовидного протеза. Возможность возрастания величины допустимой силы при увеличении пористости кости может определяться следующими вариантами: увеличением глубины внедрения имплантатов в челюстную кость, уменьшением модуля упругости имплантатов и изменением формы имплантатов.

На основании анализа результатов деформации костной ткани в области имплантации, полученных с помощью метода голографической интерферометрии, установлены следующие факты. Имплантаты пластиночной формы переносят вертикальную нагрузку в среднем в 1,64 раза выше той, которую может выдержать цилиндрический имплантат.

В то же время горизонтальная нагрузка, прилагаемая к головке цилиндрического имплантата, вызывала появление интерференционной картины в пришеечной области при давлении, превышающем в 1,26 раза силу, которая была приложена к головке пластиночного имплантата.

При исследовании влияния материала, из которого изготовлены мостовидные протезы, на величину допустимой вертикальной силы установили, что при нагрузке на пластмассовые мостовидные протезы и протезы с жевательной поверхностью из эластичного материала деформационные перемещения костной ткани начались при приложении вертикальной силы (до 141 Н). Это значительно больше в сравнении с нагрузкой, которая оказывалась на жесткие стальные мостовидные протезы (102 Н).

В процессе работы получены результаты, характеризующие деформационные перемещения точек на поверхности в области тела челюстей при использовании цилиндрических и пластиночных имп-лантатов. Перемещения интерференционных полос в зоне проекции основания цилиндрического имплантата при использовании мостовидных протезов составили: для стали 5,12 мкм, пластмассы (ПЛ)

— 3,47 мкм, пластмассы с эластичной жевательной поверхностью (ПЛЭМ) — 2,28 мкм. В области основания пластиночного имплантата деформационные сдвиги равнялись: для стали — 4,05 мкм, пластмассы

— 2,61 мкм, пластмассы с эластичной жевательной поверхностью-1.98 мкм.

Обобщая результаты экспериментальных исследований, можно заключить, что пластиночные имплантаты выдерживают большую нагрузку без разрушения кости по сравнению с цилиндрическими имплантатами. В процессе испытаний было доказано, что применение непосредственных зубных протезов, особенно с эластичной пластмассой, на первом этапе способствует заживлению операционной раны, так как возникает более равномерное распределение жевательной нагрузки в кости между естественным зубом и имплантатом или только имплантатами.

Данные, полученные при математическом моделировании максимальной нагрузки на мостовидные протезы из стали, пластмассы и пластмассовые съемные мостовидные протезы, подтвердили наличие определенного запаса прочности кости челюсти.

При ортопедическом лечении 102 больных с использованием внутрикостных имплантатов собственной конструкции предварительно проводили предоперационное обследование, которое, наряду с анализом клинических данных, включало в себя и специальные методы исследования.

При анализе данных реограмм у больных с беззубой альвеолярной частью выявлено снижение показателей гемоциркуляции.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при отсутствии функциональной нагрузки на альвеолярную часть челюстей отмечается

снижение показателей гемодинамики, что согласуется с данными И. В. Балуды (1988) и А. И. Матвеевой (1993). Определение функционального состояния сосудов в области имплантации их резервных возможностей позволяет не только получить результаты в период предоперационного обследования больных, но также прогнозировать течение послеоперационного периода.

Выявление зон повышенного теплового излучения кожного покрова челюстно-лицевой области и анализ данных термотопографии полости рта даст возможность провести правильную предоперационную диагностику, связанную с нарушением обменных процессов в области имплантации. Выявление этих изменений, связанных с наличием термоаснмметрии, требует проведения определенных профилактических мер, направленных на устранение очага воспаления. Нами отмечено, что при сравнении температурных данных в области беззубой верхней и нижней челюстей средняя температура была ниже, чем на челюстях с интактншш зубными рядами: соответственно на 0, 74° и 0,86°. Температура слизистой оболочки на стороне односторонних концевых дефектов оказалась ниже, чем на противоположной стороне челюсти, где имелись интактные зубные ряды и альвеолярная часть челюсти получала функциональную нагрузку.

Таким образом, данные тепловидения и термометрии позволяют получить информацию о функциональном состоянии тканей в области имплантации и предотвратить риск возможных осложнений в послеоперационном периоде.

Важное значение в предоперационном обследовании больных имели методы, которые позволяли выявить функциональное состояние жевательного аппарата. С этой целью нами проведено определение величины жевательного давления, которое передавалось на пародонт опорных зубов с помощью метода гнатодинамометрии.

Результаты миотонометрического исследования, проведенного у больных с одно- и двусторонними концевыми дефектами, показали, что если тонус покоя незначительно отличался на здоровой стороне и в области дефекта зубных рядов, то тонус напряжения мышц у пациентов с потерей зубов достоверно уменьшался и у мужчин (р<05) и у женщин (р<05).

Анализируя данные, полученные при электромиографни у больных с потерей зубов и их сравнение с нормальными показателями ЭМГ, подтвердили значительные изменения в функциональном состоянии жевательных мышц. Данные измерений биоэлектрической активности мышц при жевании у больных с частичной потерей зубов составили в среднем: справа — 334,52 ¿9,17 мкВ, слева — 290,31 ¿8,86 мкВ. Учитывая то, что эти результаты гораздо ниже нормальных показателей (справа на 36,5% и слева на 43,2% при р>0,01), можно констатировать весьма существенное снижение силы сокращения жевательных мышц у больных с частичной потерей зубов.

Определение до операции состояния костной ткани невозможно без применения рентгенологического метода исследования. По ортопантомограммам с помощью компьютерной обработки рентгеновского изображения нами были получены данные об анатомо-топографическом строении зоны имплантации в области верхней и нижней челюстей, а также плотности кости.

Наряду с использованием клинико-рентгенологического и функциональных методов важное значение при планировании имплантации имеет толщина слизисто-надкостничного слоя, которая согласно нашим измерениям составила в среднем на верхней челюсти — 3,78 мм, на нижней челюсти — 2,20 мм.

Учитывая, что целью работы являлось ортопедическое лечение больных с использованием внутрикостных имплантатов, для подтверждения результатов экспериментальных исследований и сравнительного анализа клинических данных нами проведено клиническое и рентгенологическое обследование пациентов в разные сроки после имплантации и протезирования.

Важно отметить, что на первом этапе ортопедического лечения мы применяли непосредственные протезы, которые благоприятно влияют на репаративный процесс в кости и способствуют более быстрой нормализации реографических показателей в случае применения ранней функциональной нагрузки.

Анализ данных реографии, полученных у больных, которым после операции были наложены пластмассовые одиночные коронки или мостовидные протезы, показал увеличение основной амплитуды реографического индекса в среднем на 26,3^2,18% по сравнению с показателями гемодинамики у пациентов при отсутствии функциональной нагрузки. Учитывая, что основная амплитуда реограмм является показателем интенсивности кровотока, можно констатировать, что применение функциональной нагрузки можно считать достоверным фактором усиления кровоснабжения тканей в области имплантации. Положительный изменения в гемодинамике нашли свое отражен!-'« в количественных показателях. Показатель тонуса сосудов (ПТС) достоверно снизится и составил 20,78 — 3,12%, отмечено улучшение эластических свойств сосудистых стенок, что нашло свое достоверное подтверждение — 78,05 ± 4,10% (р-;05). Соответственно этим показателям наблюдали снижение уровня периферического сопротивления сосудов в среднем на 15,8% (ИПС = 103,60 ± 4,21 %, р<0,05).

Динамическое наблюдение с помощью тепловидения и термометрии зоны имплантации позволило контролировать процесс заживления костной раны и окружающих тканей. Выявление с помощью этих методов патологических изменений в области имплантации требует принятия определенных лечебно-профилактических мер, направленных на восстановление и нормализацию обменных процессов.

При проведении раннего протезирования быстрее нормализуются показатели функционального состояния жевательных мышц. На основании результатов электромиографии наблюдается достоверное увеличение амплитуды биопотенциалов при тоническом напряжении: справа — 452,62 £ 10,72мкВ и слева — 455,21 ¿9,35 мкВ и жевании у больных после имплантации и протезирования в ранние сроки; это свидетельствует о том, что использование непосредственных протезов способствует ускоренной функциональной адаптации жевательных мышц.

Гнатодинамометрическое исследование проводили при нагрузке на цилиндрические и пластиночные внутрикостные имплантаты, расположенные на верхней и нижней челюстях.

На основании полученных данных, цилиндрические и пластиночные имплантаты, внедренные в нижнюю челюсть, выдержали большую жевательную нагрузку по сравнению с имплантатами, расположенными на верхней челюсти. На наш взгляд, это можно объяснить тем, что на верхней челюсти в основном использовали имплантаты меньшей протяженности и в связи с этим имеющие меньшую длину основания и площадь боковой поверхности. Кроме того, определенное значение имеют различная структура и плотность кости верхней и нижней челюстей.

На основе полученных результатов были построены графики динамики гнатодинамометрических параметров у больных I и II групп, которым внедрялись цилиндрические и пластиночные имплантаты на верхней и нижней челюстях. Анализ указанных графиков позволил выявить следующее: на всех без исключения графиках, независимо от типа имплантатов, отмечено увеличение гнатодинамометрических показателей; при локализации имплантатов на нижней челюсти (вне зависимости от их конструкции) они выдерживали большую нагрузку, чем при расположении на верхней челюсти; при использовании пластиночных имплантатов малой и большой величины как на верхней, так и на нижней челюсти на них могла падать большая нагрузка, чем на цилиндрические имплантаты; более быстрый рост увеличения нагрузки на имплантаты характерен для больных 1группы с ранней функциональной нагрузкой независимо от конструкции имплантата.

Анализ миотонометрнческих измерений в обеих группах больных в разные сроки после имплантации позволил определить, что многие показатели, характеризующие изменения значений тонуса нпряжения и тонуса покоя, не были статистически достоверными.

Применение непосредственных зубных протезов после проведения имплантации обусловлено рядом факторов. Одним из наиболее важных является ранняя функциональная нагрузка, которая способствует ускорению нормализации гемоциркуляции в окружающих имплантат тканях. Использование ранней функциональной нагрузки также стимулирует процессы обмена и способствует более быстрому образованию новых тканевых структур в области имплантата. Непосредственные зубные протезы, выполняя шинирующую функцию, предотвращают

развитие травматической нагрузки на окружающие имплантат ткани. Непосредственные съемные мостовидные протезы, наряду с шинирующей функцией, способствуют защите послеоперационной раны от проникновения инфекции и стимулирует процесс заживления костной раны.

Применение непосредственных протезов позволяет в конечном итоге сделать правильный выбор при отдаленном протезировании с использованием металлоакриловых или металлокерамических зубных протезов. Немаловажным фактором является психотерапевтическое действие на пациента таких протезов, когда их наложение происходит сразу же посте операции, что позволяет восстановить эстетику и функцию жевания.

Данные экспериментального исследования явились основой для создания метода определения оптимального расположения опорных имплантатов с помощью математических расчетов. Предложен силовой критерий определения места расположения имплантатов, характеризующийся тем, что предельно допустимая нагрузка на зубной протез не вызывает разрушения кости, имплантата и протеза. Разработка математической модели конструкций протезов при частичной и полной потере зубов состояла в том, чтобы включить в элементы расчета основные характеристики челюстной кости и варианты проектируемой конструкции протеза, позволяющие проанализировать для каждого конкретного больного выбор типа имплантатов и их количество.

Результаты клинико-рентгенологического обследования и функциональные данные должны рассматриваться в качестве исходных параметров при использовании математического моделирования зубных протезов на внутрикостных имплантатах. Математическое моделирование протезных конструкций при использовании метода определения оптимального расположения имплантатов при частичной и полной потере зубов позволяет на этапе планирования рассчитать величины предельно допустимых сил, падающих на опорные зубы, имплантаты, кость челюстей, а также обосновать выбор протезной конструкции.

Учитывая результаты экспериментальных исследований по изучению биомеханики системы "кость-имплантат" с помощью методов математического моделирования и голографической интерферометрии, а также изучения конструкций имплантатов других авторов были разработаны и созданы модифицированные конструкции цилиндрических и пластиночных имплантатов. Технические нововведения позволили улучшить конструктивные особенности имплантатов, связанные с повышением их прочностных характеристик, созданием условий для лучшей фиксации в кости, а также улучшении эстетики и надежности фиксации зубного протеза на головке имплантата.

Клинические наблюдения в сроки до 4 лет за пациентами, которым было проведено протезирование с примнением имплантатов

собственной конструкции и использование метода математического моделирования, показало высокие эстетические качества протезов, хорошее их функционирование и полную удовлетворенность ими пациентов. В результате отдаленного протезирования нами не отмечено деформаций и поломок имплантатов и протезов. Все это свидетельствует о высокой степени надежности результатов при одностадийном варианте имплантации с помощью внутрикостных имплантатов.

Однако у некоторых больных наблюдалось замедление заживления послеоперационной раны или развивались осложнения воспалительного характера.

С целью профилактики и лечения воспалительных осложнений после операции введения имплантатов, кроме проведения лечебных мероприятий нами назначались физиотерапевтические процедуры, такие как лазерное облучение и постоянный электрический ток. Физиотерапевтическое лечение наряду с общей терапией способствовало купированию возникающего воспаления в области имплантата.

Таким образом, протезирование больных с частичной и полной потерей зубов при одностадийном варианте иплантации должно проводиться в два этапа. Первый их них представляет проведение непосредственного протезирования с целью создания умеренной и ранней функциональной нагрузки на внутрикостные имплантаты. В это время пациенту рекомендуется щадящая диета с целью уменьшения нагрузки на кость. Вторым этапом являлось отдаленное протезирование с помощью металлопластмассовых и металлокерамических зубных протезов.

Выводы

1. Изучено напряженно-деформированное состояние челюстной кости с помощью методов математического моделирования и лазерной голографической интерферометрии. При этом установлено, что пластиночные имплантаты оказывают меньшее разрушающее действие на челюстную кость и допускают большую нагрузку, чем цилиндрические имплантаты. Важное значение при расчете допустимых сил имеет глубина внедрения имплантата и толщина компактного слоя кости.

2. При экспериментальном исследовании доказано, что использование эластичной пластмассы в непосредственном мостовидном протезе способствует уменьшению жевательной нагрузки, оказываемой на систему "протез-имплантат-кость". В процесс исследований определено, что допустимая нагрузка в системе "протез-им-плантат-кость" зависит от упругой характеристики костной ткани, которая связана с величиной ее плотности.

3. Результаты инструментальных методов обследования в до и послеоперационный период показали, что у больных с ранней функ-

циональной нагрузкой выявлена более быстрая адаптация жевательных мышц, нормализация гемоциркуляции в области имплантации и увеличение жевательной нагрузки на костную ткань челюстей.

4. Разработана специальная программа математического моделирования протезных конструкций при частичной и полной потере зубов. Для каждого конкретного пациента путем расчетов определяли необходимые типы имплантатов и их количество с учетом анатомо-топографического строения зоны имплантации и ее биомеханических характеристик.

5. На основании экспериментальных данных разработаны и прошли клиническую апробацию новые типы цилиндрических и пластиночных имплантатов собственной конструкции, которые обладают хорошей фиксацией в кости и повышают эстетику протезов, фиксируемых на них.

6. Клиническое обследование больных после дентальной имплантации, у которых применяли непосредственные протезы, подтвердило благоприятное влияние ранней умеренной функциональной нагрузки на течение репаративных процессов в костной ткани. Применение непосредственных протезов на начальном этапе приживления имплантатов обеспечивало их шинирование и устраняло нарушение эстетических норм.

7. Анализ результатов протезирования после имплантации подтвердил целесообразность его проведения в два этапа. На первом за счет использования непосредственных протезов обеспечивается ранняя умеренная функциональная нагрузка на систему "протез-им-плантат-кость". Вторым этапом проводили отдаленное протезирование металлопластмассовыми или металлокерамическими конструкциями зубных протезов. В целях профилактики воспалительных осложнений применялась физиотерапия, включающая воздействие постоянным электрических током и лазерным облучением.

Практические рекомендации

1. Объективную оценку состояния пациента получают на основании данных реографии, тепловидения и термометрии, миотонометрии, гнатодинамометрии, электромиографии и рентгенологического метода исследования. На основании результатов обследования имеется возможность провести планирование предстоящего хирургического вмешательства, оценить строение кости в области имплантации и определить план протезирования.

2. С помощью метода математического моделирования выбирают типоразмер имплантата и соответствующий вариант протезной конструкции для каждого конкретного больного.

3. С целью проведения ортопедического лечения с использованием внутрикостных имплантатов предложены разработанные модифицированные цилиндрические и пластиночные имплантаты улучшенной конструкции, а также специально созданный для этой цели набор инструментов.

4. Разработана хирургическая методика внедрения внутрикостных имплантатов.

5. Представлены результаты протезирования с использованием непосредственного и постоянного зубных протезов. Применение пластмассового мостовидного протеза и съемного мостовидного протеза с амортизатором из эластичной пластмассы обеспечивает раннюю функциональную нагрузку в системе "протез-имплантат-кость".

6. При ведении больных после одностадийного варианта имплантации рациональной врачебной тактикой является двухэтапное протезирование. Создание ранней умеренной функциональной нагрузки на систему "имплантат-кость" с помощью непосредственного протеза. Проведение отдаленного протезирования осуществляют ме-таллопластмассовыми или металлокерамическими конструкциями.

7. Для профилактики и лечения воспалительных осложнений применяют по показаниям физиопроцедуры (лазеротерапию, постоянный электрический ток).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тепловидение при воспалительных заболеваниях челюстно-ли-цевой области // Научн. труды Всероссийской научно-практической конференции "Тепловидение в медицине" № Ленинград, 1976. — С. 261-264.

2. Термография при одонтогенных воспалительных процессах // Стоматология. — 1977. — № 4. — С. 37-39. (В соавт. с Ивановой Р. П., Рейцман Д. М.)

3. Применением ЭВМ для анализа термограмм у больных с заболеваниями челюстно-лицевой области / / Сб. работ "Усовершенствование методов и аппаратуры, применяемых в клинической практике и медико-биологических исследованиях". — Ленинград, 1978. — С. 22. (В соавт. с Щебряковым В. В.)

4. Применение тепловидения при гнойных воспалительных заболеваниях челюстно-лицевой области / / Автореф. канд. дис. — Ленинград, 1979.

5. Применение тепловидения при гнойно-воспалительных заболеваниях челюстно-лицевой области: (Тез. докл. Всесоюзной конференции ТеМП-79). — Ленинград, 1979. — С. 168-169.

« <

6. Диагностические возможности термометрии при заболеваниях височно-нижнечелюстного сустава (Тез. докл. Третьей Республиканской научной конференции молодых ученых Латвии). — Рига, 1987, — С."24-25. (В соавт. с Сийак Л. X., Ча-гиным А. И.)

7. Применение лазерной голографии при изучении моделей челюстей и лица // VIII Всесоюзный съезд стоматологов, Волгоград, 1987 г.: (Тез. докл.). — М., 1987. — Т. 1. — С. 257-258.

8. Использование тепловидения в диагностике патологии височно-нижнечелюстного сустава // Научн. труды ЦНИИС "Актуальные вопросы рентгенологии, физиотерапии и функциональной диагностики в стоматологии. — Москва, 1988. — Т. 19. — С. 41-43.

9. Применение голографической интеферометрии для изучения деформации мостовидных протезов // Сб. трудов "I Республиканского конгресса научного общества стоматологов ЭССР". — Тарту, 1988. — С. 36-37.

10. Применение лазерной голографии и когерентной оптики при изучении моделей челюстей и лица // МРЖ, 1989 — раздел 12,№ 12.— публ. 1351. (В соавт. с Стаселько Д. И., Крыловым В. Н., Чураевым А. Л.).

11. Тепловидение в комплексном обследовании больных с заболеваниями височно-нижнечелюстного сустава // Стоматология. — 1989. — № 1. — С. 48-50. (В соавт. с Сийак Л. X.)

12. Результаты исследования деформаций костей черепа (Тез. докл. Всесоюзного симпозиума "Методы и применение голографической интерферометрии"). — Куйбышев, 1990. — С. 186-187. (В соавт. с Чураевым А. Л.)

13. Исследование напряженно-деформированного состояния мостовидных протезов // Стоматология. — 1991. — № 3. — С. 48-49. (В соавт. с Соколовым А. Г., Зелинским А. Т., Чураевым А. Л., Медведевым А. Ю.)

14. Использование иконики при клинико-рентгенологическом обследовании челюстно-лицевой области // Тез. докл. V Всесоюзной конференции "Тепловизионные приборы для медицины и неразрушающего контроля в промышленности" (ТеМП-91), Красногорск, 1991. — С. 222-223. (В соавт. с Мирошниковым М. М., Макуловым В. Б.)

15. Внутрикостный зубной имплантат. Приоритетная справка № 4872682. Авторское свидетельство№ 1790928 от 1 октября 1992 г.

16. Исследование напряженно-деформированного состояния костной ткани при имплантации // Тез. докл. II съезда стоматологов Туркменистана, Ашхабад, 1992. — С. 21-22. (В соавт. с Трезубовым В." Н., Кураскуа А. А.)

17. Изучение взаимодействия имплантатов в костной ткани челюстей // Новое в стоматологии. — 1992. ° № 4. — С. 26-28. (В соавт. с Султан М.)

18. Лазерная голография при изучении напряжений в костной ткани челюстей // Применение лазеров в науке и технике: Материалы 4-го Международного семинара. — Новосибирск, 1992. — С. 48-49. (В соавт. с Чураевым А. Л., Султан М.)

19. Результаты исследования выносливости имплантатов при замещении дефектов зубных рядов // Республиканская конференция "Новые концепции в технологии, производстве и применении имплантатов в стоматологии". — Саратов, 1993. — С. 12-13. (В соавт. с Султан М.)

20. Непосредственное протезирование полости рта после имплантации // "Современные технологии и методы в стоматологии". Сб. трудов СПМИ". — СПб, 1993. — С. 56-58. (В соавт. с Трезубовым В. Н., Султан М.)

21. Клиническая оценка использования цемента "Унифас" для фиксации зубных протезов // "Современные технологии и методы в стоматологии". Сб. трудов СПМИ. — СПб, 1993. — С. 127-129. (В соавт. с Трезубовым В. Н., Штейнгарт М. 3., Емгаховым В. С., Султан М.)

22. Предоперационная подготовка внутрикостных дентальных имплантатов // Современные технологии и методы в стоматологии: Сб. трудов СПМИ. — СПб, 1993. — С. 54-55.

23. Результаты применения цемента "Унифас" для фиксации зубных протезов // Стоматология. — 1994. — №4. — С. 39-40. (В соавт. с Трезубовым В. Н., Штейнгарт М. 3., Емгаховым В. С., Султан М.)

24. Временное протезирование зубного ряда после имплантации (Тез. докл. II съезда стоматологов Молдавии). Кишинев, 1994. — С. 136. (В соавт. с Трезубовым В. Н., Султан М.)

25. Малогабаритная голографическая установка для стоматологии // Оптический журнал. — у — № 12. — С. 99-103. (В соавт. с Королевым А. Е., Чураевым А. П.)

26. /В соавт. "с Султан М./РФ/ — Патент № 2043086 // Изобретения. — 1995. — № 25. — С. 107.

27. /В соавт. с Султан М./РФ/ — Патент№ 2043087 // Изобретения. — 1995. — 25. — С. 107.

28. Investigation of deformative — durable properties of faceranium bones. 1st International Exhibition and Conference "Holographies 1990", Nuremberg, October 16-18 1990, p. 65-66. (A. L. Tchurayev, S. V. Artemev, A. P. Bobrov)

29. Holographic setting for investigation of deformations and nondestructive control of bridge-shape prostheses. 1st International Exhibition and Conference "Holographies 1990", Nuremberg, October 16-18, 1990, p. 148. (A. L. Tchurayev)

30. Holography interferometry in dental implantology. SPIE's International Symposium on "Biomedical Optics '92", Los Angeles, 19-24-January, 1992."—V. 1643.— p. 80. (A. L. Tchurayev)

31. The use of intraosseous implants for full denture retention. 7 European Symposium on the treatment of edentulous people. Lvon, 21-22 May, 1993." (M. Sultan)

32. Coherent optics in prostodontic application. SPIE's International Symposium on "Biomedical optics '94", Los Angeles, 22-29 Januari, 1994. — v. 2128. — p. 52. (A. L. Tchurayev, V. N. Veselov, K. N. Dvoynikov)

33. Laser holography in investigation of implant supported bridges. International Conference on Advanced Laser Dentistry '94, St. Petersburg, 20-23 June, 1994.— v. 1984.— p. 8. (V. N. Trezubov, A. L. Churaev, M. Sultan)

34. Application of coherent optics under tooth restoration. International Conference on Advanced Laser Dentistry '94, St. Petersburg, 20-23 June, 1994.— v. 1984.— p. 60. (A. L. Churaev)

35. Holography measurement in dental applications. SPIE's International Symposium on "BiOS '96", San Jose, 27 Januarv-2 February 1996. — v. 2672. — p. 20-21 (A. L. Tchurajev, A. Pedant) "