Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Клинико-функциональная и биомеханическая оценка влияния антагонистов на опорные ткани при протезировании с использованием имплантатов

На правах рукописи

ХАЧИДЗЕ КОНСТАНТИН ДЖЕМАЛОВИЧ

КЛИНИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И БИОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АНТАГОНИСТОВ НА ОПОРНЫЕ ТКАНИ ПРИ ПРОТЕЗИРОВАНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПЛАНТАТОВ

14.00.21 - Стоматология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-2005

2 ¿0ó~?3Zf

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии МЗ РФ.

Научный руководитель

доктор медицинских наук, профессор

Матвеева Алла Ивановна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

профессор Трезубов Владимир Николаевич,

доктор медицинских наук,

профессор Ряховский Александр Николаевич

Ведущая организация - Московский государственный медико-

стоматологический Университет

Защита диссертации состоится « 20 » апреля 2005 г. в 10.00 часов на заседании Диссертационного совета (Д.208.111.01) в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии МЗ РФ по адресу: 119992, г.Москва, ул.Тимура Фрунзе, д. 16 (конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Центрального научно-исследовательского института стоматологии МЗ РФ.

Автореферат разослан «18» марта 2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат медицинских наук

'-"Б .ЛСтрекалова

Общая характеристика работы

Актуальность исследования

Изучение закономерностей биомеханики зубочелюстной системы является одной из актуальных проблем современной стоматологии.

Восстановительное протезирование и долговременное функционирование внутрикостных имплантатов тесно связаны с принципами клинической биомеханики.

Успех лечения во многом зависит от обоснованного выбора ортопедической конструкции, поэтому задача оптимизации функциональной нагрузки имеет важное значение для дентальной имплантологии,.

Анализ литературы, посвященной вопросам протезирования с использованием различных систем имплантатов, показывает, что наряду с другими важными факторами, на срок пользования зубными протезами существенное влияние оказывают окклюзия и артикуляция (Олесова В.Н., 1998; Миргазизов М.З., 2000; Шарин А.Н., 2000; Борисов А.Г., 2002; Тлустенко В.П., 2002; Матвеева А.И. с соавт. 2003; Ruben С., 1983; Tokoyama Н„ 1989; Falk Н„ 1989 Hobo et al., 1989; Misch C.E. et al„ 1997; Weiner S., 1998 и др.).

Известно, что одной из причин отторжения имплантатов является чрезмерная нагрузка на костную ткань при ортопедическом лечении пациентов с дефектами зубных рядов.

Окклюзия определяет направление нагрузки. Расположение окклюзионных полей протеза влияет на величину составляющих сил, действующих на систему имплантатов. Под влиянием этих нагрузок могут возникнуть деформации в протезе, самом имплантате или в окружающих тканях.

Вместе с тем, окюпозионная нагрузка на внутрикостный имплантат зависит от ряда факторов: от количества и локализации имплантатов и естественных зубов, способов фиксации протезов на имплантатах, длины промежуточной части, характера окклюзионных контактов при жевании, состояния антагонистов и др. (Матвеева А.И., 1993; Султан Мухаммед, 1994; Гветадзе Р.Ш., 2001; Борисов А.Г., 2002; Дронов Д.А., 2002; Миргазизов М.З., 2002; Матвеева А.И. с соавт., 2003; Menbel D.A., 1992; Meglambiy Е.А., 1992; Alberktsson Т., 1989; Misch С.Е. et al., 1997 и др.).

Наличие дефектов в зубном ряду ведет к нарушению его непрерывности, появлению морфофункциональных изменений зубочелюстной системы. В развитии функциональной перегрузки определенную роль играют нарушения окклюзионных взаимоотношений между протезными конструкциями и антагонирующими зубами.

Многолетние клинические наблюдения и изучение физиологии жевания выявили, что наличие преждевременных контактов приводит к травматической окклюзии и к функциональной перегрузке опорных элементов протезной конструкции. При этом, характер ответа на жевательную нагрузку в значительной степени зависит от состояния антагонистов.

При глотании, когда зубы смыкаются в положении центральной окклюзии, вся сила сокращающейся жевательной мускулатуры приходится на точки, повышающие прикус (Гаврилов Е.И., Оксман И.М., 1978; Логинова Н.К., 1984; Амирханян А.Н., 2001; Ackermann K.I., 1980; Fayz F., 1988; Misch C.E., 1991; Rotter B.E., 1996; Benx D.K., 1998; Ruhling A. et al., 1999).

Предупреждение возникновения зон повышенных напряжений в костной ткани вокруг имплантатов имеет существенное значение для прогнозирования результатов лечения.

В настоящее время для определения величин окклюзионных нагрузок в зонах опор протеза на имплантатах используется математическое моделирование (Матвеева А.И., Канатов В.А., Гаврюшин С.С., 1990; Канатов В.А., 1991; Матвеева А.И., 1993; Иванов А.Г., 1998; Гветадзе Р.Ш., 2001; Борисов А.Г., 2002; Weiss D.H., 1987; Stoiber В., 1998;Brunski J.B., 1998).

Установлена предельно допустимая нагрузка, которую может выдержать кость, окружающая имплантат в зависимости от формы и материала имплантата, состояния компактного и губчатого вещества и др. факторов.

Однако, анализ данных литературы показывает, что обоснование подходов к планированию ортопедических конструкций, опирающихся на внутрикостные имплантаты при лечении различных дефектов зубных рядов, требует дальнейшей разработки. Так, недостаточно исследована система «антагонисты - опорные ткани протеза», мало изучены особенности распределения функциональных нагрузок в этой системе, уровень изменений сил жевательного давления, взаимодействие антагонистов и различных протезных конструкций с опорой на имплантаты.

Цель исследования: обоснование и выбор протезных конструкций с опорой на имплантаты в зависимости от состояния антагонистов.

Задачи исследования:

1. Изучить взаимодействия антагонистов и различных протезных конструкций с опорой на имплантаты.

2. Оценить влияние антагонистов на функциональное состояние опорных зон протезной конструкции.

3. Оценить уровень изменений сил жевательного давления при ортопедическом лечении больных с использованием имплантатов в зависимости от состояния антагонистов.

4. Обосновать и разработать математическую модель напряженно-деформированного состояния в системе «антагонисты - опорные ткани протеза».

5. Разработать практические рекомендации по тактике протезирования больных с учетом состояния антагонистов.

Научная новизна

- Впервые с помощью клинико-функциональных и математических методов исследования проведено комплексное изучение состояния опорных зон имплантатов для различных ортопедических конструкций и состояний зубов-антагонистов и научно обоснован выбор ортопедического метода лечения дефектов зубных рядов с опорой на дентальные имплантаты в зависимости от состояния антагонистов.

- Впервые проведено комплексное функционально-диагностическое исследование влияния состояния антагонистов на кровоснабжение и плотность челюстной кости их опорных тканей и тканей в области дентальных имплантатов, а также на перестройку работы жевательного аппарата. Установлено, что жевательные нагрузки после протезирования с опорой на имплантаты при наличии интактных зубов-антагонистов стимулируют кровоснабжение и остеогенез в опорных зонах имплантатов и восстанавливают координированную работу жевательной мускулатуры.

- Показано, что наличие несъемных конструкций, зафиксированных на зубах-антагонистах оказывает стимулирующее воздействие на опорные ткани и функциональную активность жевательных мышц. Это позволяет восстановить координированную работу жевательных мышц в течение 6 мес. после протезирования. При этом использование съемных конструкций

приводит к развитию одностороннего типа жевания, сопровождающегося снижением функциональных окюпозионных сил на стороне дентальных имплантатов.

- Впервые при моделировании и изучении особенностей процесса взаимодействия антагонистов и протезной конструкции применен более информативный кинематический способ нагружения, чем традиционно используемый - силовой.

- Впервые методом конечных элементов изучены особенности напряженно-деформированного состояния в системе «антагонисты -опорные ткани протеза». Установлена взаимосвязь распределения жевательного давления на костную ткань при наличии различных антагонирующих групп - зубов и протезов.

- Разработаны объективные критерии выбора рациональных протезных конструкций в зависимости от вида антагонирующих систем.

Практическая значимость

- На основе теоретических и клинических исследований установлено влияние антагонистов на состояние жевательных мышц и окклюзионные силы. Это позволяет рекомендовать методы функциональных исследований, включающие электромиографию и гнатодинамометрию, для оценки результатов протезирования на имплантатах.

- При выборе ортопедической конструкции с опорой на дентальные имплантаты предпочтение следует отдавать несъемным конструкциям, так как их функционирование оказывает существенное стимулирующее воздействие на кровоснабжение опорных зон имплантатов и восстанавливает координированную работу жевательной мускулатуры.

- Тактика врача при ортопедическом лечении больных с дефектами зубных рядов с использованием имплантатов должна учитывать

объективные показатели состояния антагонистов, установленные с помощью клинико-функциональных методов обследования.

Положения, выносимые на защиту

1. Комплексная оценка состояния опорных зон имплантатов для различных ортопедических конструкций и состояний зубов-антагонистов.

2. Результаты математического моделирования напряженно-деформированного состояния костной ткани челюстей в системе «антагонисты-опорные ткани протеза»

3. Комплекс функционально-диагностических исследований, позволяющих провести обоснованный выбор протезных конструкций в зависимости от вида и состояния антагонистов.

Внедрение результатов исследования:

Результаты диссертационной работы внедрены в клиническую практику отделения ортопедической стоматологии и имплантологии ЦНИИС, а также используются в лекциях и семинарских занятиях с клиническими ординаторами, аспирантами и врачами-курсантами.

Апробация работы: Предзащитное обсуждение диссертационной работы проведено «22» июня 2004 г. на совместном заседании сотрудников отдела имплантологии и отдела ортопедической стоматологии Центрального научно-исследовательского института стоматологии МЗ РФ.

Публикации в научных изданиях:

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 44 рисунками и 11 таблицами. Указатель литературы содержит 74 отечественных и 59 иностранных источников.

Содержание работы Материал и методы исследования

Для решения поставленных цели и задач в отделении ортопедической стоматологии и имплантологии ЦНИИС проведено обследование 60 больных с различными дефектами зубных рядов в возрасте от 21 до 60 лет, без сопутствующих заболеваний. У большинства из них (47) имелись односторонние (37) и двусторонние (10) концевые дефекты зубного ряда нижней челюсти различной протяженности. У 3 пациентов имели место включенные дефекты большой протяженности, полные дефекты зубного ряда нижней челюсти наблюдали у 10 больных.

По полу и возрасту больные распределялись следующим образом (табл.1).

Таблица 1

Распределение больных по полу и возрасту

Пол Общее кол-во больных Возрастные группы

21-30 31-40 41-50 51-60

Жен 39 8 14 п см 5

Муж. 21 2 8 7 4

Итого 60 10 22 19 9

При обследовании больных изучали состояние общего и стоматологического статуса. Известно, что анатомические особенности тканей протезного ложа челюстей больных, потерявших зубы, должны учитываться при планировании как традиционного ортопедического лечения, так и с использованием имплантатов. При этом лечение должно быть направлено на предупреждение травматического нагружения тканей опорных элементов конструкции и деструкции альвеолярной кости протезного ложа.

Особое значение при выборе протезной конструкции придавали изучению состояния зубов-антагонистов.

На основании результатов обследования 60 пациентов было выделено три группы: 20 больных (первая группа) - интактный зубной ряд верхней челюсти, вторую группу (20 человек) составляли пациенты, которым изготовили несъемные металлокерамические протезы на верхнюю челюсть; третья группа (20 человек) - с дефектами зубного ряда верхней челюсти, которым были изготовлены съемные конструкции протезов.

В зависимости от вида дефекта зубного ряда нижней челюсти больным проведено ортопедическое лечение с изготовлением несъемных и условно-съемных протезных конструкций, с опорой на внутрикостные имплантаты (табл. 2).

Таблица 2

Характеристика вида протезирования

Пол обследованных Вид протезной конструкции

несъемные условно-съемные

Мужчины 12 (20%) 7 (12%)

Женщины 23 (38%) 18 (30%)

Всего 35 (58%) 25 (42%)

Для изучения влияния конструктивных особенностей протезов на состояние опорных тканей нижней челюсти в каждой группе больных были выделены по две подгруппы.

Во всех группах первую подгруппу составили пациенты с частичными дефектами зубного ряда нижней челюсти, которым были изготовлены несъемные протезы из металлокерамики, фиксированные на внутрикостных имплантатах.

Для второй подгруппы пациентов были изготовлены условно-съемные конструкции: для больных первой и второй групп с частичными дефектами, для третьей - с полной потерей зубов на нижней челюсти.

Всем пациентам проведено ортопедическое лечение с использованием внутрикостных имплантатов системы «Astra-Tech» и «Alpha-Bio».

Для оценки результатов проведенного ортопедического лечения применяли методы клинической и функциональной диагностики (реопародонтография опорных зон, лазерная допплеровская флоуметрия, ультразвуковая остеометрия, электромиография, реоартрография), а также рентгенологические методики.

Клиническое обследование полости рта пациента проводили в определенной последовательности - оценка состояния мягких тканей, костной структуры и межокклюзионных взаимоотношений челюстей, а также изучение диагностических моделей, необходимое для исследования анатомотопографических особенностей полости рта.

Обследование больных с имплантатами проводили через 3, 6, 12 месяцев и через 1,5 года.

Рентгенологическое обследование пациентов проводилось с использованием стандартной схемы, принятой в ЦНИИС. Применяли два типа ортопантомографов - «ОП-5» фирмы «Паломекс» (Финляндия) или «Феникс» фирмы «Радианте» (Финляндия). Соблюдали стандартные условия съемки.

Нами проанализированы 135 ортопантомограмм

Программа обследования пациентов включала не только клиническое

1 изучение окклюзии и состояния тканей опорных зон протезных

»

конструкций, но и определение геометрических и физико-механических а параметров зубочелюстной системы и полости рта пациентов,

необходимых при расчете и конструировании протезов с применением вариантного математического моделирования.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

Эффективность ортопедического лечения пациентов тесно связана с совершенствованием качества протезов и изучением их влияния на опорные ткани.

Одним из основных требований к протезным конструкциям с применением внутрикостных имплантатов является обеспечение рационального распределения функциональных нагрузок на тканевой комплекс.

Многолетние клинические наблюдения и изучение физиологии жевания показали, что наличие преждевременных контактов приводит к травматической окклюзии и к функциональной перегрузке опорных элементов протезной конструкции. При этом, характер ответа на жевательную нагрузку в значительной степени зависит от состояния антагонистов.

I Исходя из биомеханики движений нижней челюсти, система

имплантатов должна определяться величиной и характером сил, ( действующих на имплантат. Правильное представление картины

распределения сил, точек их приложения и количественная оценка действующих нагрузок позволяет сделать рациональный выбор супраконструкции. Поэтому, чем полнее картина реального распределения

возникающих напряжений, тем более точно можно рассчитать силы, возникающие в процессе пережевывания пищи.

Предупреждение возникновения зон повышенных напряжений в костной ткани вокруг имплантатов имеет существенное значение для прогнозирования результатов лечения. Поэтому особое внимание при проведении ортопедического лечения больных с дефектами зубных рядов уделяли состоянию зубов-антагонистов, влияющих на распределение функциональной нагрузки и величину напряжений, возникающих в окружающей имплантат костной ткани.

Математическая модель биомеханической системы «антагонисты -супраструктура - имплантаты - опорные ткани протеза», использующая в качестве исходных параметров основные характеристики зубочелюстной системы пациента и характеристики проектируемой протезной конструкции, позволяет с помощью ЭВМ проанализировать для каждого конкретного клинического случая различные варианты протезных конструкций и остановить выбор на варианте, наиболее рациональном для пациента.

При моделировании взаимодействия антагонистов и протезной конструкции силовой способ нагружения не отражает основных особенностей процесса взаимодействия, поэтому в данной работе применен более информативный кинематический способ нагружения конструкции. В этом случае контакт численно моделируется посредством взаимного смещения жевательных поверхностей, а величина смещения определяется предварительно по интегральной величине жевательного усилия.

В процессе математического моделирования в тех случаях, когда в качестве антагонистов рассматривался ряд собственных зубов, потребовалось оценить количество внутрикостных имплантатов, необходимое для создания протезной конструкции.

Математическая модель нижней челюсти была построена с использованием компьютерной томографии.

Предельная нагрузка на антагонисты для мужчины в возрасте 50 лет -была оценена по верхнему допустимому пределу как 400 Н.

Анализ полученных результатов показал, что для обеспечения необходимых прочностных характеристик и долговременного функционирования протезной конструкции следует выбрать вариант с опорой на 3 имплантата. В рассмотренном примере методы математического моделирования позволили выбрать рациональный вариант протезирования.

В случае, когда антагонистами является съемная супраструктура, у лечащего врача появляется дополнительная возможность регулировать характер и величину нагрузок, действующих на имплантаты, за счет варьирования жесткости антагонистов.

Рассмотрены два варианта протезирования, отличающиеся видом антагонистов, расположенных на верхней челюсти. Протезная конструкция на нижней челюсти не варьировалась.

Анализ полученных результатов показал, что для варианта «шинирующий бюгельный протез» максимальные напряжения в вертикальном слое костной ткани, прилегающей к имплантатам, превышают предельно допустимое напряжение в кортикальной кости, поэтому протезная конструкция при таких клинических условиях не отвечает необходимым требованиям.

Вариант съемных протезов позволяет создать рациональный режим нагружения на имплантаты нижней челюсти и обеспечить долговременное функционирование протезной конструкции.

Результаты проведенного математического моделирования показали, что выбор рационального вида протезной конструкции в значительной степени определяется состоянием зубов-антагонистов.

Данные клинического обследования больных и результаты математического моделирования были использованы в работе при планировании ортопедических конструкций. Это особенно важно при протезировании больных 3-ей группы, так как в этом случае, без учета состояния антагонистов, возрастает вероятность неблагоприятного исхода лечения в целом.

В связи с этим, важно было оценить влияние состояния антагонистов на восстановление жевательной функции при ортопедическом лечении больных с дефектами зубных рядов различными протезными конструкциями с опорой на внутрикостные имплантаты.

В исследовании был применен комплексный подход, позволяющий наиболее полно проследить за динамикой функциональных перестроечных процессов и определить влияние на них как различных видов ортопедических конструкций, так и зубов-антагонистов.

Динамические наблюдения за изменениями состояния опорных зон протезов и в области антагонистов проводили с помощью реопародонтографии, лазерной допплеровской флоуметрии и эхоостеометрии.

Первым контрольным сроком наблюдений, проводимых нами функционально-диагностических исследований в области жевательной группы зубов были 3 месяца после протезирования концевого дефекта зубного ряда на нижней челюсти. С полученными результатами сравнивали значения аналогичных показателей в более отдаленные сроки -6 и 12 мес.

К сроку 3 мес. у обследованных нами пациентов устанавливался тип жевания (односторонний или равномерный) и стереотип жевательного процесса. Дальнейшие исследования в сроки 6 и 12 мес. позволили четко определить, какое состояние зубов-антагонистов вызывает более быструю

адаптацию к новым условиям функционирования искусственных зубов, опирающихся на имплантаты.

Результаты обследования 1-ой группы пациентов показывают, что протезирование с опорой на имплантаты стимулирует регионарное кровоснабжение и остеогенез в тканях опорных зон. Однако, через 3 мес. интенсивность кровотока в области пародонта интактного зубного ряда была меньше на 20% при условно-съемном протезировании, чем при несъемном, а уровень капиллярного кровотока - на 13%. При этом, плотность челюстной кости, соответственно, была меньше на 2,4%.

Сравнительный анализ полученных данных в подгруппах 1-ой группы пациентов показал, что наличие интактного зубного ряда антагонистов позволяет уже через полгода после протезирования стабилизировать перестроечные процессы в опорных зонах. В обеих подгруппах не происходит существенных изменений в реографических значениях к 12 мес., включая микроциркуляцию и остеогенез, как в тканях опорных зон, так и в области антагонистов (изменения были незначимыми, р>0,05). Это показывает, что адаптация к протезам происходит при наличии интактных зубов-антагонистов довольно быстро (к 6 мес.).

Результаты функционально-диагностических исследований второй группы пациентов, отличались от 1-ой группы.

Характерным отличием являлись существенно меньшая интенсивность как регионарного кровоснабжения, включая микроциркуляцию, так и плотности челюстной кости.

Результаты функционально-диагностических исследований 2-й группы пациентов показывают, что через 3 мес. интенсивность кровотока в области опорных зон при несъемном протезировании (1-я подгруппа) превышает таковую в области зубов-антагонистов на 33%.

Несмотря на наличие несъемных конструкций на обеих челюстях жевательные нагрузки после протезирования были невелики, отчего увеличение кровоснабжения проходило в небольших пределах.

Тонус регионарных сосудов был повышен, хотя в области опорных зон он меньше, чем в области зубов-антагонистов, находившихся под несъемной конструкцией.

В целом, функциональное состояние сосудов в области опорных зон в 1-ой подгруппе 2-ой группы пациентов можно рассматривать как близкое к норме. Это дает основание утверждать, что несъемные конструкции, даже с опорой на имплантаты, позволяют нормализовать жевательные нагрузки после протезирования и в довольно ранние сроки адаптировать к ним опорные ткани.

Значения скорости прохождения ультразвука (СУЗ) в 1-ой подгруппе пациентов в области опорных зон достигали нормы к сроку 12 мес,, в области зубов-антагонистов - к 6 мес. Это означает, что жевательные нагрузки после несъемного протезирования с опорой на дентальные имплантаты оказывают стимулирующее действие на остеогенез, что следует рассматривать как положительный момент в процессах остеоинтеграции.

Во 2-ой подгруппе пациентов 2-ой группы, имеющих условно-съемные конструкции с опорой на имплантаты и несъемные - в области антагонистов, через 3 мес. после протезирования интенсивность регионарного кровоснабжения была сравнительно низкой. Это означает, что условно-съемный протез, которому противостоит несъемная конструкция на зубах-антагонистах, не позволяет в достаточной степени нагружать жевательным давлением опорные ткани имплантатов. Следовательно, этот вид протеза является менее предпочтительным чем несъемные конструкции, опирающиеся на имплантаты. Соответственно, стимулирующий эффект на кровоснабжение и обменные процессы при

пользовании условно-съемными конструкциями оказываются более низкими.

1 Динамические наблюдения за состоянием регионарного

кровоснабжения и плотности костной ткани во 2-ой подгруппе пациентов Л 2-ой группы показали, что последняя по своим значениям достигает нормы

лишь к 12 мес. Интенсивность регионарного кровоснабжения и капиллярного кровотока также приближается к норме к этому сроку. Это связано с тем, что в опорных тканях имплантатов и зубов-антагонистов, на которых зафиксирована несъемная конструкция, сохранялась, хотя и в небольшой степени вазоконстрикция,- значения ИПС 100-109% и значения ПТС 27%.

Таким образом, функционально-диагностические исследования регионарной гемодинамики и плотности костной ткани показали, что несъемные ортопедические конструкции, опирающиеся на имплантаты, оказывают стимулирующее действие на обменные процессы и остеогенез в большей степени, чем условно-съемные, хотя зубной ряд антагонистов сохраняет свою устойчивость и при использовании больших жевательных нагрузок.

В справедливости этого заключения можно было убедиться при анализе результатов исследований 3-ей группы пациентов, имевших в области зубов-антагонистов съемные конструкции, которые не могли сравниться по своей устойчивости с естественными зубами. В 1-ой подгруппе пациентов этой группы съемной конструкции противостояла несъемная конструкция, во 2-ой - условно-съемная. Очевидно, что наличие съемных конструкций психологически ограничивало силу жевательных ; нагрузок, от которых зависело стимулирующее воздействие на

регионарную гемодинамику и остеогенез в опорных зонах имплантатов.

Результаты реопародонтографии, лазерной допплеровской флоуметрии и ультразвуковой остеометрии в 3-ей группе пациентов

показали, что для всех сроков наблюдения интенсивность регионарного кровоснабжения, включая микроциркуляцию, оставалась на довольно низком уровне.

Вместе с тем, анализ результатов функционально-диагностических исследований состояния опорных тканей имплантатов и протезного ложа съемных конструкций позволил выявить некоторые особенности в этой группе пациентов.

Восстановление жевательной функции на стороне протезирования происходило медленно и в более поздние сроки, когда, по-видимому, происходила полная адаптация к новым условиям распределения жевательных нагрузок.

Другой особенностью функционирования съемных протезов, включая конструкции с опорой на имплантаты, были низкие значения СУЗ во 2-ой подгруппе: 1554-2551 м/с. Эти величины, несмотря на отдаленные сроки наблюдения (12 мес.), были далеки от значений нормы, характеризующей плотность костной ткани (3000-3500 м/с).

Это позволяет заключить, что при наличии съемной ортопедической конструкции в области антагонистов, условно-съемная конструкция менее эффективно восстанавливает жевательные нагрузки на стороне протезирования, чем несъемная.

Анализ данных функционального исследования регионарной гемодинамики и плотности челюстной кости в опорных тканях имплантатов и зубов-антагонистов показал, что несъемные ортопедические конструкции, опирающиеся на дентальные имплантаты, позволяют восстанавливать жевательную функцию более эффективно, чем условно-съемные конструкции. Это, в первую очередь, зависит от устойчивости зубов противоположного зубного ряда. Однако, более полно о восстановлении жевательной функции можно судить по функциональному

состоянию других элементов жевательного аппарата - жевательных мышц иВНЧС.

Изменения в функциональном состоянии жевательных мышц наблюдали после протезирования во всех подгруппах пациентов по значениям максимальной амплитуды биоэлектрической активности (БЭА) собственно жевательных и височных мышц, а также по величине максимальной окклюзионной силы, которая находится в прямой зависимости от мышечных усилий. Оба этих показателя определяли при одной и той же функциональной нагрузке - максимально произвольном сжатии челюстей. При этом, окклюзионную силу измеряли с помощью гнатодинамоментра, а амплитуду БЭА - на электромиограммах (ЭМГ).

Измерения проводили в те сроки наблюдения, когда во всех группах пациентов происходила полная адаптация к ортопедическим конструкциям и стабильно устанавливалось перераспределение жевательных нагрузок. Таким временем, исходя из анализа функционально-диагностических исследований опорных тканей имплантатов и антагонистов, был срок 12 мес. после операции.

Полученные результаты ЭМГ-исследований дают основание полагать, что жевательные нагрузки и развиваемые мышечные усилия остаются у пациентов после протезирования наименьшими на стороне дентальных имплантатов, однако психологический фактор играет существенную роль при адаптации к протезным конструкциям, опирающимся на имплантаты.

Особо следует отметить, что полное восстановление координированной работы жевательных мышц наступает лишь в случае интактных зубов-антагонистов и несъемной конструкции, зафиксированной на имплантата (1-ая подгруппа пациентов 1-ой группы).

Данные наблюдений 3-ей группы пациентов свидетельствуют о нарушении координированной работы жевательных мышц, а, следовательно, - о преобладании одностороннего типа жевания и

неравномерном распределении жевательных нагрузок. В этих случаях функционально перегруженной стороной являлась та, где отсутствуют протезные конструкции, опирающиеся на имплантаты.

Наличие съемных и условно-съемных конструкций нарушает равномерность распределения жевательных нагрузок и закрепляет стереотип одностороннего типа жевания (в данном случае - на стороне, противоположной имплантатам). Полученные значения максимальной окклюзионной силы для 3-ей группы пациентов отличались от 1-ой, в которой антагонисты были представлены интактным зубным рядом или несъемной конструкцией - в 2,6-3,3 раза, чем и объясняется дискоординированная работа жевательной мускулатуры в 3-ей группе пациентов.

Нарушения в функциональной активности жевательных мышц отразились на работе ВНЧС, т.е. односторонность в распределении жевательных нагрузок вызывает функциональную перегрузку одного из ВНЧС, в частности, на стороне, противоположной имплантатам. Результаты реоартрографии, это подтверждают.

Повышенная функциональная нагрузка ВНЧС на преимущественной стороне жевания усиливает регионарное кровоснабжение в области головки сустава. Это проявляется при оценке интенсивности регионарного кровоснабжения (РИ). Неравномерность в распределении функциональных нагрузок сказывается на величинах РИ, начиная со 2-ой подгруппы пациентов 1-ой группы и закономерно прослеживается во всех остальных подгруппах. Различия были в диапазоне от 20 до 50%. Наибольшие различия наблюдаются во 2-ой подгруппе пациентов 3-ей группы (50%). Иными словами, наличие в полости рта условно-съемной конструкции, опирающейся на дентальные имплантаты, способствует неравномерному распределению жевательных нагрузок, и весьма существенно - при наличии съемной конструкции в области зубов-антагонистов.

Функционально-диагностические исследования жевательных мышц, окклюзионных сил и ВНЧС, характеризующие работу жевательного аппарата, показали, что полное восстановление жевательной функции возможно и при сохранившихся зубах-антагонистах, а развитие одностороннего типа жевания сопровождает ортопедическое лечение дефектов зубных рядов съемными конструкциями. Ведущим в развитии таких закономерностей после протезирования является психологический фактор, в связи с чем необходим периодический контроль выполнения пациентами, которым проведено ортопедическое лечение с опорой на имплантаты, врачебных рекомендаций по равномерному распределению жевательных нагрузок и периодическое функционально-диагностическое обследование таких пациентов.

Таким образом, использованный нами комплекс функциональных методов исследования позволил установить, что наличие зубного ряда из интактных зубов-антагонистов стимулирует кровообращение и остеогенез в опорных зонах имплантатов, наличие же вместо них съемного протеза существенно снижает это стимулирующее воздействие на опорные ткани имплантата и способствует развитию одностороннего типа жевания с преимущественной стороной жевания, противоположной дентальным имплантатам.

В заключении выражаем благодарность доктору технических наук профессору С.С.Гаврюшину за консультативную помощь при выполнении данной работы.

ВЫВОДЫ

1. Проведено клинико-функциональное и математическое исследование состояния опорных зон антагонистов и внутрикостных имплантатов при лечении больных с использованием протезных конструкций.

2. Установлено, что при интактных зубных рядах в области зубов-антагонистов несъемные ортопедические конструкции, опирающиеся на дентальные имплантаты, стимулируют кровоснабжение и остеогенез в опорных зонах и нормализуют координированную работу жевательных мышц.

3. Выявлено, что в области зубов-антагонистов наличие несъемной конструкции оказывает более слабое стимулирующее воздействие на регионарную гемодинамику, включая микроциркуляцию в опорных зонах и функциональное состояние жевательных мышц.

4. Показано, что в случае несъемной конструкции в области антагонистов при использовании для беззубой нижней челюсти условно-съемных протезов, опирающихся на дентальные имплантаты, развивается дискоординация в работе жевательных мышц и устанавливается односторонний тип жевания.

5. Изучена биомеханика взаимодействия комплексной системы «анта-гонисты-супраструктура-имплантаты-опорные ткани протеза» и оценена величина предельно допустимой нагрузки на имплантат для каждого вида нагружения - окюпозионного (100-300 Н), бокового (30-50 Н), изгибающего моментов (400-600 Нхмм).

6. Обоснована и разработана математическая модель, позволяющая качественно и количественно оценить напряженно-деформированное состояние в системе «антагонисты-опорные ткани протеза». Установлено распределение эквивалентных напряжений в

костной ткани для пациентов с естественным рядом зубов и съемной конструкцией протеза. Оценено влияние вида антагонистов на величину передаваемой через супраструктуру окклюзионной нагрузки на опорные костные ткани, окружающие имплантат, и функциональное состояние опорных зон протезной конструкции.

7. Предложены объективные критерии сроков адаптации зубочелюстной системы пациентов к новым условиям функционирования протезов, опирающихся на имплантаты, для обоснованного выбора ортопедической конструкции в зависимости от вида и состояния антагонистов или типа замещающих их протезных конструкций. Для первой группы - 3-6 мес. (значения РИ до 0,15 Ом, М - 13,-5-20,8 усл.ед., плотность костной ткани -3000±31 м/с), для второй группы - 6-12 мес. (величины РИ равны 0,06 Ом, М - 12,3-16,3 усл. ед., плотность костной ткани - 2857±23 м/с), для третьей группы - 12 мес. (РИ - 0,03-0,05 Ом, М - 11-13 усл.ед., плотность костной ткани - 1554-2551 м/с).

8. Проведенный комплекс клинических, функциональных и математических исследований показал, что предложенные рекомендации по тактике протезирования с использованием имплантатов с учетом состояния антагонистов повышают роль диагностики в дентальной имплантологии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При проведении ортопедического лечения больных с дефектами зубных рядов с применением имплантатов необходимо учитывать состояние антагонистов и окклюзионные взаимоотношения с протезными конструкциями.

2. На этапах планирования ортопедического лечения рекомендовано использование разработанной методики оценки влияния антагонистов на характер распределения жевательной нагрузки на опорные ткани протезной конструкции.

3. При протезировании больных с частичными и полными дефектами зубных рядов с опорой на имплантаты для оценки координированной работы жевательных мышц, их силовой характеристики интенсивности перестроечных процессов следует использовать методы функциональной диагностики.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Роль окклюзионной нагрузки в системе «зуб-имплантат-протез» // Материалы конф., посвященной памяти проф. В.В.Паникаровского. -М., 2002. - С. 144-146 (В соавт. с А.И.Матвеевой, А.Г.Борисовым).

2. Применение дентальных имплантатов при протезировании больных с полной вторичной адентией нижней челюсти //ЦНИИ стоматологии -40 лет: История развития и перспективы. - М., 2002. - С. 136-137 (В соавт. с Р.Ш.Гветадзе, Е.Г.Смирновой, К.В.Захаровым).

4. Влияние вида протезной конструкции на отдаленные результаты дентальной имплантации // Пути совершенствования последипломного образования специалистов стоматологического профиля. Актуальные проблемы ортопедической стоматологии и ортодонтии. - М., 2002. - С. 202-204 (В соавт. с А.И.Матвеевой, Р.Ш.Гветадзе, И.В.Балудой, А.Н.Дюдиным, С.В.Поляковой, К.В.Захаровым).

5. Оценка влияния антагонистов на функциональное состояние опорных зон протезной конструкции // Сб. тез. Всерос. конф. «Профилактика основных стоматологических заболеваний» - М., 2003. - С. 92-93 (В соавт. с А.И.Матвеевой).

6. Биомеханические подходы к протезированию в дентальной имплантологии //Российский вестник дентальной имплантологии. -2003. - № 1. - С. 34-37 (В соавт. с А.И.Матвеевой, РЖГветадзе, К.В.Захаровым).

РНБ Русский фонд

2005-4 46953

i I | i t^'r f. Q

\ íh

2 2 MAP 2005 -

Актуальность исследования

Изучение закономерностей биомеханики зубочелюстной системы является одной из актуальных проблем современной стоматологии.

Восстановительное протезирование и долговременное функционирование внутрикостных имплантатов тесно связаны с принципами клинической биомеханики.

Успех лечения во многом зависит от обоснованного выбора ортопедической конструкции, поэтому задача оптимизации функциональной нагрузки имеет важное значение для дентальной имплантологии,.

Анализ литературы, посвященной вопросам протезирования с использованием различных систем имплантатов, показывает, что наряду с другими важными факторами, на срок пользования зубными протезами существенное влияние оказывают окклюзия и артикуляция (Олесова В.Н., 1998; Миргазизов М.З., 2000; Шарин А.Н., 2000; Борисов А.Г., 2002; Тлустенко В.П., 2002; Матвеева А.И. с соавт. 2003; Ruben С., 1983; Tokoyama Н., 1989; Falk Н., 1989 Hobo et al., 1989; Misch C.E. et aL, 1997; WeinerS., 1998 и др.).

Известно, что одной из причин отторжения имплантатов является чрезмерная нагрузка на костную ткань при ортопедическом лечении пациентов с дефектами зубных рядов.

Окклюзия определяет направление нагрузки. Расположение окклю-зионных полей протеза влияет на величину составляющих сил, действующих на систему имплантатов. Под влиянием этих нагрузок могут возникнуть деформации в протезе, самом имплантате или в окружающих тканях.

Вместе с тем, окклюзионная нагрузка на внутрикостный имплантат зависит от ряда факторов: от количества и локализации имплантатов и естественных зубов, способов фиксации протезов на имплантатах, длины промежуточной части, характера окклюзионных контактов при жевании, состояния антагонистов и др. (Матвеева А.И., 1993; Султан Мухаммед, 1994; Гветадзе Р.Ш., 2001; Борисов А.Г., 2002; Дронов Д.А., 2002; Миргазизов М.З., 2002; Матвеева А.И. с соавт., 2003; Menbel D.A., 1992; Meglambiy Е.А., 1992; Alberktsson Т., 1989; Misch С.Е. et al., 1997 и др.).

Наличие дефектов в зубном ряду ведет к нарушению его непрерывности, появлению морфофункциональных изменений зубоче-люстной системы. В развитии функциональной перегрузки определенную роль играют нарушения окклюзионных взаимоотношений между протезными конструкциями и антагонирующими зубами.

Многолетние клинические наблюдения и изучение физиологии жевания выявили, что наличие преждевременных контактов приводит к травматической окклюзии и к функциональной перегрузке опорных элементов протезной конструкции. При этом, характер ответа на жевательную нагрузку в значительной степени зависит от состояния антагонистов.

При глотании, когда зубы смыкаются в положении центральной окклюзии, вся сила сокращающейся жевательной мускулатуры приходится на точки, повышающие прикус (Гаврилов Е.И., Оксман И.М., 1978; Логинова Н.К.,1984; Амирханян А.Н., 2001; Ackermann K.I., 1980; Fayz F., 1988; Misch C.E., 1991; Rotter B.E., 1996; Benx D.K., 1998; Ruhling A. et al., 1999).

Предупреждение возникновения зон повышенных напряжений в костной ткани вокруг имплантатов имеет существенное значение для прогнозирования результатов лечения.

В настоящее время для определения величин окклюзионных нагрузок в зонах опор протеза на имплантатах используется математическое моделирование (Матвеева А.И., Канатов В.А., Гаврюшин С.С., 1990; Канатов В.А., 1991; Матвеева А.И., 1993; Иванов А.Г., 1998; Гветадзе Р.Ш., 2001; Борисов А.Г., 2002; Weiss D.H., 1987; Stoiber В., 1998;Brunski J.B., 1998).

Установлена предельно допустимая нагрузка, которую может выдержать кость, окружающая имплантат в зависимости от формы и материала имплантата, состояния компактного и губчатого вещества и др. факторов.

Однако, анализ данных литературы показывает, что обоснование подходов к планированию ортопедических конструкций, опирающихся на внутрикостные имплантаты при лечении различных дефектов зубных рядов, требует дальнейшей разработки. Так, недостаточно исследована система «антагонисты - опорные ткани протеза», мало изучены особенности распределения функциональных нагрузок в этой системе, уровень изменений сил жевательного давления, взаимодействие антагонистов и различных протезных конструкций с опорой на имплантаты.

Цель исследования: обоснование и выбор протезных конструкций с опорой на имплантаты в зависимости от состояния антагонистов.

Задачи исследования:

1. Изучить взаимодействия антагонистов и различных протезных конструкций с опорой на имплантаты.

2. Оценить влияние антагонистов на функциональное состояние опорных зон протезной конструкции.

3. Оценить уровень изменений сил жевательного давления при ортопедическом лечении больных с использованием имплантатов в зависимости от состояния антагонистов.

4. Обосновать и разработать математическую модель напряженно-деформированного состояния в системе «антагонисты - опорные ткани протеза».

5. Разработать практические рекомендации по тактике протезирования больных с учетом состояния антагонистов.

Научная новизна

- Впервые с помощью клинико-функциональных и математических методов исследования проведено комплексное изучение состояния опорных зон имплантатов для различных ортопедических конструкций и состояний зубов-антагонистов и научно обоснован выбор ортопедического метода лечения дефектов зубных рядов с опорой на дентальные имплантаты в зависимости от состояния антагонистов.

- Впервые проведено комплексное функционально-диагностическое исследование влияния состояния антагонистов на кровоснабжение и плотность челюстной кости их опорных тканей и тканей в области дентальных имплантатов, а также на перестройку работы жевательного аппарата. Установлено, что жевательные нагрузки после протезирования с опорой на имплантаты при наличии интактных зубов-антагонистов стимулируют кровоснабжение и остеогенез в опорных зонах имплантатов и восстанавливают координированную работу жевательной мускулатуры.

- Показано, что наличие несъемных конструкций, зафиксированных на зубах-антагонистах оказывает стимулирующее воздействие на опорные ткани и функциональную активность жевательных мышц. Это позволяет восстановить координированную работу жевательных мышц в течение 6 мес. после протезирования. При этом использование съемных конструкций приводит к развитию одностороннего типа жевания, сопровождающегося снижением функциональных окклюзионных сил на стороне дентальных имплантатов.

- Впервые при моделировании и изучении особенностей процесса взаимодействия антагонистов и протезной конструкции применен более информативный кинематический способ нагружения, чем традиционно используемый - силовой.

- Впервые методом конечных элементов изучены особенности напряженно-деформированного состояния в системе «антагонисты — опорные ткани протеза». Установлена взаимосвязь распределения жевательного давления на костную ткань при наличии различных антагонирующих групп - зубов и протезов.

- Разработаны объективные критерии выбора рациональных протезных конструкций в зависимости от вида антагонирующих систем.

Практическая значимость

- На основе теоретических и клинических исследований установлено влияние антагонистов на состояние жевательных мышц и окклюзионные силы. Это позволяет рекомендовать методы функциональных исследований, включающие электромиографию и гнатодинамометрию, для оценки результатов протезирования на имплантатах.

- При выборе ортопедической конструкции с опорой на дентальные имплантаты предпочтение следует отдавать несъемным конструкциям, так как их функционирование оказывает существенное стимулирующее воздействие на кровоснабжение опорных зон имплантатов и восстанавливает координированную работу жевательной мускулатуры.

- Тактика врача при ортопедическом лечении больных с дефектами зубных рядов с использованием имплантатов должна учитывать объективные показатели состояния антагонистов, установленные с помощью клинико-функциональных методов обследования.

Положения, выносимые на защиту

1. Комплексная оценка состояния опорных зон имплантатов для различных ортопедических конструкций и состояний зубов-антагонистов.

2. Результаты математического моделирования напряженно-деформированного состояния костной ткани челюстей в системе «антагонисты-опорные ткани протеза»

3. Комплекс функционально-диагностических исследований, позволяющих провести обоснованный выбор протезных конструкций в зависимости от вида и состояния антагонистов.

выводы

1. Проведено клинико-функцнональное и математическое изучение состояния опорных зон антагонистов и внутрикостных имплантатов при лечении больных с использованием протезных конструкций.

2. Установлено, что при интактных зубных рядах в области зубов-антагонистов несъемные ортопедические конструкции, опирающиеся на дентальные имплантаты, стимулируют кровоснабжение и остеогенез в опорных зонах и нормализуют координированную работу жевательных мышц.

3. Выявлено, что в области зубов-антагонистов наличие несъемной конструкции оказывает слабое стимулирующее воздействие на регионарную гемодинамику, включая микроциркуляцию в опорных зонах и функциональное состояние жевательных мышц.

4. Показано, что в случае несъемной конструкции в области антагонистов при использовании для беззубой нижней челюсти условно-съемных протезов, опирающихся на дентальные имплантаты, развивается дискоординация в работе жевательных мышц и устанавливается односторонний тип жевания.

5. Изучена биомеханика взаимодействия комплексной системы «антагонисты-супраструктура-имплантаты-опорные ткани» и оценена величина предельно допустимой нагрузки на имплантат для каждого вида нагружения - окклюзионного (100-300 Н), бокового (30-50 Н), изгибающего опрокидывающих моментов (400-600 Н.мм).

6. Обоснована и разработана математическая модель, позволяющая качественно и количественно оценить напряженно-деформированное состояние в системе «антагонисты-опорные ткани протеза». Установлено распределение эквивалентных напряжений в костной ткани для пациентов с естественным рядом зубов и съемной конструкцией протеза. Оценено влияние вида антагонистов на величину передаваемой окклюзионной нагрузки через супраструктуру на опорные костные ткани, окружающие имплантат и функциональное состояние опорных зон протезной конструкции.

7. Предложены объективные критерии сроков адаптации зубочелюстной системы пациентов к новым условиям функционирования протезов, опирающихся на имплантаты, для обоснованного выбора ортопедической конструкции в зависимости от вида и состояния антагонистов или типа протезных конструкций их заменяющих. Для первой группы - 3-6 мес. (значения РИ до 0,150м, М - 13,-5-20,8 усл.ед., плотность костной ткани - 3000±31 м/с), для второй группы -6-12 мес. (РИ составляет 0,06 Ом, М - 12,3-16,3 усл. ед., плотность костной ткани - 2857±23 м/с), для третьей группы - 12 мес. РИ - 0,030,05 Ом, М - 11-13 усл.ед., плотность костной ткани - 1554-2551 м/с).

8. Проведенный комплекс клинических функциональных и математических исследований показал, что предложенные рекомендации по тактике протезирования с использованием имплантатов с учетом состояния антагонистов повышают роль диагностики в дентальной имплантологии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При проведении ортопедического лечения больных с дефектами зубных рядов с применением имплантатов необходимо учитывать состояние антагонистов и окклюзионные взаимоотношения с протезными конструкциями.

2. На этапах планирования ортопедического лечения рекомендовано использование разработанной методики оценки влияния антагонистов на характер распределения жевательной нагрузки на опорные ткани протезной конструкции.

3. При протезировании больных с частичными и полными дефектами зубных рядов с опорой на имплантаты для оценки координационной работы жевательных мышц, их силовой характеристики, интенсивности перестроечных процессов следует использовать методы функциональной диагностики.