Морфологические изменения в зубочелюстной системе при ортодонтическом лечении

В результате воздействия на зубочелюстную систему силы ортодонтического аппарата изменяется ее анатомическое строение. При этом возникают силы, которые стремятся восстановить ее первоначальную форму. Они называются силами упругости.

В процессе ортодонтического лечения развиваемая аппаратами сила вызывает определенные тканевые изменения. Таким образом, ортодонтические аппараты являются специфическим раздражителем или стимулятором, вызывающим тканевую перестройку и закрепляющим измененную форму элементов зубочелюстной системы и их взаимоотношения.

Тканевые преобразования, возникающие как ответная реакция организма, являются биологическими проявлениями жизнедеятельности организма. Таким образом, сталкиваются два разных явления: действие ортодонтического аппарата в виде механической силы и ответная биологическая реакция в форме тканевой перестройки.

Законы механики применимы к ортодонтическому перемещению в особых условиях взаимодействия механизмов с живыми тканями – с учетом их ответной биологической реакции. Поэтому действие ортодонтических аппаратов принято называть биомеханическим.

Теории перестройки костной ткани.

На протяжении развития ортодонтии, как науки, формировались и взгляды ученых на тканевые преобразования, возникающие при перемещении зубов.

По вопросу о влиянии ортодонтической аппаратуры на перестройку тканей пародонта известны несколько основных теорий.

Теория Флюренса заключается в том, что в зависимости от давления или тяги, прилагаемых к зубу, вызываются двоякого рода структурные изменения в альвеоле: аппозиция и резорбция костной ткани.

При перемещении зуба, например, из вестибулярного в оральное направление, альвеолу можно делить на две части - вестибулярную и оральную. В вестибулярной части альвеолы, на стороне, прилегающей к зубу, ввиду образования щели между зубом и альвеолой благодаря тяге происходит процесс аппозиции, а на противоположной стороне, то есть на стороне оральной части альвеолы, соприкасающейся с корнем, ввиду производимого зубом давления на костную ткань происходит резорбция костной ткани.

Согласно этой теории происходит, как видно, утолщение вестибулярной части альвеолы и истончение язычной части в местах соприкосновения с зубом, но наружная (десневая) сторона альвеолярного отростка, как с оральной, так и с вестибулярной стороны не изменяется. Между тем, в ортодонтической практике всегда наблюдается перемещение всего участка альвеолярного отростка внутрь или наружу (в зависимости, куда перемещается зуб) почти на такое же расстояние, на которое перемещены зубы. Не только зуб перемещается, но и изменяется положение альвеолярного отростка. Следовательно, теория резорбции и аппозиции в толковании представителей этой точки зрения неудовлетворительна.

Существует еще другая теория Кингслея и Валькгофа (1890 г.) – теория напряжения челюстных костей, выражающаяся в следующем: компактная часть кости, и тем более, губчатая ее часть, отличаются эластичностью и даже растяжимостью, особенно в молодом возрасте. Как известно, губчатая кость состоит из сплетения костных балочек, в петлях которых содержится костный мозг.

При применении тяги или давления грубой силы петли изменяют свою конфигурацию, и возникает соответствующее изменение во внутримолекулярном напряжении элементов костной ткани. Возникает разница напряжения в различных участках костной ткани. Этим обусловливается перемещение зубов вместе с альвеолой.

Если действие силы, деформирующей костную ткань, долго продолжается, то разность внутримолекулярного напряжения постепенно сглаживается и измененная форма всей кости становится стабильной.

Согласно этой теории на стороне давления кость, вследствие своей эластичности, сжимается и отодвигается в оральном направлении, а вестибулярная часть освобождается от напряжения и тягой, передаваемой через альвеолярные перегородки, вся перемещается вслед за зубами орально.

Недостаток этой теории - она игнорирует известный фактор генеза костной ткани, который зависит от двух процессов: аппозиции и резорбции.

Известна еще третья теория Оппенгейма. При перемещении зуба, согласно этой теории, происходит не перемещение альвеолярного отростка целиком вместе с зубом вследствие эластичности кости, а перестройка костной ткани его, благодаря процессам аппозиции и резорбции. Но резорбция и аппозиция происходит не так, как их толкуют представители первой теории.

Например, при перемещении зуба в оральном направлении, альвеола может быть разделена на две части - вестибулярную и оральную. В каждой из этих частей происходят одновременно и параллельно резорбция и аппозиция. В вестибулярной части на стороне соприкосновения альвеолы с зубом (внутренняя сторона) вследствие отодвигания зуба от альвеолы происходит аппозиция. Резорбция в этой части происходит на наружной (десневой) стороне. Что касается оральной части альвеолы, то в месте соприкосновения с зубом (внутренняя сторона) происходит резорбция, а с наружной (десневой) стороны происходит аппозиция. Таким образом, наблюдается не утолщение вестибулярной части и истончение оральной, а почти равномерное изменение структуры тканей обеих частей в процессе перемещения зуба в оральном или вестибулярном направлении. Вследствие этих процессов перестройки кости из аномалийного положения в нормальное перемещается не только зуб, но и альвеола.

Установленные Оппенгеймом тканевые изменения при ортодонтическом перемещении зубов в своей основе соответствуют современному представлению по этому вопросу. Однако некоторые указания автора по вопросу о тканевых изменениях в зоне давления и в зоне тяги являются неточными.

По мнению Д.А. Калвелиса (1964) наличие остеокластов в зонах тяги и остеобластов в зонах давления имеет место в стадии ретенции, когда происходит выравнивание периодонтальной щели, - на поверхности новообразованной кости (зона тяги) рассасываются остеофитические образования, и образуется гладкая стенка альвеолы. На стороне давления (в стадии ретенции) происходит наслаивание кости на резорбированную поверхность стенки лунки, благодаря чему выравнивается альвеолярная стенка, и укрепляются периодонтальные волокна.

В зависимости от морфологической и функциональной патологии определяются четыре степени тяжести тканевых преобразований пародонта (Д. А. Калвелис, 1961).

Первая степень характеризуется небольшим повышением давления в периодонте, вследствие чего происходит уравновешенный процесс рассасывания и новообразования альвеолярной стенки, и зуб сохраняет устойчивость. Такие условия создаются в случаях применения малой силы давления.

Вторая степень характеризуется полным сдавлением периодонта с нарушением кровообращения, когда процесс резорбции в этом участке не может происходить и происходит в участках жизнеспособной ткани (пещеристая резорбция). После резорбирования ущемленного периодонта и альвеолярной стенки происходит полное морфологическое и также функциональное восстановление пародонта.

Третья степень характеризуется ущемлением пародонта на большом протяжении с нарушением кровообращения, когда в процесс резорбции вовлекаются не только ущемленный периодонт и альвеолярная стенка, но и корень зуба. Если в ходе восстановительных процессов резорбционные лакуны в корне зуба выстилаются цементом и восстанавливается периодонт, то такой конечный исход можно рассматривать как восстановление функциональной способности зуба, но с морфологическими дефектами.

Четвертая степень тяжести тканевых преобразований характеризуется костным сращением корня зуба со стенкой альвеолы. Механизм образования такого положения обуславливается сдавливанием периодонта на большом участке с полным его ущемлением, когда в процессе резорбции рассасывается не только альвеолярная стенка и ущемленный периодонт, но в значительной мере и твердые ткани зуба до образования каналов в корне зуба. До завершения процесса резорбции одновременно протекают восстановительные процессы. Резорбционные лакуны на корне зуба заполняются не цементом, а костной тканью, и на костно-цементной границе на месте ущемленного периодонта образуются остеоны. В результате таких тканевых преобразований происходит костное сращение корня зуба со стенкой альвеолы.

Ортодонтические силы.

Для перемещения зубов в активном периоде ортодонтического лечения к аномалийно расположенным зубам (группам зубов) необходимо приложить определенную силу, чтобы вызвать реактивные изменения в тканях периодонта.

Ортодонтические силы принято классифицировать по следующим основным принципам:

1. величине воздействия: слабые, умеренные, большие и очень большие

2. времени воздействия: непрерывные и прерывистые

3. характеру (принципу) воздействия: механические и функциональные

4. по направлению: активные (действующие на перемещаемый участок) и реактивные (действующие на точку опоры)

Впервые ортодонтические силы по величине воздействия систематизировал А.М. Шварц на основе проведенных клинико-экспериментальных исследований. В основе расчетов лежит величина внутрикапиллярного давления - 26 г/см².

Так, к первой группе А.М. Шварц отнес малые силы - 3-5 г/см² — эти силы малы и не вызывают реакции пародонта.

Ко второй группе сил относят силы меньшие или равные внутрикапиллярному давлению - 15 — 20 г/см². При применении таких сил подавляется микроциркуляторное кровообращение в области зоны давления, что сопровождается обратимыми изменениями в стенке альвеолы и корня перемещаемого зуба.

К третьей группе - относятся силы 30-40 г/см². Они подавляют кровообращение, что сопровождается гипоксией тканей и выраженными обратимыми реактивными изменениями.

К четвертой группе - относятся большие силы - более 60 г/см²; они разрушают мягкие ткани путем раздавливания, то есть такие явления необратимы после прекращения действия силы.

Таким образом, оптимальной является сила второй степени.

Механически действующие аппараты – это аппараты, в которые включен источник силы действующий извне. Этот вид аппаратов называют активными аппаратами, поскольку сами аппараты развивают силу.

Источником силы может быть упругость дуг и пружин, эластичность резиновой тяги, сила, развиваемая винтом, либо лигатурами. Сила этих источников регулируется или дозируется врачом - ортодонтом.

Сила, развиваемая функционально действующими аппаратами, по существу, в корне отличается от механической силы. Источником этого вида силы является сократительная сила жевательных мышц больного. Сами аппараты не содержат никаких источников силы и поэтому называются пассивными. Поскольку все процессы организма находятся под контролем регулирующих приспособлений организма, дозирование силы осуществляется организмом больного. Следовательно, величина действующей силы должна находиться в пределах толерантности организма больного и передозирование с вредными последствиями не допускается.

А.Я.Катц выдвинул соображения, что сила функционально действующих аппаратов регулируется рефлекторно болевым ощущением. Следовательно, сила может действовать только до определенных пределов и, когда она становится больше, как сигнал опасности возникает боль и сокращение мышц рефлекторно прекращается.

Основоположник функционального метода в ортодонтии А.Я.Катц в 1933 году выдвинул этот метод и обосновал его как рациональный, близкий к естественным условиям.

В ортодонтии выделяют две разных силы по времени воздействия – непрерывные, прерывистые (Рис.). В чем же заключается суть этих сил?

Непрерывно действующая сила характеризуется равномерным действием. Источником такого рода силы могут служить «открывающие» и «закрывающие» пружины в эджуайс-технике.

В зависимости от упругости металла выражается «неутомимость» аппарата, т.е. действие аппарата является более или менее равномерно продолжительным. Непрерывная сила характеризуется небольшим, но равномерным действием.

Непрерывно действующая сила должна быть слабой. Силы непрерывного действия создают постоянную нагрузку в течение суток без фазы покоя. Пружины «открывающие» и «закрывающие» действуют непрерывно и оказывают постоянную нагрузку на перемещаемый зуб или группу зубов.

Непрерывно действующая сила характеризуется максимальной «амплитудой» в начале и постепенным угасанием в конце ортодонтического лечения. Это происходит вследствие двух основных причин: во-первых, из-за постепенной, хотя и очень медленной потери упругости металла и, во-вторых, из-за изменения формы челюсти или перемещения зуба, в связи, с чем увеличивается расстояние между точкой приложения силы и точкой опоры. Данную силу развивают аппараты механического действия. Для них характерно наличие фазы покоя. Эта фаза наступает через некоторое время после активации ортодонтического винта, вестибулярной дуги, пружины, а также тогда, когда пациент принимает пищу и не пользуется ортодонтическими аппаратами.

Прерывистая сила характеризуется тем, что аппарат активируется с большой силой действия через определенные промежутки времени – периодически. Характер действующей силы толчкообразный; после активирования аппарата, развивается большая сила, но скоро затихает (Рис. 2).

Источником силы аппарата служат винт и лигатура, укрепленные на стойкой точке опоры силы. Ввиду действия вначале большой силы, ткани приводятся в определенное напряженное состояние, и после выравнивания напряжения действие аппарата прекращается, поскольку аппарат не обладает эластичностью. Действие прерывистой силы характеризуется выраженной периодичностью.

Действие функциональных аппаратов проявляется посредством толчков. При каждом накусывании развивается кратковременно действующая сила, а при ослаблении жевательных мышц действие силы полностью прекращается.