Диссертация (Биомеханические основы лечения тортоаномалии постоянных зубов), страница 6

Воск становилсяпластичным,чтопозволялозубуповорачиватьсяподдействиемортодонтической дуги;6)измерение величины усилия осуществлялось цифровым силоизмерителемна фиксированном рычаге, установленном на тортоаномалийном зубе.После чего вычислялось значение создаваемого дугой момента.Аналогичные измерения производились для трех размеров нитиноловыхортодонтических дуг 0.014" NiTi, 0.016" NiTi, 0.018" NiTi (3M Unitek).

Дляповышения достоверности результата каждое измерение проводилось на 10ортодонтических дугах одного типоразмера.2.2.2. Определение усилий в ортодонтических дугах в зависимости отгеометрии поперечного сеченияВ эксперименте по определению усилий в ортодонтических дугах взависимости от геометрии поперечного сечения использовалась методика,изложенная в разделе 2.1.2.

Испытывались NiTi дуги круглого сечения 0.016"NiTi, квадратного 0.016"×0.016" NiTi и прямоугольного 0.016"×0.022" NiTi. Дляповышения достоверности результата каждое измерение проводилось на 10ортодонтических дугах одного типоразмера.2.2.3. Определение усилий в ортодонтических дугах в зависимости от видовзамковых крепленийИзучение влияния видов замковых креплений на величину усилия,создаваемогоортодонтическимидугами,осуществлялосьпометодике,описанной в разделе 2.1.2. В эксперименте использовались три брекет-системы:Victory (3MUnitek), In-Ovation R (GAC) и SmartClip (3MUnitek).

Для каждоговида замковых креплений использовалось по 10 ортодонтических дуг 0.016"37NiTi. На рис. 10 схематично изображены виды фиксации дуги в пазе брекетаисследуемых брекет-систем.Рис. 10. Брекет-система Victory (3MUnitek)- Тип-1, In-Ovation R (GAC)- Тип-2, SmartClip(3MUnitek)- Тип-3.2.3. Сравнение величин усилий в ортодонтических дугах (теория)При фиксации дуги в замковых креплениях ротированного и опорныхзубов происходит изгиб ортодонтической дуги, в результате чего онанакапливает упругую энергию, используемую в процессе нормализацииположения тортоаномалийного зуба.

Величина прикладываемого к дугемомента зависит от угла ротации зуба (рис. 11а).Рис. 11. Система брекет-дуга в исходном состоянии под нагрузкой – а, и расчетная схемадеформированного состояния дуги – б38Известно, что ортодонтические NiTi дуги обладают «памятью» формы ипосле деформирования восстанавливаются в исходное состояние [7]. Процессдеформирования и восстановления формы дуги может быть описан с помощьюуравнений деформирования однопролетной упругой балки, установленной нашарнирных опорах (рис.

11б).В этом случае величина изгибающего момента М, необходимого дляповорота серединного сечения Б на угол φ описывается следующимвыражением:1 M ⋅l,6 E ⋅ Jzϕ= ⋅(1)где M – изгибающий момент, приложенный в серединном сечении балки Б;l – расстояние между сечениями АБ и БВ;E – модуль Юнга материала;Jz – осевой момент инерции сечения балки.Внашемисследованиииспользовалисьортодонтическиедуги,изготовленные из одного материала (фирма 3MUnitek), расстояние междуопорными зубами и угол поворота (φ=45°) не менялись.

Таким образом,величина момента M прямо пропорциональна геометрической характеристикесечений Jz.2.4. Релаксация усилий в ортодонтических дугах при нормализацииположения ротированного зубаВ ходе проведения экспериментальных исследований было установленоявление релаксации ротационного момента, т.е. уменьшение величины моментасо временем. Данное явление было изучено на ортодонтических дугах: 0.014"NiTi, 0.016" NiTi, 0.018" NiTi, 0.016" х 0.016" NiTi, 0.016" х 0.022" NiTi (3MUnitek).Исследуемые дуги устанавливались в нагружающее устройство (см.раздел 2.1.), после чего осуществлялся нагрев модели до пластичного состояния39воска, и начиналось перемещение зубов. В начальный момент времени (Т = 0)фиксировалась нагрузка силоизмерителем, после чего вычислялся ротационныймомент.

Аналогичные измерения осуществлялись спустя 1 час, 2 часа, 3 часа, 4часа, 5 часов, 6 часов, 8 часов, 12 часов, 22 часа, 24 часа и 48 часов. Дляуказанных точек также вычислялись значения ротационного момента. По мереувеличения времени от момента установки дуги (Т = 0), значение измеряемойнагрузки уменьшалось, а значит и величина ротационного момента. Дляповышения достоверности экспериментальных результатов, каждое измерениепроводилось на 10 дугах одного типоразмера из одной партии. Всего былоисследовано 50 дуг, выполнено 600 точек измерений.2.5.

Экспериментальное определение скорости нормализации положенияротированного зуба2.5.1. Определение скорости нормализации положения ротированного зубав зависимости от геометрии поперечного сечения ортодонтических дугДляизучениявлиянияразмеранитиноловыхдугнапроцессынормализации положения ротированного зуба использовались ортодонтическиеNiTi дуги круглого сечения 0.014", 0.016", 0.018" и брекет-система In-OvationR(GAC, США). Изучение влияния формы поперечного сечения осуществлялосьна NiTi дугах 0.016", 0.016" х 0.016", 0.016" х 0.022" и брекет-системе InOvationR (GAC, США).2.5.2. Определение скорости нормализации положения ротированного зубав зависимости от вида замковых крепленийДля определения оптимального замкового крепления при нормализацииположения ротированного зуба использовали три брекет-системы различныхпроизводителей: Victory (3M Unitek, Германия), In-Ovation R (GAC, США),SmartClip (3M Unitek, Германия) и ортодонтические дуги 0.016"NiTi.402.6.

Экспериментальное исследование деформирования зубного рядаметодом голографической интерферометрии2.6.1. Модель верхней челюсти для изучения процессов нормализацииположения ротированного зубаДля проведения экспериментальных исследований по определениюперемещений боковых зубов верхней челюсти под действием нитиноловых дуги пружин необходимо было создать модель верхней челюсти, которая отражаласвойства периодонта.

Использовалась гипсовая модель верхней челюсти (рис.12), по которой делался оттиск силиконом марки Elitedouble 22 (Zhermack,Italy).При моделировании верхней челюсти использовались искусственныезубы, изготовленные из композиционного материала, показанные на рис. 13. Накорневую часть зубов наносился силикон марки Elitedouble 22 (Zhermack, Italy)в два слоя, таким образом мы моделировали толщину периодонтальной щели,которая в нашем случае составляла 0,3 мм.Рис. 12. Гипсовая модель верхней челюсти41Рис. 13.

Искусственные зубы с силиконом на корневой частиПослеэтого,искусственныезубы,снанесеннымсиликоном,устанавливались коронковой частью, в силиконовый оттиск, снятый с гипсовоймодели (рис. 14).Рис. 14. Силиконовый оттиск с установленными в него зубами, корни которых покрытысиликоном42Далее сформированный силиконовый оттиск заливался пластмассойхолодной полимеризации марки «Протакрил - М», в которую устанавливаласьпластина с креплениями с цель последующей фиксации модели в оптическойсхеме интерферометра (рис. 15).Рис.

15. Пластина с закладными гайками крепленияНа рис.16 показана модель верхней челюсти с установленными насиликоне искусственными зубами.Далеесиликонкорневойчастизубовзаменялсяналитейный(моделировочный) воск. С каждого зуба удалялся силиконовый слой с цельюпоследующей его замены воском, путем заполнения лунок удаленных зубоврасплавленным воском. После этого зубы позиционировались в расплавленныйвоск в лунках с небольшими смещениями, имитируя патологическоеперемещениезубов(например:молярысмещалисьилинаклонялисьмезиально). Таким образом, изготавливалась экспериментальная модельверхней челюсти, показанная на рис.

17.43Рис. 16. Модель верхней челюсти с зубами на силиконеНа пластмассовые зубы фиксировались брекеты и ортодонтическая дуга,исследуемый зуб устанавливался в положении тортоаномалии. Далее модель нажестком основании, фиксировалась в оптической схеме голографическогоинтерферометра.Рис. 17. Экспериментальная модель с фиксированной брекет-дуга-системой442.6.2. Оптическая схема регистрации голографических интерферограммДля регистрации голографических интерферограмм при изучениипроцессов восстановления ротированных зубов с помощью различных брекетсистем использовалась оптическая схема, показанная на рис. 18.

Выбор даннойоптической схемы регистрации интерферограмм был обусловлен поставленнойзадачей по регистрации углов наклона и поворота опорных и исследуемогозубов под действием силы ортодонтической дуги.Это классическая двулучевая схема Лейта-Упатниекса в сходящихсяпучках. Луч от источника когерентного излучения лазера 1 (ЛТН-402, λ=0,530мкм, мощность 250 мВт) падает на светоделитель 2. Прошедший через неголуч, отражаясь от зеркала 3 меняет свое направление и расширяетсямикрообъективом 4, освещая объект исследования 5. Далее световая волна 6,отраженная от исследуемого объекта, падает на фотопластинку 7, образуяпредметную волну. Отраженный от светоделителя 2 луч зеркалом 8направляется на микрообъектив 9 и после его расширения образует опорнуюволну10.Регистрация двухэкспозиционных голографических интерферограммосуществлялась на фотопластинки ВРП-03, время одной экспозиции составляло10 секунд.

Использование в качестве источника излучения мощноготвердотельного лазера и высокочувствительных фотопластинок позволилосущественно сократить время экспозиции и повысить качество регистрируемыхинтерферограмм.Оптическаявиброизолированнойплитесхемаинтерферометрастационарноймонтироваласьголографическойнаустановки,созданной на кафедре “Физика прочности” НИЯУ «МИФИ».Фотография исследуемого объекта на голографической установкеприведена на рис. 19.45Рис. 18.

Оптическая схема голографического интерферометраРис. 19. Исследуемый объект на голографической установке462.6.3. Методика определения перемещений ротированного и опорных зубовДлятрехвариантовкрепленийразличныхбрекет-системсиспользованием дуги 0.016" NiTi (3М Unitek) и трех ротированных зубов(центральный резец, клык и первый премоляр) с углом поворота 45°осуществляласьрегистрацияголографическихинтерферограммметодомдвойной экспозиции в следующем порядке:• На модель верхней челюсти устанавливались пластмассовые зубы навоск, причем исследуемый зуб фиксировался с заданным углом поворота;• Модель верхней челюсти крепилась на нагружающем устройстве иустанавливалась в оптическую схему интерферометра;• После выдержки 15-20 минут осуществлялась регистрация исходногосостояния зубов верхней челюсти в исследуемой области (1-я экспозицияфотопластинки);• Далее исследуемый объект обдувался теплым воздухом с заданнойтемпературой в 57°C для размягчения воска в течение 15 секунд имоделирования процессов перестроения в тканях периодонта.

В нашихисследованиях время нагрева воска выбиралось из условия полученияразрешимого количества интерференционных полос на исследуемых зубах;• После выдержки 10-15 минут, необходимой для остывания модели изатвердевания воска, осуществлялась регистрация ротации исследуемого зуба;• Экспонированнаяфотопластинкаподвергаласьфотохимическойобработке и пересъемке.По данной методике осуществлялась регистрация голографическихинтерферограмм для трех типов брекет-систем и трех групп зубов сиспользованием ортодонтических дуг 0.016" NiTi (3МUnitek). Для повышениядостоверности измерений на каждом типе брекета и каждом исследуемом зуберегистрировалосьзарегистрированоинтерферограмм.подесятьоколо100интерферограмм.Такимдвухэкспозиционныхобразом,былоголографических47На рис. 20.