Диссертация (1140509), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Кроме того, в области верхушечной части корня зубаобнаружено усиление прочностных свойств дентина. Однако при последующейстатистической обработке нами не выявлено достоверных различий междупрочностными свойствами корневой и верхушечной частей дентина. Повидимому, незначительное усиление прочностных свойств дентина в областиверхушки зуба вызвано вертикальной нагрузкой при приеме пищи.41Рисунок 3.1. Графики прочностных характеристик резцаРисунок 3.2.
Графики прочностных характеристик клыка.Рисунок 3.3. Графики прочностных характеристик премоляра.42Рисунок 3.4. Графики прочностных характеристик моляра.Статистическая обработка данных и анализ графиков показали, что длявсех образцов характерно наличие, как минимум двух участков, на которыхзначения твердости достоверно отличаются друг от друга и соответствуюттвердости эмали и дентина.
Значения твердости различаются примерно в 7–10раз.Таким образом, наиболее характерным графиком изменения твердости, асоответственно и прочности веществ, из которых образован зуб, являетсяступенчатая линия. Наибольший участок с малой высотой "ступени" (рисунок3.1-3.4) соответствует дентину (500–1000 ед.твердости), который скачкообразнопереходит в ступень с высокой твердостью, соответствующей эмали (до 4000–4500 ед. твердости по Виккерсу – Hv).
Характерно, что изменение твердостипроисходитрезко,какого-либопромежуточногослоянеобнаружено.Результаты замеров микротвердости подтверждаются данными, получаемымипри наблюдениях в микроскоп. При этом граница перехода от дентина к эмалирезко выражена и не имеет резко выраженных переходных структур.Характерно, что достаточно редко, примерно в 3-5 % от общегоколичества, встречаются образцы зубов, которые характеризуются пониженнойтвердостью как дентина, так и эмали. При этом микротвердость дентина может43составлять 100 ед., а эмали – 500 ед. Это является подтверждением того, чтомеханические характеристики веществ, из которых состоит зуб, могутизменяться в широких пределах в зависимости от общего состояния организмаи возраста.
Подобное явление может быть объяснено уменьшением содержаниякальция в организме.На основе результатов измерений твердости образцов были построеныграфики, характеризующие изменения твердости и соответственно прочности(см. рисунок 3.1-3.4). Эти измерения позволили определить прочностныепоказатели дентина и эмали, которые были использованы при построениипрочностной математической модели зуба. Учитывая, что микротвердомеропределяет прочность тканей с помощью устройства, имеющего форму призмы,мы определяли прочность твёрдых тканей зуба в продольном и поперечномнаправлениях (таблице 3.1).Таблица 3.1.
Показатели твердости веществ, входящих в состав зуба, поВиккерсу (Hv)ПоказательМатериалДентинЭмальМикротвердость в460,7±24,82150,8±18,2продольном направлении, ед.Микротвердость в565,8±32,83470,2±17,4поперечном направлении, ед.Максимальное значение10504700Минимальное значение100500Полученныенаправленияхзначенияразличаются,твердостичтовпродольномобусловленоипоперечномориентированиемкаркасаминералов эмали и дентина в продольном направлении. Это определяетсянагрузкой, необходимой для пережевывания пищи.
Статистическая обработкапоказала, что вещества, из которых образованы твёрдые ткани зуба, обладают44выраженными индивидуальными свойствами (коэффициент вариации впроведенных нами исследованиях составил 28,7 %).Результатыформирующихисследованиязуб,впрочностныхдальнейшембылихарактеристикиспользованыпривеществ,анализераспределения внутренних сил, который предполагает обязательное знаниеэтих величин.При анализе функции зуба лучше всего оперировать величинамимеханических напряжений, возникающих в его тканях. В процессе нагружениязуба, особенно при взаимодействии его с твердыми предметами, т.
е. присосредоточенной нагрузке, в тканях зуба возникают напряжения, величинакоторых соизмерима с пределом прочности. При этом поверхностный слой-эмаль и дентин - "работают" в экстремальных с точки зрения прочностиусловиях.Установлено, что величина модуля упругости Е при определениифизических нагрузок постоянна для всех материалов, образующих зуб, иокружающих тканей. Это означает, что графики, характеризующие зависимостьнапряжений от деформаций, располагаются под одним и тем же углом –совпадают друг с другом на определенных участках при физиологическихнагрузках (рисунок 3.5). В то же время прочностные характеристики этихматериалов существенно различаются и их разрушение происходит при разныхнапряжениях: связки периодонта разрушаются при напряжениях порядка 1МПа, дентин –- 200 МПа, эмаль –- 1200 МПа.
Однако это свойство приводит ктому, что при нагружении зуба и передаче нагрузки от него к костям черепа всистеме материалов, образующих и удерживающих зуб, а также в местахпереходов одного материала в другой не возникает дополнительных вредных(паразитарных и разрушающих) напряжений. Если бы это явление имело место,то неизбежными были бы расслоения, образование микро- и макро- трещин ииных дефектов на границах тканей, образующих зуб, например при переходеэмали в дентин, компактной костной пластинки в губчатую костную ткань и45т.д.Рисунок 3.5.
Модули упругости твёрдых тканей зуба, эмали (1), дентина(2), кортикальной пластинки (3), губчатого вещества костной ткани (4),периодонта (5). Зависимость напряжений от деформаций.Это подтверждает выдвинутое ранее положение о том, что при работетвёрдых тканей зуба, модули упругости дентина и эмали корня зуба,внутренней кортикальной пластинки челюсти и губчатого вещества костиравны (см. рисунок 3.5) при определенных физиологических нагрузках,регулируемых нервными окончаниями пародонта. Только в этом случаенагрузка на эмаль зуба будет равномерно восприниматься, перераспределятьсяи гаситься в подлежащих и окружающих зуб тканях.
Морфологическоестроениезубовпредотвращаетобразованиепаразитарных,азатемиразрушающих напряжений и деформаций на границах между эмалью, дентиноми другими структурами. Что касается коллагеновых волокон пародонта, томожно предположить, что материал, из которого они состоят, по длинехарактеризуется переменным, плавно изменяющимся модулем упругости: взонах взаимодействия волокон с цементом корня зуба и кортикальной46пластинкой он принимает максимальные значения, а к середине длиныуменьшается. На рисунке 3.6 показаны изменения прочности эмали, дентина,цемента, коллагеновых волокон, компактного и губчатого вещества черепачеловека.Рисунок 3.6. Изменение прочности эмали, дентина, цемента, коллагеновыхволокон, компактного и губчатого вещества кости черепа человека.В процессе статистической обработки нами были определены показателипредела прочности разрушающих напряжений для твёрдых тканей зубов(таблица 3.2).Таблица 3.2.
Показатели предела прочности разрушающих напряженийтвёрдых тканей зуба.Показатель МПа.Разрушающие напряжения вМатериал (дентин)Материал (эмаль)1842,8±72,88603,2±99,22263,2±131,213880,8±69,64200400188002000продольном направлении,ед.Разрушающие направленияв поперечном направлении,ед.:максимальное значениеминимальное значение47В процессе онто- и филогенеза природой достигнут баланс междуфункционированием системы и ее строением. Иными словами, в ответ нанагрузку строится такая система, которая позволяет использовать минимальноеколичество материала и минимальное количество энергии на ее поддержание,содержание и работу.Проведённое исследование показало, что прочностные свойства твёрдыхтканей зуба различаются в 7-10 раз, в то время как плотность этих тканейнаходится в пределах 1,5-1,7 раза.3.2.
Результаты изучения плотности твёрдых тканей зубов методоммикрорадиографииАнализ гистограмм плотностей эмали и дентина одного и того же зуба всечении наибольшей величины (область экватора) и плотности в области шейкизуба показали различные их значения в пределах исследуемых областей(экватор или шейка зуба).Анализ гистограммы плотности эмали в поперечном сечении в областиэкватора зуба показал, что толщина эмали доходит 1,45мм (рисунок 3.7).Показатели плотности в виде слоев в 0,05мм колеблются от наружнойповерхности зуба с максимальным значением от 11400 ЕД до 5300 ЕД награнице соединения с дентином, причём значения плотностей на всемпротяжении эмали определяются в виде чередующихся, не менее 30,разноминерализованныхполос,гденарядусвысокимизначениямиопределяется минимальная их величина в эмали с колебаниями в пределах 1200ЕД и шагом в 0,05мм.
Эмаль толщиной в 1,5мм образована в виде слоёвразличной плотности по типу сэндвича или луковицы, что позволяеткомпенсировать напряжения, возникающие при пережевывании пищи.48Рисунок 3.7. Плотность твёрдых тканей зуба в области экватора.С внешней поверхности на толщину до 0.15мм эмаль закрытаминеральным слоем с плотностью до 500 ЕД, мы полагаем, что это пелликула сминеральными и белковыми отложениями, на гистограмме отмечена желтым49цветом (см. рисунок 3.7). С глубины 0.15 до 0.3мм собственно в эмали значенияплотностей резко возрастают до величины в 11400 ЕД. На шлифах зуба этосоответствует гомогенному слою эмали (см. рисунок 3.7), на гистограмме онвыделен темно-синим цветом.
Причем в гомогенном поверхностном слое сглубины 0.15 до 0.3мм значения плотности прямопропорционально возрастаютдо максимальных (11400 ЕД) с шагом 0,05мм, от глубины 0,3 до 0,45ммзначенияплотностейснижаютсяпостепеннодозначения9400ЕД.Поверхностный гомогенный слой эмали, общей толщиной до 0.45 мм (см.рисунок 3.7) имеет зону перехода в основной базовый слой эмали на глубине0.45-0.55мм, который характеризуется тем, что в этой зоне происходитобратнопропорциональное постепенное снижение плотности эмали.
На рисункепереход отмечен стрелкой.Основной или базовый слой эмали на всем его протяжении (отмечен нарисунке 3.7 голубым цветом), при его толщине от 0.45 до 1,45мм определяетсяв виде различных разноминерализованных по плотности слоев, организованныхпо типу «сэндвича» или «луковицы» с шагом в 0.05мм и минерализаций спостепенным снижением значений плотности эмали до дентинно-эмалевойгранице.На глубине 1.45-1.50мм в области перехода эмали в дентин (отмеченовторой стрелкой), плотность эмали резко падает от величины 8350 до 4500 ЕД вобласти контакта эмали с дентином. Затем на глубине 1.55мм, в областидентина, определяется подъем значений плотностей дентина до 5650 ЕД.Последующие колебания величин плотностей дентина составляют от 5650 до4500 ЕД с шагом плотностей в 0.05мм.Анализ результатов сканирования гистограмм эмали и дентина в областиэкватора зуба выявил равномерно чередующиеся разноминерализованные слоитвёрдых тканей зуба с шагом в 0.05мм, которые морфо-функциональноорганизованы по типу «сэндвича» или «луковицы», что позволяет им, вдостаточной степени, компенсировать как жевательную нагрузку, так и50температурные колебания.Анализ гистограммы плотностей зуба в области его шейки показываетнесколько иную картину (рисунок 3.8).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
