Рекомендация
Студентам
Вы можете использовать данную статью как часть или основу своего реферата или даже дипломной работы или своего сайта
Просто перейдите по ссылке ниже, редактируйте статью, все картинки тоже доступны, все бесплатно
Редактировать статью?!
Скачать статью в формате PDF
Сохраните результат в MS Word Docx или PDF, делитесь с друзьями, спасибо :)
Категории статей
Атравматичная экстракция (биомеханическое объяснение)
Carl E. Misch, DDS, MDS
Helena M.Perez, DDS
В последнее десятилетие отмечен повышенный интерес к атравматическим извлечениям зубов, с целью сохранения кости для установки имплантатов. Недавно был создан новый экстрактор, который, прежде всего, использует биомеханическое преимущество рычага первого рода, деформацию и распределение стресса. Цель данной статьи состоит в том, чтобы рассмотреть биомеханику периотомов, элеваторов и щипцов для экстракции (рис. 1). Методы их применения будут сравниваться с биомеханическими принципами, которые используются при атравматическом извлечении зубов с применением щипцов нового дизайна.
Основы и история экстракционных инструментов
История удаления зубов относится ко временам Аристотеля (384-322 до н. э.), когда он описал механику щипцов для удаления, включая преимущества «двух рычагов, действующих в противоположном направлении и имеющих одну точку опоры» [1]. Это было за 100 лет до того, как Архимед описал принцип рычага. Абулькасим Захрави (1050-1122 н. э.) был первым, кто применил простой рычаг (элеватор) под зубом, чтобы извлечь его из ложа [2]. Все это указывает на то, что принципы биомеханики использовались для извлечения зубов не одну тысячу лет.
Термин «простейший механизм» часто используется, чтобы описать основные устройства, служащие для преобразования прилагаемой силы. К этим устройствам относят рычаг, клин, колесо, винт и шкив. Каждое из них передает или изменяет силу или вращающий момент. Наиболее простые инструменты, используемые для извлечения зубов, включают рычаг и клин.
Клин – технически перемещающийся предмет с двумя наклонными плоскостями, которые позволяют преодолевать значительное сопротивление, прилагая сравнительно малую силу на большем расстоянии, чем то, на которое необходимо сместить объект. Механическое преимущество клина зависит от отношения его длины к его толщине. Короткий клин с большим углом позволяет выполнять работу быстрее, но требует большего количества прикладываемой силы, чем длинный клин с более острым углом (рис. 2).
Дентальные элеваторы и периотомы используют механическое преимущество клина, чтобы начать люксацию зуба для его удаления, когда они вдавливаются вдоль корня зуба [3].
Элеватор также может действовать как рычаг, чтобы поднять зуб из лунки, когда край кости используется как точка опоры. Как только к зубу применено расклинивание элеватором и возникла первоначальная подвижность, чаще всего используют дентальные щипцы, чтобы плотно удерживать и преднамеренно раскачивать зуб вперед-назад и затем вращать зуб в пределах лунки. Комбинация этих движений зуба расширяет лунку и отделяет периодонтальные связки.
Дентальные щипцы фактически являются двумя рычагами первого рода, соединенными в основании стержнем. Сила прикладывается на ручки – длинные стороны рычага, клювы или щечки накладываются на зуб – короткая сторона рычага, стержень действует как точка опоры. Следовательно, большая сила, прикладываемая на ручки, позволяет щипцам схватить зуб с большей силой. Ни одна из этих сил не используется для извлечения зуба. Скорее, увеличенная сила может разрушить или сломать зуб. Ручки щипцов позволяют доктору захватывать зуб, но не обеспечивают механическое преимущество для удаления зуба. Это схоже с попыткой тянуть крышку бутылки, используя плоскогубцы, вместо того чтобы применить обычную открывалку для бутылок, которая использует преимущество рычага (рис. 3 и 4).
Биомеханические принципы в дизайне щипцов
Принципы биомеханики являются основой для создания Physics Forceps. Эти инструменты, созданные доктором Голденом в 2004 году, были модифицированы при участии нескольких докторов, включая авторов [4]. Рычаг первого рода, деформация и тип силы, обеспечивающий механическое преимущество, необходимы, чтобы сделать инструмент для экстракции зубов более эффективным.
Момент силы в физике можно понимать как «вращающую силу», он представлен величиной усилия, прикладываемого к ротационной системе на расстоянии от оси вращения. Принцип момента получен из принципа действия рычага Архимеда и определен как M = rF, где F – прикладываемая сила и r – расстояние от приложенной силы до объекта. Сила, приложенная к рычагу, умноженная на расстояние до оси рычага, есть плечо момента. Длина плеча момента (или плеча рычага) – ключ к действию рычага, шкива и большинства других простейших механизмов, способных к производству механического преимущества. Это означает, что если сила, прикладываемая для совершения работы, не может быть увеличена, все еще возможно получить больший объем работы, увеличивая плечо рычага.
Physics Forceps – действительно зубные экстракторы, а не щипцы (как подразумевает их название), они используют механику рычага первого рода. Одна ручка устройства связана с «бампером», который действует как точка опоры при извлечении. Клюв экстрактора чаще всего помещен с лингвальной или палатинальной поверхности корня зуба и в десневой бороздке (рис. 5). Бампер чаще всего помещен в фасциальную область альвеолы, обычно в области переходной складки. Никакого давления, сжатия не применяется к ручкам или к зубу. Вместо этого ручки инструмента (в одной позиции) вращаются как единое целое, на несколько градусов и затем, после этого действия, останавливаются примерно на одну минуту. Сила вращающего момента, приложенная к зубу, периодонтальным тканям и кости, связана с длиной ручки, переходящей в бампер (8 см), разделенная на расстояние от бампера до клюва щипцов (1 см). В результате сила, приложенная на ручку, соединенную с бампером, увеличит силу на зуб, периодонтальные ткани и кость в восемь раз. Никакой силы не требуется применять к клюву, который располагается на лингвальной поверхности корня зуба. Поэтому зуб не раскалывается, не разрушается и не переламывается (рис. 6).
Деформация – явление, посредством которого материал продолжает изменять форму в течение долгого времени, под действием постоянной нагрузки. В экстракции зубов деформация может произойти в кости и периодонтальных связках. Reilly установил кривую деформации кости, посредством которой кость, под постоянной нагрузкой 60 MПа, в течение времени изменяет форму (напряжение) в трех различных стадиях [5] (рис. 7). Большинство изменений кости происходит в течение первой минуты, посредством чего изменяется напряжение кости (изменение длины, деленной на оригинальную длину). Чем выше применяемая сила, тем больше деформация кости. Этот процесс позволяет альвеоле зуба расширяться и способствует извлечению зуба из лунки.
Вторая стадия деформации наступает в течение более длительного времени и способствует дальнейшему изменению кости, сила прикладывается в течение от одной до пяти минут. Чем дольше время, тем больше деформация; однако это выражается только 10-20-процентной разницей по сравнению с начальным одноминутным напряжением. В конечном счете, третья фаза кривой заставляет кость ломаться, если нагрузка прикладывается со сверхдлинным интервалом времени, деформация представлена разрывом. Подобное явление происходит в периодонтальном комплексе [6, 7]. Механическое усилие передает латеральную нагрузку на зуб, вызывая первичное движение связок периодонта и места. Бόльшая сила через некоторое время вызывает небольшое дополнительное смещение зуба. Поэтому деформация периодонтального комплекса подобна деформации кости, посредством чего постоянная нагрузка ослабляет периодонтальные связи. Таким образом, постоянная нагрузка на зубе в течение долгого времени увеличивает размеры лунки зуба и уменьшает силу периодонтального комплекса.
Когда деформация привела к расширению кости и ослаблению периодонтальных связок, можно начать медленное вращение ручек инструмента еще на несколько градусов в течение 10-30 секунд. Это действие приведет к деформации разрыва связок и обычно поднимает зуб на несколько миллиметров из лунки. На данном этапе зуб полностью освобожден и готов к удалению из лунки, используйте любой инструмент, аналогичный пинцету, например зажимы, щипцы или корцанги (рис. 8-10).
Экстракция зуба с использованием Physics Forceps напоминает удаление гвоздя из доски с помощью молотка в отличие от применения плоскогубцев (рис. 11, 12). Ручка молотка – это рычаг, раздвоенная часть молотка – клюв, который фиксирует шляпку гвоздя. Головка молотка действует как точка опоры. Вращательная сила, прикладываемая к ручке молотка, увеличивает силу за счет длины ручки, и гвоздь поднимается из доски. В отличие от гвоздя, который имеет параллельные стороны и трение вдоль полной длины, зуб сужен. После того как зуб приподнят на несколько миллиметров, волокна периодонтальных связок разрываются, и зуб может быть легко удален без дополнительной ротационной силы. Это важно отметить, так как дальнейшее применение вращательной силы к зубу может привести к перелому картикальной пластинки кости.
Напряжение – это внутреннее распределение силы на единицу площади, которое балансирует или реагирует на внешние нагрузки, обращенные к телу. Напряжение можно разделить на его компоненты: сдвиг, растяжение и сжатие. Большинство материалов являются слабыми к силам сдвига и прочными к сжимающим нагрузкам. Для примера: кость, наиболее прочная к компрессионным силам, на 30% кость, более слабая к растяжению, и на 65% кость более слабая к силам сдвига [5]. Когда ротационная сила прикладывается к Physics Forceps на зубе, напряжение на зуб и периодонтальный комплекс является компонентом сдвигающей силы. Сила, прикладываемая бампером Physics Forceps к десне и кости, охватывает большую площадь и является сжимающей силой, которая расширяет буккальную кость. Это обеспечивает большее расширение лингвальной пластинки и защищает вестибулярную пластинку от перелома.
Заключение
Биомеханические аспекты силы применялись для извлечения зубов в течение многих столетий. Однако механические преимущества, доступные для экстракции зубов, прежде всего применялись для удержания коронки зуба, вместо того чтобы способствовать самой экстракции. Экстракционные инструменты (Physics Forceps) были созданы, чтобы использовать рациональность биомеханики для процесса удаления зубов с использованием рычага первого рода, упругой деформации и компонентов сдвигающей силы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ring M. E. Dentistry: an illustrated history. – NY: Harry N. Abrams,1985.
2. Atkinson H. F. Some early dental extraction instruments including the pelican, bird or axe? // Aust Dent J. 2002. №47. Р. 90-93.
3. Misch C. E. Tooth extraction, socket grafting, and barrier membrane bone regeneration / Contemporary Implant Dentistry. 3rd ed. – St Louis, MO: Mosby, 2008. – Р. 870-904.
4. Golden R. M. GoldenMisch Inc, assignee. Dental plier design with offsetting jaw and pad elements for assisting in removing upper and lower teeth utilizing the dental plier design. US patent 6,910,890. June 28, 2005.
5. Reilly D. T., Burstein A.H. The elastic and ultimate properties of compact bone tissue // J Biomech. 1975. №3. Р. 393-405.
6. Jonsdottir S. H., Giesen E. B., Maltha J. C. Bio-mechanical behaviour of the periodontal ligament of the beagle dog during the first 5 hours of orthodontic force application // EurJOrthod. 2006. №28. Р. 547-552.
7. Andersen K. L., Mortensen H. T., Pedersen E. H. et al. Determination of stress levels and profiles in the periodontal ligament by means of an improved three-dimensional finite element model for various types of orthodontic and natural force systems // J Biomed Eng. 1991. №13. Р. 293-303.
Dr. Misch – сопредседатель совета директоров International Congress of Oral Implantologists (Международного конгресса оральной имплантологии), сама крупная в мире имплантологическая организация. Dладелец и директор Misch International Implant Institute (Международный имплантологический институт). С 1984 года по настоящее время по программе с частичной занятостью прошли обучение свыше 3500 стоматологов со всех континентов. Вы можете связаться с Dr. Misch по телефону (248) 642-31-99 или посетить его сайт Misch.com.
Dr. Perez – председатель и клинический доцент оральной и челюстно-лицевой хирургии в университете University of Detroit Mercy Dental School (Университет детройтской зубоврачебной школы милосердия). Окончила University of Michigan (Университет Мичигана) в 1981 году со степенью бакалавра наук по дентальной гигиене. Получила степень DDS доктора стоматологии в University of Texas Health Science Center at Houston (Университет центра науки здоровья Техаса в Хьюстоне), так ж,е как сертификаты в оральной и челюстно-лицевой хирургии (1995). Также является преподавателем в Misch International Implant Institute (Международный имплантологический институт). Вы можете связаться с Dr. Perez по e-mail perezhm@udmercy.edu/.
Drs. Misch и Perez являются консультантами по продукции Physics Forceps. Им не платят никаких лицензионных платежей или компенсаций за любые продукты или продажи.
За дополнительной информацией обращайтесь на стенд ООО «АДК» на выставке «Дентал-Экспо», 26-29 сентября 2011 года: г. Москва (павильон №2, зал 5, стенд K78.1) либо в офис ООО «АДК»: 197183, г. Санкт-Петербург, ул. Сестрорецкая, д. 8.
+7-812-431-02-05, +7-812-431-02-07
info@adk.spb.ru
www.adk.spb.ru
Рис. 1. Слева направо: элеватор, периотом, традиционные щипцы и три вида физиологических щипцов (верхнечелюстные, фронтальные и нижнечелюстные)
Рис. 2. Более узкий клин требует меньше работы, но выполняет работу более медленно (слева). Более широкий клин (справа) создает больше работы, но требует больше силы
Рис. 3. Обычные щипцы позволяют вам «схватывать» крышку бутылки, но они не предлагают механического преимущества для ее удаления
Рис. 4. Physics Forceps применяют механическое преимущество рычага первого рода, аналогичное открывалке для бутылок
Рис. 5. Правильное положение инструмента (бампер вестибулярно, клюв лингвально). Приложено постоянное, устойчивое давление, которое вызывает деформацию (биомеханический принцип)
Рис. 6. Зуб приподнят из лунки примерно на 1-2 мм
Рис. 7. Кривая деформации демонстрирует, что постоянная сила, обращенная к кости и периодонтальной связке, приводит к начальному изменению формы, с увеличением периода (горизонтальная линия), необходимого для разрыва или выпуска (вертикальная часть справа 60 сек.)
Рис. 8. Physics Forceps установлены, применено постоянное давление
Рис. 9. Деформация расширяет кость и разрывает периодонтальные связки
Рис. 10. Зуб немного вращается и приподнят из лунки
Рис. 11. Традиционные стоматологические щипцы удаляют зуб аналогично тому, как плоскогубцы удаляют гвоздь.
Рис. 12. Молоток использует механику рычага первого рода, где ручка – это рычаг, ударная часть –точка опоры, клюв молотка – короткая часть рычага, приложенная к гвоздю. Щипцы Physics Forceps используют аналогичный принцип действия при удалении зуба.
Источник: www.dentoday.ru
