Актуальность. Согласно проведенному обследованию у 5299 детей в возрасте 3-14 лет частота зубочелюстных аномалий составила 42,7 ± 0,6 %. У дошкольников они выявлены в 40,1 ± 1,1 %, у школьников - в 43,8 ± 0,8 % случаев. Аномалии отдельных зубов наблюдались у 0,7 % обследованных, аномалии зубных рядов - у 14,7 %, аномалии прикуса - у 27,3 % [1].

Актуальность. Согласно проведенному обследованию у 5299 детей в возрасте 3-14 лет частота зубочелюстных аномалий составила 42,7 ± 0,6 %. У дошкольников они выявлены в 40,1 ± 1,1 %, у школьников - в 43,8 ± 0,8 % случаев. Аномалии отдельных зубов наблюдались у 0,7 % обследованных, аномалии зубных рядов - у 14,7 %, аномалии прикуса - у 27,3 % [1].

Цель: Изучение физических процессов, происходящих при ортодонтическом лечении, проблем и задач, решаемых в ходе диагностики и лечения ЗЧА, а также, современных технологий в ортодонтии.

Задачи:

• Изучить особенности ортодонтии;
• Понять связь биомеханики и ортодонтии;
• Ознакомится с новыми технологиями в ортодонтии.

Материалы и методы. Был проведен анализ медицинских книг, учебников, руководств, статей.

Результаты и обсуждение. Ортодонтия – раздел ортопедической стоматологии, который занимается изучением этиологии, диагностики, методов профилактики и лечения аномалий зубочелюстной системы, при которых применяются разного рода аппараты, съемные, такие как вестибулярные пластинки, трейнеры, каппы, или не съемные – брекет системы, которые в течении некоторого времени, устраняют ЗЧА, путем воздействия на зубы силы. Для точного определения силы и ее направления используются законы биомеханики [2].

Биомеханика – дисциплина, рассматривающая действия принципов механики в живых системах. Состоит из двух терминов, центр вращения - обозначает точку, через которую должна пройти сила, для линейного (без ротации) перемещения тела, в нашем случае зуба, и сила которая определяется как действие, прилагаемое к телу, и равна массе, умноженной на ускорение свободного падения (F = та). Единицей измерения силы в ортодонтии, являются ньютоны (Н). Сила, это вектор, и она определяется векторными характеристиками, вектор имеет величину и направление. Направление вектора описывает линию его действия, ориентацию и точку начала (приложения). Учитывая особенность зубо-челюстной системы и ортодонтических аппаратов, сила в ортодонтии представлена давлением и тягой, а местом приложения этих двух векторов является коронка зуба. Корень зуба, который примерно в 2 раза длиннее коронки, находится в альвеоле. Под воздействием горизонтально направленной силы, приложенной к коронке зуба, происходит его наклон, а не поступательное (корпусное) перемещение [3].

На рис.1. схематично представлено действие в дистальном направлении активной силы F на первый постоянный моляр. Центр вращения зуба обычно находится на границе между средней и апикальной третью корня. В зависимости от его расположения и направления активной силы F возможны следующие варианты перемещения моляра:

а) сила F направлена перпендикулярно вертикальной оси зуба, линия ее действия проходит ниже центра его вращения; результат — дистальное перемещение зуба с его дистальным наклоном;

б) сила F направлена дистально и вверх, линия ее действия проходит ниже центра вращения зуба, результат — дистальное перемещение зуба с дистальным наклоном его коронки и зубоальвеолярным укорочением;

в) сила F направлена дистально и вверх, линия ее действия проходит через центр вращения зуба, результат — дистальное перемещение зуба с зубоальвеолярным укорочением, но без наклона;

г) сила F направлена дистально и вверх, линия ее действия проходит выше центра вращения зуба, результат — дистальный наклон корней зуба с мезиальным наклоном его коронки и зубоальвеолярным укорочением;

д) сила F направлена дистально и вниз, линия ее действия проходит ниже центра вращения зуба, результат — дистальное перемещение зуба с дистальным наклоном его коронки и зубоальвеолярным удлинением;

е) сила F направлена дистально и перпендикулярно вертикальной оси зуба, линия ее действия проходит на уровне центра вращения; результат — поступательное перемещение зуба. 

Рис.1. Виды воздействия активной силы F на верхний первый постоянный моляр.
О— центр вращения зуба; F — активная (действующая) сила; R — реактивная (противодействующая) сила; L — длина перпендикуляра, опущенного из центра вращения зуба на линию дейстия силы F; М — момент вращения (прямыми стрелками обозначено направление силы, вызывающей поступательное перемещение зуба, дугообразными — вращательное). Направлению воздействия по часовой стрелке соответствует дистальный наклон зуба, против часовой стрелки — мезиальный.

Рассматривая схему силового воздействия на зуб, можно сделать вывод, что в зависимости от направления вектора силы Fи ее отношения к центру вращения зуба, зуб может перемещаться в разные стороны поступательно, а также с одновременным зубоальвеолярным удлинением или укорочением.  Для того, чтобы компенсировать наклон перемещаемого зуба, нужно сочетать прямолинейное воздействие на него с воздействием обратной пары сил, т. е. с вращательным воздействием. Поступательного перемещения зуба добиваются с помощью оптимального соотношения между прямолинейным воздействием и обратной силы [4].

Таким образом, врачу-ортодонту ежедневно приходится решать несколько сложных задач, поставить диагноз основываясь на обследовании пациента, исследования моделей и рентгеновских снимков, смоделировать результат лечения и рассказать о нем пациенту, составить план лечения, рассчитать правильное положение ортодонтических аппаратов на зубах пациента и осуществить их установку. Начиная с XVIII века, первые упоминания об ортодонтии, и до недавнего времени, врачу - ортодонту приходилось решать эти задачи в одиночку, опираясь на собственные знания и опыт, пока не появились компьютерные 3D технологии [5].

На сегодняшний день 3D технологии позволяют создавать трёх мерные цифровые модели зубов. В ортодонтии основным диагностическим методом является снятие оттисков оттискными массами и отливка по ним гипсовых моделей. При использовании 3D технологий, можно отсканировать полученные модели, но более удобный способ, это использование внутри ротового 3D сканера. Его удобнее всего применять у детей и пациентов с повышенной рвотной чувствительностью [6]. Полученные данные, интерпретируются в виде трёх мерных интерактивных изображений на экране компьютера, которые можно подробно изучать, приближая, отдаляя и фрагментируя в любой плоскости, при необходимости. На основе полученных данных, а также на основе заложенных алгоритмов расчета биомеханики, программа выбирает место приложения и направление вектора силы на зуб, для его оптимального перемещения. Это дает возможность выстраивать план лечения, подбирая оптимальные виды ортодонтических конструкций, каждому пациенту [7, 8, 9].

Но самым интересным для пациента в использовании 3D технологий является имитация лечения, фактически виртуальная реальность в ортодонтии, которая позволяет пациентам видеть на экране результаты лечения до того, как оно будет начато. 

Вывод. Особенность ортодонтии в том, что для использования ортодонтических аппаратов необходимы знания основ биомеханики, а при использовании современных технологий понадобятся специальные навыки.