Способ ортопедического лечения с использованием несъёмных ортопедических конструкций

Изобретение относится к медицине, а именно к способу ортопедического лечения с использованием несъёмных ортопедических конструкций. Получают твердотельную компьютерную модель ротовой полости пациента, на основании нее строят твердотельную компьютерную модель протеза. Моделируют варианты опорных поверхностей на моделях опорных зубов и соответствующих им ответных опорных поверхностей на модели протеза. Методом конечных элементов анализируют прочностные характеристики моделей протезов и моделей опорных зубов с учетом характеристик взаимодействующих опорных поверхностей в программе ANSYS. На основании полученных данных выбирают вариант формы и расположения опорных поверхностей. Фрезеровкой из керамики изготавливают протез с опорными поверхностями, соответствующими смоделированным поверхностям на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели протеза. Реализуют опорные поверхности на несущих зубах в соответствии с опорными поверхностями на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели опорных зубов и устанавливают протез. Достигается снижение травматичности проведения оперативного вмешательства при ортопедическом лечении с использованием несъёмных ортопедических конструкций. 2 ил.

 

Способ ортопедического лечения относится к области медицины, в частности к ортопедической стоматологии, и предназначен для использования при зубном протезировании постоянным несъемным мостовидным протезом для восстановления непрерывного зубного ряда.

В современной стоматологии существует ряд методик проведения одонтопрепарирования зубов под различные ортопедические конструкции. Большинство известных методик предполагает формирование уступа на опорных зубах. В общедоступных источниках подробно описаны несколько видов формируемых на опорных зубах уступов: в форме ножа (ширина от 0,3 до 0,4 мм), закругленный уступ (0,8-1,2 мм), уступ в форме плеча (от 1,3 до 2 мм). Одним из основных критериев выбора характеристик уступа является достаточная надежность крепления ортопедического протеза к опорным зубам. При принятии решения необходимо учитывать большое количество факторов, например, индивидуальные геометрические характеристики зубов, состояние опорных зубов, расположение в них пульповых камер и так далее. В современной практике врач стоматолог ортопед, как правило, принимает решение, о формировании конкретного уступа, исходя из собственного опыта, что не исключает негативного влияния человеческого фактора на качество принятого решения. Очевидно, что чем больше площадь контакта между опорными поверхностями протеза и опорных зубов, тем надежнее крепление протеза. Для надежного функционирования установленного протеза практикующие специалисты вынуждены формировать уступ с излишним сошлифовыванием твердых тканей зубов. Чем выше объем сошлифовываемой твердой ткани зубов, тем выше вероятность повреждения пульпы бором при вскрытии пульповой камеры, или вследствие ее перегрева. Зачастую, для исключения рисков непланового повреждения пульпы, практикующие врачи стоматологи ортопеды, производят депульпацию опорных зубов. Депульпация опорных зубов значительно снижает длительность их функционирования, что, в итоге, снижает срок службы установленного протеза.

Наиболее близким по технической сути является «СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕСЪЕМНОГО ЗУБНОГО ПРОТЕЗА» по патенту на изобретение №2494700 С2, МПК A61C13/003, опубликован 10.10.2013, при котором протез изготавливают из керамического блока методом фрезерования с воспроизведением окклюзионной поверхности исходя из принципов современной гнатологии, обоснованного математическим моделированием. На рабочих гипсовых моделях в артикуляторе производят предварительное функциональное ориентировочное восковое моделирование окклюзионных взаимоотношений в виде конусов для переноса желаемых окклюзионных ориентиров пациента в программное обеспечение аппарата. После согласования с пациентом и подтверждения на рентгенограмме производят замещение с помощью оптического оттиска смоделированной ситуации в компьютер с последующим фрезерованием из керамического блока.

При реализации известного способа характеристики посадочных поверхностей на опорных зубах определяет специалист, производящий лечение, что допускает негативное влияние человеческого фактора на оптимальность принятого решения.

Задачей заявляемого решения является создание способа ортопедического лечения с использованием несъёмных ортопедических конструкций, обеспечивающего наименьшую травматичность проведения оперативного вмешательства при соблюдении требований в отношении прочности протеза и надежности его крепления к опорным зубам.

Поставленная задача решена за счет способа ортопедического лечения с использованием несъёмных ортопедических конструкций характеризующегося тем, что получают твердотельную компьютерную модель ротовой полости пациента; на основании полученной модели полости рта строят твердотельную компьютерную модель протеза, после чего моделируют варианты опорных поверхностей на моделях опорных зубов и соответствующих им ответных опорных поверхностей на модели протеза; затем методом конечных элементов осуществляют компьютерный анализ прочностных характеристик моделей протезов и моделей опорных зубов с учетом характеристик взаимодействующих опорных поверхностей; на основании полученных данных анализа выбирают оптимальный вариант формы и относительного расположения опорных поверхностей; изготавливают протез с опорными поверхностями, соответствующими смоделированным поверхностям на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели протеза; реализуют опорные поверхности на несущих зубах в соответствии с опорными поверхностями на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели опорных зубов; осуществляют установку протеза путем размещения и фиксации опорных поверхностей протеза на ответных опорных поверхностях опорных зубов; компьютерный анализ прочностных характеристик осуществляют в программе ANSYS; оптимальный вариант выбирают исходя из условий достаточности прочностных характеристик протеза с условием минимального объема выборки материала на опорных зубах; протез изготавливают из керамики методом фрезеровки на станке с ЧПУ.

Способ ортопедического лечения с использованием несъёмных ортопедических конструкций проиллюстрирован фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 изображена математическая модель ротовой полости с реализованными опорными поверхностями на опорных зубах. На фиг. 2 изображена математическая модель ротовой полости с установленным мостовидным протезом.

На фиг. 1 и фиг. 2 изображены: математическая модель 1 ротовой полости, математическая модель 2 опорных зубов, математическая модель 3 опорных поверхностей, математическая модель 4 мостовидного протеза.

Способ ортопедического лечения с использованием несъёмных ортопедических конструкций осуществляют следующим образом.

На начальном этапе получают твердотельную компьютерную модель 1 ротовой полости пациента. Твердотельную компьютерную модель 1 ротовой полости пациента получают любым известным из уровня техники способом, например, при помощи 3D-сканирования слепков челюстей или проведения компьютерной томографии с последующим переводом результатов исследования в формат твердотельной математической модели. На основании модели 1 ротовой полости строят твердотельные компьютерные модели 4 протеза. Жевательную поверхность модели 4 протеза формируют исходя из геометрических характеристик опорных зубов, и зубов контактирующих с протезом. Создают несколько вариантов моделей 4 протезов, имеющих одинаковую форму жевательной поверхности и отличающихся друг от друга характеристиками посадочных поверхностей 3. Отличие характеристик посадочных поверхностей 3 в различных моделях может быть реализовано за счет изменения таких параметров как, например, глубина уступа, высота вертикальной стенки, длина и глубина полости на жевательной поверхности, угол между уступом и вертикальной стенкой и других. В соответствии с построенными моделями 4 протезов, создают ответные посадочные поверхности на моделях 2 опорных зубов. Производят триангуляцию твердотельных математических моделей полости рта 1 и протезов 4 для осуществления расчета напряжения и деформации в критических точках протеза при его эксплуатации. Компьютерный анализ прочностных характеристик моделей протезов 4 и моделей опорных зубов 2 осуществляют методом конечных элементов с учетом характеристик взаимодействующих опорных поверхностей. Для расчета напряженно-деформированного состояния твердого тела может быть использована, например, программа ANSYS, позволяющая производить моделирование процессов сжимания челюстей и оценивать уровни напряжения и деформации в критических точках протеза и опорных зубов. При проведении расчетов модель челюсти объявляют абсолютно твердым телом, а модель самого протеза - телом деформируемым. Назначают постоянную вертикальную нагрузку, действующую на протез, с величиной в 300Н, что соответствует максимальному значению при сжатии зубов за счет жевательной мускулатуры. Производят расчет полей напряжений и деформаций при приложенной нагрузке для всех вариантов моделей протеза. На основании полученных данных анализа выбирают оптимальный вариант формы и относительного расположения опорных поверхностей. На первом этапе выбора отбирают варианты, в которых протез способен выдержать прикладываемые нагрузки без каких либо функциональных последствий. Затем, из вариантов, удовлетворяющих требованиям прочности, выбирают тот, при котором объем сошлифовыванных твердых тканей зубов будет наименьшим. Таким образом, оптимальный вариант выбирают исходя из условий достаточности прочностных характеристик протеза с условием минимального объема выборки материала на опорных зубах. Затем реализуют опорные поверхности на несущих зубах в соответствии с опорными поверхностями на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели 1 полости рта. Опорные поверхности реализуют любым известным из уровня техники способом, например, посредством метода свободной руки «free hand». Опционально, повторно получают любым известным из уровня техники способом твердотельную компьютерную модель 1 ротовой полости пациента с реализованными опорными поверхностями на опорных зубах. При необходимости, осуществляют корректировку модели 4 протеза, в соответствии с вновь полученной моделью 1 ротовой полости. Осуществляют изготовление протеза. Протез изготавливают с опорными поверхностями, соответствующими смоделированным поверхностям на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели 4 протеза. Протез изготавливают любым известным из уровня техники способом, например из керамического блока методом фрезерования на станке с числовым программным управлением. Протез изготавливают, например, из диоксида циркония. Изготовленный протез устанавливают на опорные поверхности опорных зубов пациента любым известным из уровня техники способом, например, при помощи цементной фиксации.

Проведение математического моделирования функционирования протезов с различными геометрическими характеристиками и сравнительный анализ их напряженно-деформированных состояний, позволяют выбрать вариант ортопедического лечения с минимально-необходимым объемом сошлифовываемых твердых тканей зубов, что понижает травматичность проведения оперативного вмешательства. Уменьшение объема сошлифовываемых твердых тканей зубов снижает вероятность повреждения пульпы, что, в свою очередь увеличивает срок службы опорных зубов, и как следствие, увеличивает надежность функционирования протеза.

Способ ортопедического лечения иллюстрируется клиническим примером.

Пациент З. 41 год обратился с жалобой на затруднённое
пережевывание пищи справа и дискомфорт при разговоре. При осмотре полости рта выявлен дефект нижнего зубного ряда справа малой протяженности осложнённый деформацией. Включенный дефект нижней челюсти в боковом отделе справа 3 класса. При визуальном осмотре коронковых частей зубов 4.5, 4.7 дефектов не обнаружено, зубы интактны.

Анализ визиографического исследования показал отсутствие воспалительного процесса в проекции исследуемых корней и целостность коронок зубов. Средние рентгенологические показатели периодонтальных тканей в проекции исследуемых корней зубов составили 190 HU.

Пациенту предложена установка мостовидного протеза в области отсутствующего зуба 4.6.

На этапе планирования ортопедической конструкции была получена гипсовая модель, которую подвергли 3D сканированию в сканере Rolland LPX. Из полученных данных была сгенерирована твердотельная компьютерная модель нижней челюсти в STL формате. После чего были смоделированы варианты опорных поверхностей на виртуальных моделях опорных зубов и соответствующих им ответных опорных поверхностей на моделях протезов. Был определён абсолютный объем сошлифовывания твердых тканей на опорных зубах для каждого из вариантов.

Осуществлялся компьютерный анализ прочностных характеристик моделей протезов и моделей опорных зубов, с учетом характеристик взаимодействующих опорных поверхностей в программной среде ANSYS Space Claim v19.2. На основании полученных данных анализа выбирался оптимальный вариант формы и относительного расположения опорных поверхностей (наиболее благоприятной нагрузкой для функционирования ортопедической конструкции у пациента З. являлся диапазон 14,5-24,3 кг). Проводился расчет распределения нагрузок на опорные зубы 4.5-4.7 пациента З. Из вариантов, удовлетворяющих критериям прочности, выбрали тот, в котором абсолютный объем сошлифовывания твердых тканей на опорных зубах был минимальным.

Полученные данные послужили основой для формирования оптимально допустимой геометрии культей опорных зубов под мостовидную конструкцию. Также полученные данные явились основой для изготовления мостовидного протеза в CAD/CAM системе.

Провели сошлифовывание апроксимальных поверхностей коронковых частей 4.5 и 4.7 зубов для припасовки ортопедической конструкции в виде мостовидного протеза. Методом фрезеровки изготовили каркас мостовидного протеза. После припасовки ортопедической конструкции в полости рта провели её цементировку.

После установки мостовидного протеза наблюдение проводилось в течение трехлетнего периода. Показатели периотестметрии исследуемых зубов 4.5 и 4.7 (пациент З., 41 год) составляли 14,1 и 17,2 соответственно, показатели КЛКТ составляли в среднем 226,3 HU. Значения ЭОД у зубов 4.5 и 4.7 составляли 18 мкА и 15 мкА соответственно, что свидетельствует об отсутствии патологических изменений пульпы зубов. При проведении лабораторной параллелометрии выявлена дивергенция зубов: 4.5 - 20°5', 4.7 - 22°1'.

При анализе микробиологической картины полости рта у пациента З., 41 год в конце трехлетнего периода наблюдения выявилось, что преобладающими микроорганизмами являлся тип Streptococcus, реже встречались Enterobacteriaceae и представители Neisseria. Колониеобразующих организмов типа Str. Mutans, Str. Salivarius, Str. Sauguis выявлено не было. Высеянные колониеобразующие единицы не явились основой к образованию пародонтологических проблем на протяжении трехлетнего наблюдения при эксплуатации мостовидного протеза.

ИРОПЗ под ортопедическую конструкцию составил у зуба 4.5 - 31,19%, у зуба 4.7 - 26,46%, что не являлось основой к депульпированию зубов. Средний объём сошлифованных тканей на опорных зубах на каждую опорную часть составил 2,75 мм3. Данное значение не является показателем к классическому протезированию с опорой на безметаллокерамические коронки, в связи, с чем был применен органосохраняющий трехэлементный мостовидный протез.

По истечении трех лет наблюдения при использовании ортопедической конструкции таких осложнений как пульпит и периодонтит отмечено не было.

Техническим результатом заявляемого решения является снижение травматичности проведения оперативного вмешательства при ортопедическом лечении с использованием несъёмных ортопедических конструкций за счет способа ортопедического лечения с использованием несъёмных ортопедических конструкций характеризующегося тем, что получают твердотельную компьютерную модель ротовой полости пациента; на основании полученной модели полости рта строят твердотельную компьютерную модель протеза, после чего моделируют варианты опорных поверхностей на моделях опорных зубов и соответствующих им ответных опорных поверхностей на модели протеза; затем методом конечных элементов осуществляют компьютерный анализ прочностных характеристик моделей протезов и моделей опорных зубов с учетом характеристик взаимодействующих опорных поверхностей; на основании полученных данных анализа выбирают оптимальный вариант формы и относительного расположения опорных поверхностей; изготавливают протез с опорными поверхностями, соответствующими смоделированным поверхностям на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели протеза; реализуют опорные поверхности на несущих зубах в соответствии с опорными поверхностями на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели опорных зубов; осуществляют установку протеза путем размещения и фиксации опорных поверхностей протеза на ответных опорных поверхностях опорных зубов; компьютерный анализ прочностных характеристик осуществляют в программе ANSYS; оптимальный вариант выбирают исходя из условий достаточности прочностных характеристик протеза с условием минимального объема выборки материала на опорных зубах; протез изготавливают из керамики методом фрезеровки на станке с ЧПУ.

Источники информации:

1. Cargiulo A., Wentz F., Orban B. : Dimensions and relations of the dentogingival junction in humans. J Periodontol 1961; 32: 261

2. Derrien G, Le Menn G. «Evaluation of detail reproduction for three die materials by using scanning electron microscopy and two-dimensional profilometry.»// J Prosthet Dent. 1995 Jul;74(1):1-7.

3. Hahn R, Weiger R, Netuschil L "Microbial accumulation and vitality on different restorative materials."//Dent Mater. 1993 Sep;9(5):312-6

4. Gilboe DB, Teteruck WR. "Fundamentals of extracoronal tooth preparation. Part I. Retention and resistance form. 1974." //J Prosthet Dent. 2005 Aug;94(2):

5. Kaufman EG, Coelho AB, Colin L. "Factors influencing the retention of cemented gold castings." J Prosthet Dent 1961;11:486-502.

6. Kuwata M. «Color Atlas of Ceramo-Metal Technology.», St Louis: Ishiyaku EuroAmerica, 1986.

7. Massironi D., Pascetta R., Romeo G. «Precision in dental esthetics. Clinical and laboratory procedures.», / Quintessence, 2007 г.

8. Martignoni, M and Schoenberger, Alwin. «Precision Fixed Prosthodontics Clinical and Laboratory Aspect», / Quintessence, 1991 г., 580pp: 1,384 illus (1,384 in color).

9. Maynard JG, Wilson RD. "Physiologic dimensions of the periodontium significant to the restorative dentist." J Periodontol 1979; 50; 170-177.

10. Richter WA, Ueno H. "Relationship of crown margin placement to gingival inflammation". // J Prosthet Dent 1973, Aug; 30(2):156-61.

11. Shillinburg H.T., Richard Jacobi, Susan E. Brackett, «Fundamentals of tooth preparations» ,/ second printing 1991, p. 52, 53, 269, 288 (390).

12. Thomas G. Wilson, Kenneth S. Kornman, "Fundamentals of Periodontics (second edition)", 2003.

13. Tuntiprawon M. «Effect of tooth surface roughness on marginal seating and retention of complete metal crowns.»//J Prosthet Dent. 1999 Feb;81(2):142-7.

Способ ортопедического лечения с использованием несъёмных ортопедических конструкций, характеризующийся тем, что получают твердотельную компьютерную модель ротовой полости пациента, на основании полученной модели полости рта строят твердотельную компьютерную модель протеза, после чего моделируют варианты опорных поверхностей на моделях опорных зубов и соответствующих им ответных опорных поверхностей на модели протеза, затем методом конечных элементов осуществляют компьютерный анализ прочностных характеристик моделей протезов и моделей опорных зубов с учетом характеристик взаимодействующих опорных поверхностей в программе ANSYS, на основании полученных данных анализа выбирают вариант формы и относительного расположения опорных поверхностей, исходя из условий достаточности прочностных характеристик протеза с условием минимального объема выборки материала на опорных зубах, методом фрезеровки на станке с ЧПУ из керамики изготавливают протез с опорными поверхностями, соответствующими смоделированным поверхностям на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели протеза, реализуют опорные поверхности на несущих зубах в соответствии с опорными поверхностями на выбранном варианте твердотельной компьютерной модели опорных зубов, осуществляют установку протеза путем размещения и фиксации опорных поверхностей протеза на ответных опорных поверхностях опорных зубов.