Физиологическая реакция на длительное давление на зуб

Время	Характеристики
легкое давление	тяжелое давление
<1 с	Жидкость ПДС несжимаемая, альвеолярная кость изгибается, создается пьезоэлектри­ческий импульс
1-2 с	Выделяется жидкость ПДС, зуб перемеща­ется внутри ПДС
3-5 с		Кровеносные сосуды частично сжаты со сто­роны давления и расширены со стороны растяжения; механически искажены волок­на и клетки ПДС
Минуты		Ток крови изменен, начинает меняться кислородное снабжение; выделяются простагландины, и клетки делятся
Часы		Изменения обмена веществ: химические элементы воздействуют на клеточную активность, изменяется уровень фермента
~4ч		Увеличение уровня цАМФ, внутри ПДС начи­нается клеточная дифференциация
~2дня		В ходе реконструкции остеокластов/остео­бластов костной лунки начинается зубное перемещение
	3-5 с	Со стороны давления внутри ПДС происхо­дит смыкание сосудов
	Минуты	К сжатым участкам ПДС перестает поступать кровь
	Часы	Смерть клеток в области сжатия
	3-5 дней	В смежных узких участках происходит диф­ференциация клеток, начинается подры­вающая резорбция
	7-14 дней	Подрывающая резорбция удаляет твердую пластинку, прилегающую к сжатой ПДС, происходит зубное перемещение

Когда на зуб воздействует легкое длительное усилие, ток крови в частично сжатой ПДС сокращается с вытеснением жидкости из пространства связки, и зуб перемещается в своей ячейке (т.е. на не­сколько секунд). По прошествии нескольких часов появляющиеся изменения химической среды приводят к изменению модели клеточ­ной активности. После порядка 4 ч давления¹², как показали экспери­менты на животных, наблюдается увеличение уровня циклического аденозина монофосфата (цАМФ), «второго элемента» для большин­ства важных клеточных функций, включая дифференциацию.

Такое количество времени для появления реакции тесно связа­но с реакцией человека на съемные приспособления. Если пациент носит приспособление менее 4—6 ч в день, то ортодонтического эф­фекта наблюдаться не будет. Если время ношения превышает дан­ный порог, то будут происходить перемещения зубов.

До недавнего времени было известно очень мало о том, что про­исходит в первые часы приложения к зубу длительного усилия, меж­ду началом давления и растяжения в ПДС и появлением вторичных признаков несколько часов спустя. Последние эксперименты пока­зали, что в течение короткого времени после приложения усилия в ПДС увеличивается уровень простагландина, и сейчас ясно, что простагландин E является важным посредником клеточной реак­ции¹³. Существуют некоторые факты, указывающие на то, что простагландины выделяются при механической деформации клеток (т.е. выделение простагландина может быть первичной, а не вторич­ной реакцией на давление). Здесь также участвуют и другие химиче­ские элементы, а именно вещества из семейства цитокинов¹⁴. Так как различные лекарственные препараты могут воздействовать на уровень простагландина и других потенциальных химических ве­ществ, фармакологическая модификация реакции на ортодонтические усилия является больше чем просто теоретической возмож­ностью¹⁵. Взаимодействие прочих препаратов (включая обезболива­ющие) с ортодонтическими средствами описывается ниже в разде­ле, посвященном болям. В будущем станет возможно использова­ние фармакологических препаратов для ускорения или подавления зубного перемещения в рамках ортодонтического лечения¹⁶.

Для того чтобы зуб мог перемещаться, необходимо формирова­ние остеокластов таким образом, чтобы они могли удалять кость из области, прилегающей к сжатой части ПДС. Остеобласты также не­обходимы для формирования новой кости в областях растяжения и для реконструкции резорбированных участков в сжатых областях. Простагландин E обладает интересной способностью стимулировать активность как остеокластов, так и остеобластов, становясь подходя­щим посредником зубного перемещения. При инъекции паращитовидных гормонов остеокласты могут образоваться в течение не­скольких часов, но при механической деформации ПДС реакция идет гораздо медленнее, и первые остеокласты могут появиться в смежных со сжатием областях ПДС лишь спустя 48 ч. Согласно ис­следованиям клеточной кинетики, они появляются двумя волнами: некоторые (первая волна) могут быть выделены из локальной попу­ляции клеток, а остальные (большая вторая волна) приносятся с то­ком крови из отдаленных участков¹⁷. Эти клетки атакуют смежную твердую пластинку, удаляя кость в процессе «фронтальной ре­зорбции», и вскоре после этого начинается зубное перемещение. В это же самое время, но с некоторым отставанием, так что про­странство ПДС увеличивается, остеобласты (образованные из ло­кальных прогенических клеток в ПДС) формируют кость в областях растяжения и начинают реконструкцию в областях сжатия.

Ход событий может быть другим, если длительное усилие на зуб будет достаточно велико, чтобы кровеносные сосуды полностью спались и прекратили подачу крови к участкам внутри связки. Если это происходит, то вместо развития остеокластов в сжатых участках ПДС происходит стерильный некроз тканей. В клинической ортодонтии сложно избежать применения силы, которая не вызывала бы появления даже небольших аваскулярных участков в ПДС. Поэтому было предложено прикладывать силу к зубу с определенными ин­тервалами, при этом сохраняя ее действие в течение достаточного для биологического ответа времени. Это поможет сохранить жизне­способность тканей. Эксперименты на животных подтверждают эту гипотезу¹⁸. Однако в настоящее время нет способа применить этот подход на практике. Возможно, прерываемая сила такого типа най­дет клиническое применение в будущем с разработкой методов ак­тивации и дезактивации пружин. После исчезновения клеток такие бессосудистые области ПДС из-за гистологического строения тра­диционно назывались гиалинизированными (см. рис. 9-4). Несмотря на это название, данный процесс не имеет ничего общего с форми­рованием гиалиновой соединительной ткани, но представляет со­бой неизбежную потерю всех клеток при полном прекращении кро­воснабжения. Когда это происходит, реконструкция кости, прилега­ющей к отмершей области, должна осуществляться при помощи клеток, образованных в смежных, неповрежденных участках.

Рис. 9-7. Гистологический образец сжатой ПДС по прошествии нескольких дней. Если ПДС сжата так, что ток крови полностью прекращен, дифференциация остеокластов внутри связки невозможна. После нескольких дней задержки остеокласты внутри соседних участков костного мозга атакуют твердую пластинку с внутренней стороны, что называется подрывающей резорбцией. (Снимок предоставлен Dr. F.E.Khouw.)

По прошествии нескольких дней клеточные элементы из сосед­них неповрежденных областей ПДС начинают проникать в отмер­шие (гиалинизированные) участки. Важно отметить, что в смежных участках костного мозга появляются остеокласты и начинают атаку на нижнюю сторону кости, непосредственно прилегающую к от­мершей области ПДС (рис. 9-7). Такой процесс называется подры­вающей резорбцией, поскольку воздействие идет с нижней стороны твердой пластинки. При гиалинизации и подрывающей резорбции неизбежна задержка зубного перемещения. Это вызвано, во-пер­вых, задержкой дифференциации клеток внутри костного мозга и, во-вторых, поскольку значительная толщина кости должна быть удалена с внутренней стороны, перед тем начнется перемещение зуба. На рисунке 9-8 показано временное различие зубных переме­щений при фронтальной и подрывающей резорбциях.

Рис. 9-8. Схематичное изображение зубного перемещения при фронталь­ной и подрывающей резорбциях. При фронтальной резорбции постоянное воздействие на внешнюю поверхность твердой пластинки приводит к плав­ному непрерывному перемещению зуба. При подрывающей резорбции происходит задержка до удаления прилегающей к зубу кости. После этого зуб «перепрыгивает» в новое положение, и если поддерживается тяжелое усилие, то опять возникает задержка до окончания второго этапа подрыва­ющей резорбции.

При предотвращении некроза областей периодонтальной связки не только становится более эффективными зубное перемещение, но также снижается и боль. Очевидно, что следует избегать чрезмер­ных ортодонтических усилий. Однако, несмотря на желательность обеспечения зубных перемещений посредством фронтальной ре­зорбции, осуществить это в клинической практике крайне сложно. Даже при легких усилиях в ПДС способны возникать небольшие бессосудистые участки, и перемещение зуба будет задержано до их удаления в процессе подрывающей резорбции. Недостижимым иде­алом считается плавное перемещение зуба посредством легких уси­лий, как показано на рисунке 9-8. В клинической практике переме­щение зубов обычно происходит в виде постепенных этапов из-за неизбежного возникновения областей подрывающей резорбции. И все же слишком большие усилия никогда не полезны.