Небные и лингвальные дуги как двухмоментные системы

Небная дуга (или лингвальная дуга, не касающаяся нижних резцов) является еще одним примером двухмоментных систем³⁵. Эти дуги чаще используются для предотвращения смещения зубов, чем для их перемещения. Необходимость в них для стабилизации боковых сегментов уже упоминалась выше. Для того чтобы использовать эти дуги для перемещения зубов, необходимы пружинящие свойства. Это значит, что для этого дуги необходимо изготавливать другого размера или из другого материала. Нередко для перемещения моля­ров используется упругая лингвальная дуга, которая затем заменя­ется на жесткую для стабилизации их положения при перемещении других зубов. Обычно для перемещения зубов используют стальные лингвальные дуги диаметром 30 мил, а для стабилизации — 36 мил. Замена одной дуги на другую требует замены лингвальной трубки на молярных кольцах. Чтобы этого избежать, можно использовать дугу 32×32 TMA для перемещения зубов и стальную дугу того же размера для стабилизации^36,37. Применение лингвальных дуг по­дробно описано в главе 12.

Рис. 10-43. А — двусторонний изгиб внутрь в области первых моляров на лингвальной дуге создает одина­ковые противоположно направленные моменты, гасящие мезиодистальные силы, благодаря чему происходит смещение мезиального щечного бугра моляров вестибулярно. Такое перемещение часто требуется при потере места в зубном ряду или смыкании моляров по Il классу за счет их ротации. Это лучше производить на гиб­кой лингвальной дуге. В — односторонний изгиб лингвальной дуги внутрь ротирует моляр на стороне изгиба и создает силу, смещающую моляр противоположной стороны дистально. Хотя моляр на стороне изгиба и ог­раничен соседними зубами, все же может произойти его мезиальное смещение. Дистализация моляров таким образом маловероятна.

Часто требуется ротировать верхние первые моляры так, чтобы их мезиальный щечный бугор сместился вестибулярно. Это можно сделать при помощи симметричного V-образного изгиба на дуге с двух сторон или асимметричного с одной стороны (рис. 10-43). Асимметричная активация ротирует моляр на стороне, ближней к изгибу, и смещает его мезиально, в то время как моляр противо­положной стороны смещается дистально. Хотелось бы думать, что таким образом можно получить дистализацию моляра. Тогда мож­но было бы проводить одностороннюю дистализацию моляров за счет ротации моляра противоположной стороны. Однако данные свидетельствуют о том, что получить дистальное смещение моляра лишь за счет ротации моляра противоположной стороны практиче­ски невозможно — обязательно произойдет мезиальное смещение опорного моляра³⁸.

Лингвальную дугу также можно активировать для получения ве­стибулярного или орального торка корней зубов (рис. 10-44). При расширении в области моляров симметричный торк их корней обеспечивает корпусное перемещение этих зубов, а не наклон. Это можно использовать для коррекции односторонней перекрестной окклюзии: активировать лингвальную дугу на вестибулярный торк корней (оральный торк коронок) с одной стороны, в то время как с другой стороны будет происходить вестибулярный наклон моля­ра. По данным Ingervall и соавт. расширение на стороне наклона бу­дет более эффективным, если перевести систему в одномоментную, заменив прямоугольную дугу на круглую³⁹.

Рис. 10-44. А — двустороннее расширение в области моляров можно получить при помощи небной дуги при активации петли, расположенной в области срединного небного шва. В — изгиб на дуге создает момент для ве­стибулярного торка корней моляров. Этот момент должен быть больше, чем момент силы. Поэтому для того, чтобы вставить дугу в лингвальные трубки после такого изгиба, необходимо использовать гибкую дугу. С — од­носторонний изгиб на дуге можно использовать для создания стационарной опоры при вестибулярном накло­не противоположного моляра. Это будет особенно эффективным, если закруглить дугу на стороне перемеща­емого зуба, чтобы создать одномоментную систему. (А, В — цит. по: Rebellato. J: Two-couple orthodontic appli­ance systems: activations in the transverse dimension, Sem Orthod 1:37—43, 1995; see Ingerrall B et al: Am J Orthod Dentofac Orthop 107:418-425, 1995.)

Довольно необычным применением лингвальной дуги является ее использование для наклона одного моляра дистально, выпрям­ляя его. Реципрокным эффектом при этом будет мезиальный на­клон второго моляра. Такая активация требует торсионного изгиба на лингвальной дуге. Локализация этого изгиба не имеет большого значения. Моменты на обоих молярах будут одинаковыми и проти­воположно направленными независимо от положения изгиба.

Сегментарные дуги

Техника сегментарных дуг сочетает в себе применение одномо­ментной и двухмоментной систем для получения сил желаемой ве­личины и лучшего контроля⁴⁰. Основой сегментарных дуг является четкое определение опорного и перемещаемого сегментов. По воз­можности перемещение зубов должно осуществляться за счет опро­кидывающих пружин, чтобы сохранялась точность одномоментных систем, или с использованием двухмоментных систем, где извест­ны по крайней мере чистые величины моментов и сил.

Рис. 10-45. Техника сегментарных дуг позволяет одновременно прово­дить ретракцию и интрузию резцов. Жесткая дуга соединяет резцовый и бо­ковой сегменты, что позволяет сместить точку приложения интрузионной силы дистально от центра сопротивления резцового сегмента. Это позволя­ет избежать экструзии резцов, особенно если в качестве интрузионной си­лы используют опрокидывающую пружину. (Цит. по: Shroff B, Yoon WM, Lindauer SJ, Burstone CJ: Simultaneous intrusion and retraction using a three-piece base arch, Angle Orthod 67:455-462, 1997.)

Прекрасным примером техники сегментарных дуг является си­стема для одновременной ретракции и интрузии верхних централь­ных резцов. Это довольно трудновыполнимая задача, поскольку при оральном наклоне зуба его коронка смещается вниз в ходе ро­тации вокруг центра сопротивления. Поэтому для того, чтобы при этом сохранить вертикальное положение зуба, необходима интру­зия корня. Эту проблему можно решить, разделив фронтальный и боковой сегменты и использовав жесткую дугу для смещения центра приложения силы дистально от центра сопротивления рез­цового сегмента и разделения интрузионной и ретракционной сил (рис. 10-45)⁴¹.

При лечении техникой сегментарных дуг в большинстве случа­ев для стабилизации боковых сегментов используют лингвальную дугу, а также сегментарные дуги, которые входят в пазы брекетов опорных зубов. Требования для стабилизации здесь достаточно вы­соки, поэтому рекомендуется использовать самые жесткие дуги. Поэтому в этих случаях лучше выбрать брекеты с пазом 22, тогда можно будет использовать стальные дуги размером 21×35, которые слишком жесткие для перемещения зубов. До того как стали выпу­скать стальные дуги размеров 32×32, лингвальные дуги изготавли­вали из стали диаметром 36, складывая ее вдвое а концах, входящих в прямоугольные лингвальные замки.

Стандартная методика применения сегментарных дуг состоит в следующем: выравнивание зубов фронтального и боковых сег­ментов, создание опорного и перемещаемого сегментов, выравни­вание по вертикали за счет интрузии или экструзии, закрытие про­межутков с дифференциальным смещением переднего и боковых сегментов и при необходимости — использование дополнительных дуг для придания торка. Трение при этом минимально, поскольку оно расходуется на стабилизацию опорных сегментов. Непрерыв­ные дуги используются лишь на завершающих этапах лечения, ко­гда необходимы небольшие, но точные перемещения.

Преимуществом техники сегментарных дуг является контроль сил и перемещения, которые были бы невозможны при помощи непрерывных дуг. К недостаткам можно отнести сложность ортодонтической аппаратуры и увеличение времени, необходимого для ее постановки и активации. Как это ни парадоксально, но облегче­ние анализа сил и моментов за счет использования одно- и двухмо­ментных систем скорее усложняет аппаратуру, чем упрощает ее.

Более сложная система сегментарных дуг имеет еще два недо­статка, которые также следует иметь в виду. Во-первых, несмотря на тщательный анализ, некоторые все же можно упустить, что не­пременно отразится на желаемом результате. Понятно, что это бо­лее вероятно при использовании двухмоментных систем, чем од­номоментных. Поэтому чем чаще Вы выполняете ту или иную ма­нипуляцию, тем более предсказуем ее результат. Применение ин­женерной теории в ортодонтии несовершенно: идеальная система сил у данного конкретного пациента может не дать желаемого ре­зультата.

Во-вторых, техника сегментарных дуг практически не позволя­ет контролировать степень перемещения зубов в случае, если что-то пойдет не так. Если точно откалиброванные пружины встречают на своем пути препятствие (например, липкую карамель), это мо­жет нарушить работу системы. Таким образом, техника сегментар­ных дуг имеет свои преимущества и недостатки.

Непрерывные дуги

Анализ эффектов непрерывных дуг (подвязанных к брекетам на всех зубах) практически невозможен, поскольку создается чрезвы­чайно сложная мультимоментная система. Начальным результатом ее действия является небольшое перемещение одного зуба. При этом меняется вся система сил, что вызывает перемещение другого зуба (или другое перемещение этого же), и так далее. Ино­гда ортодонтическое перемещение зубов описывают как медлен­ный плавный переход зубов из одного положения в другое⁴². Одна­ко, приняв во внимание систему сил, действующую при механике непрерывной дуги, мы поймем, что это далеко не так. Если можно было бы сделать серию фотографий перемещения зубов через опре­деленные промежутки времени, мы несомненно бы увидели «танец зубов» при формировании и изменении сложной системы сил, со­здающей различные последовательные эффекты. К счастью, не­прерывная дуга не позволяет зубам смещаться на большое расстоя­ние от своего начального положения. Механическая эффектив­ность непрерывной дуги меньше, чем сегментарных дуг, но она бо­лее безопасна в случае поломки системы.

Даже при использовании непрерывной дуги большие переме­щения зубов осуществляются также только после определения опорного и перемещаемого сегментов. У взрослых для интрузии резцов предпочтение отдается одномоментной интрузионной дуге. Для закрытия промежутков после удаления зубов, даже если ис­пользуется непрерывная дуга с закрывающей петлей, необходимо обозначить опорный боковой и перемещаемый фронтальный сег­менты. Скольжение зубов по дуге является основным компонентом лечения техникой непрерывных дуг, особенно при использовании брекетов с пазом 22.

Преимущества и недостатки техники непрерывной дуги про­тивоположны технике сегментарных дуг. Система непрерывной дуги чрезвычайно сложна для расчета сил и моментов. Однако она более проста с клинической точки зрения, требует меньше време­ни для постановки и вполне безопасна при поломке. В клиничес­кой практике врач должен оценить все «за» и «против» примене­ния той или иной техники в каждом конкретном случае. Для тех, кто обычно работает техникой сегментарных дуг, применение не­прерывной дуги в некоторых случаях заметно облегчает работу. Для тех же, кто обычно пользуется непрерывными дугами, приме­нение сегментарной техники просто необходимо для решения оп­ределенных задач.

Развитие современной несъемной ортодонтической техники и ее характеристики представлены в главе 12. Клиническое приме­нение механических принципов, описанных здесь, и дополнитель­ная информация представлены в главах 16, 17 и 18.

Литература

1. Kusy RP, Dilley GJ, Whitley JQ: Mechanical properties of stainless steel ortho­dontic archwires, Clin Materials 3:41-59, 1988.

2. Burstone CJ, Qin B, Morton JY: Chinese NiTi wire: a new orthodontic alloy, Am J Orthod 87:445-452, 1985.

3. Miura F, Mogi M, Yoshiaki O et al: The super-elastic property of the Japanese NiTi alloy wire for use in orthodontics, AmJ Orthod 90:1 — 10, 1986.

4. Miura F, Mogi M, Ohura Y: Japanese NiTi alloy wire: use of the direct electric resistance heat treatment method, EurJ Orthod 10:187-191, 1988.

5. Miura F, Mogi M, Okamoto Y: New application of superelastic NiTi rectangu­lar wire, J Clin Orthod 24:544-548, 1990.

6. Thayer TA, Bagby MD, Moore RN, DeAngelis RJ: X-ray diffraction of nitinol orthodontic archwires, Am J Orthod Dentofac Orthop 107:604—612, 1995.

7. Kusy RP: The future of orthodontic materials: the long view, Am J Orthod Dentofac Orthop 113:91-95, 1998.

8. Kusy RP: Comparison of nickel-titanium and beta-titanium wire sizes to con­ventional orthodontic arch wire materials, AmJ Orthod 79:625—629, 1981.

9. Kusy RP: On the use of nomograms to determine the elastic property ratios of orthodontic archwires, Am J Orthod 83:374-381, 1983.

10. Adams DM, Powers JM, Asgar K: Effects of brackets and ties on stiffness of an arch wire, Am J Orthod Dentofac Orthop 91:131-136, 1987.

11. Berti W, Droschl H: Forces produced by orthodontic elastics as a function of time and distance extended, EurJ Orthod 8:198-201, 1986.

12. Josell SD, Leiss JB, Rekow ED: Force degradation in elastorneric chains, Sem Orthod 3:189-197, 1997.

13. Darendeliler MA, Darendeliler A, Mandurino M: Clinical application of mag­nets in orthodontics and biological implications: a review, Eur J Orthod 19:431-442, 1997.

14. Darendeliler MA, Sinclair PM, Kusy RP: Effects of static and pulsed electro­magnetic fields on orthodontic tooth movement, Am J Orthod Dentofac Orthop 107:578-588, 1995.

15. Linder-Aronson A, Lindskog S, Rygh P: Orthodontic magnets: effects on gingi­val epithelium and alveolar bone in monkeys, EurJ Orthod 14:255—263, 1992.

16. Smith RJ, Burstone CJ: Mechanics of tooth movement, Am J Orthod 85:294-307, 1984.

17. Jastrzebski ZD: The nature and properties of engineering materials, ed 2, New York, 1976, John Wiley & Sons.

18. Kusy RP, Whitley JQ: Effects of surface roughness on the coefficients of fric­tion in model orthodontic systems, J Biomech 23:913—925, 1990.

19. Kusy RP, Whitley JQ: Friction between different wire-bracket configurations and materials, Sem Orthod 3:166-177, 1997.

20. Cobb NW III, KuIa K.S, Phillips C, Proffit WR: Efficiency of multiStrand steel, superelastic NiTi and ion-implanted NiTi archwires in initial alignment, Clin Orthod Res, in press.

21. Kula K, Phillips C, Gibilaro A, Proffit WR: The effect of ion implantation of TMA archwires on the rate of orthodontic sliding space closure, Am J Orthod Dentofac Orthop 114:577-580, 1998.

22. Kusy RP, Whitley JQ, Prewitt MJ: Comparison of the frictional coefficients for selected arch wire-bracket slot combinations in the dry and wet states, Angle Orthod 61:293-302, 1991.

23. Saunders CR, Kusy RP: Surface topography and frictional characteristics of ceramic brackets, Am J Orthod Dentofac Orthop 106:76-87, 1994.

24. Drescher D, Bourauel C, Schumacher HA: Frictional forces between bracket and arch wire, Am J Orthod Dentofac Orthop 96:397-404, 1989.

25. Yamaguchi K, Nanda RS, Morimoto N, Oda Y: A study of force application, amount of retarding force and bracket width in sliding mechanics, Am J Orthod Dentofac Orthop 109:50-57, 1996.

26. Kusy RP, Whitley JQ: Friction between different wire-bracket configurations and materials, Sem Orthod 3:166-177, 1997.

27. Lindauer SJ, Isaacson RJ: One-couple systems, Sem Orthod 1:12-24, 1995.

28. Davidovitch M, Rebellato J: Utility arches: a two-couple intrusion system, Sem Orthod 1:25-30, 1995.

29. Ricketts RM: Bioprogressive therapy as an answer to orthodontic treatment needs, part 2, Am J Orthod 70:241-268, 1976.

30. Isaacson RJ, Lindauer SJ, Davidovitch M: The ground rules for arch wire design, Sem Orthod 1:3-11, 1995.

31. Burstone CJ, Koenig HA: Creative wire bending—the force system from step and Vbends, Am J Orthod Dentofac Orthop 93:59-67, 1988.

32. Isaacson RJ, Lindauer SJ, Conley P: Responses of 3-dimensional archwires to vertical V-bends: comnparisons with existing 2-dimensional data in the lateral view, Sem Orthod 1:57-63, 1995.

33. Isaacson RJ, Rebellato J: Two-couple orthodontic appliance systems: torquing arches, Sem Orthod 1:31-36, 1995.

34. Rebellato J: Two-couple orthodontic appliance systems: activations in the transverse dimension, Sem Orthod 1:37—43, 1995.

35. Rebellato J: Two-couple orthodontic appliance systems: transpalatal arches, Sem Orthod 1:44-54, 1995.

36. Burstone CJ, Manhartsberger C: Precision lingual arches: passive applications, J Clin Orthod 22:444-452, 1988.

37. Burstone CJ: Precision lingual arches: active applications, J Clin Orthod 23:101-109, 1989.

38. Dahlquist A, Gebauer U, Ingervall B: The effect of a transpalatal arch for cor­rection of first molar rotation, EurJ Orthod 18:257—267, 1996.

39. Ingervall B, Gollner P, Gebauer U, Frolich K: A clinical investigation of the correction of unilateral molar crossbite with a transpalatal arch. Am J Orthod Dentofac Orthop 107:418-425, 1995.

40. Burstone CJ: The segmented arch approach to space closure, Am J Orthod 82:361-378, 1982.

41. Shroff B, Yoon WM, Lindauer SJ, Burstone CJ: Simultaneous intrusion and retraction using a three-piece base arch, Angle Orthod 67:455—462, 1997.

42. Smith RJ, Burstone CJ: Mechanics of tooth movement, Am J Orthod 85:294-307, 1984.