Материалы для изготовления аппаратов

Брекеты и трубки для эджуайз-техники должны изготавливаться с соблюдением внутренних размеров паза с точностью до 1 мил. До недавнего введения в употребление керамических брекетов не­съемные крепления изготавливались из нержавеющей стали, и сталь остается стандартным материалом для изготовления бреке­тов и трубок.

Существует два способа изготовления стальных брекетов и тру­бок: штамповка из тонкой металлической полосы или литье. Хотя штампованные брекеты и трубки использовались почти все время до введения аппаратов прямой проволоки, литые крепления отли­чаются большей точностью и долговечностью, а следовательно, лучше штампованных. В большинстве современных аппаратов ис­пользуются литые брекеты и трубки, но в некоторых недорогих ап­паратах все еще можно встретить штампованные брекеты и трубки. Для эффективного использования техники прямой проволоки тре­буется точное литье.

Чувствительность к никелю: титан- альтернатива ста­ли.Никель — это потенциально аллергенный материал. Поскольку сталь содержит большой процент никеля, ортодонтам повезло, что аллергия на никель чаще проявляется в виде кожных, а не слизистых реакций. Аллергия на никель часто возникает при контакте ко­жи с дешевой бижутерией. Повышенная чувствительность к нике­лю в настоящее время имеется у 10% населения¹⁶. Большинство па­циентов с аллергией на никель все же нормально переносят нали­чие во рту стальной ортодонтической аппаратуры, но число паци­ентов, у которых развиваются аллергические реакции, растет. Не­которые европейские страны собираются внести запрет на исполь­зование стальной ортодонтической аппаратуры из-за риска разви­тия аллергических реакций.

Альтернативными стали металлами являются драгоценные ме­таллы, которые уже давно перестали использовать из-за их стоимо­сти, и титан, который не содержит никеля и является исключитель­но биосовместимым. Титановые дуги используют с 1980-х годов. Титановые брекеты изготовить достаточно сложно, однако сейчас они уже имеются на рынке и работают достаточно эффективно. Для пациентов с аллергией на никель выбор осуществляется между титановыми брекетами и неметаллическими.

Рис. 12-39. Чтобы сделать ортодонтическую аппаратуру менее заметной, можно использовать прозрачные или окрашенные под цвет зубов пластико­вые брекеты. А — поликарбонатные брекеты для резцов необычной формы для уменьшения риска сколов. Основной проблемой этих брекетов являет­ся устойчивость к истиранию при скольжении. В — пластиковые брекеты обычного дизайна с металлическими пазами, снижающими трение, но все же недостаточно прочными для активного торка. При наличии металличе­ской дуги металлический паз незаметен.

Неметаллические материалы.Следует отметить периоди­ческие попытки улучшить эстетику несъемных аппаратов при помо­щи устранения их металлизированного внешнего вида. Основным стимулом для развития приклеиваемых ортодонтических креплений было устранение некрасивых металлических колец. Окрашенные под цвет зубов или прозрачные брекеты для передних зубов вошли в употребление после разработки системы непосредственного при­клеивания (рис. 12-39). Хотя они были восприняты с достаточным энтузиазмом в начале 1980-х годов, пластиковые брекеты имеют ряд недоработок:

1) загрязнение и обесцвечивание, особенно у курящих пациентов или пьющих кофе;

2) недостаточная стабильность разме­ров, когда невозможно обеспечить точный размер паза брекета или придать ему все качества прямой проволоки;

3) трение между плас­тиковым брекетом и металлической проволочной дугой, затрудняю­щее скольжение зубов в новое положение.

Использование металли­ческих пазов в пластиковых брекетах устраняет вторую и третью проблемы, но даже при такой модификации пластиковым брекетам отводится совсем мало места в современной технике лечения.

Впервые введенные в употребление в конце 1980-х годов кера­мические брекеты преодолевают эстетические ограничения плас­тиковых и являются более прочными или стойкими в отношении загрязнений. Кроме того, они могут быть специально отлиты для каждого зуба, и их размеры будут сохранять точный наклон бреке­та для установки пазов для аппаратов прямой проволоки. Характе­ристики некоторых доступных в настоящее время керамических брекетов приведены в таблице 12-6. Новые брекеты были встрече­ны с энтузиазмом и сразу вошли в широкое употребление, однако вскоре появились проблемы, связанные с растрескиванием бреке­тов, трением внутри пазов, износом зубов в местах контакта с брекетом и повреждением эмали при снятии брекета.

Таблица 12-6

Керамические брекеты

Материал	Название и изготовитель
Поликристаллический оксид алюминия (PCA)	American, 20/20 Dentaurum, Fascination GAC, Allure Rocky Mnt, Signature Unitak, Transcend и многие другие
PCA с металлическим пазом	Unitek, Clarity
Монокристаллический оксид алюминия	A Co., Starfire
Поликристаллический оксид циркона	Yamaura, Toray

Сколы керамических брекетов могут выражаться в следующем: потеря части брекета (например, крыльев) в ходе изменений прово­лочной дуги или приема пищи, а также раскалывание брекета при приложении торковых усилий. Керамика является одной из форм

стекла, и подобно стеклу керамические брекеты отличаются хруп­костью. Поскольку прочность стали на разлом гораздо выше, кера­мические брекеты более громоздки, чем брекеты из нержавеющей стали, и по своему дизайну одиночные брекеты шире обычных бре­кетов из стали. Под давлением в лаборатории металлические бреке­ты начинают деформироваться при меньших нагрузках, чем кера­мические, но керамические брекеты разрушаются в критической точке без пластической деформации.

Большинство современных керамических брекетов производят­ся из окиси алюминия или в виде моно- или поликристаллических элементов. Теоретически монокристаллические брекеты должны обладать большей прочностью, что действительно так, если поверх­ность брекета не имеет царапин. Небольшие повреждения поверх­ности имеют тенденцию к расширению, и сопротивление расколу падает ниже уровня поликристаллических материалов¹⁷. Безуслов­но, в процессе лечения возникают царапины.

Рис. 12-40. Брекеты под электронным микроскопом. А — нержавеющая сталь (Unitwin, Unitek). B — коммерчески чистый титан (Rematitan, Dentarum). C — поликристаллический оксид алюминия (Allure, GAC). D — поликристаллический оксид алюминия (Transcend, Unitek). E — монокристаллический оксид алюминия (Starfire, A Co.). F — поликристаллический цирконий (Toray, Yamaura). Обратите вни­мание на гладкие поверхности брекетов из стали и монокристаллического оксида алюминия по сравнению с грубой поверхностью бреке­тов из поликристаллического оксида алюминия (что также зависит от производителя). (Снимки предоставлены Dr. R.Kusy.)

Для успешного торка требуются моменты между 2000 и 3500 г/мм. Как теоретические анализы, так и клинические провер­ки показывают, что при нагрузках такой величины вероятны разло­мы керамических брекетов¹⁸. По этой причине, несмотря на их ха­рактеристики прямой проволоки, может потребоваться использо­вание дополнительного торка для регулировки конечного положе­ния резцов при использовании керамических брекетов.

Рис. 12-41. Коэффициент трения скольжения проволоки из нержавею­щей стали, кобальт-хрома, NiTi и бета-Ті по моно- (Starlire) и поликрис­таллическим (Allure, Transcend) керамическим брекетам из оксида алюми­ния во влажной среде. Несмотря на более гладкую поверхность монокрис­таллических брекетов, их сопротивление трению то же, что и у поликрис­таллических. (Цит. по: Kusy RP, Whitley JQ: Sern Orthod 3:166-177, 1997.)

Хотя керамические брекеты в этом отношении лучше пластико­вых, сопротивление трения при скольжении оказалось больше у ке­рамических, чем у стальных брекетов. Благодаря множеству крис­таллов брекеты из поликристаллического оксида алюминия обла­дают относительно грубыми поверхностями (рис. 12-40). Несмотря на то, что поверхность монокристаллического оксида алюминия такая же гладкая, как у стали, у таких брекетов сопротивление боль­ше, чем у стальных, вероятно, из-за химического взаимодействия между проволокой и материалом брекета.

Рис. 12-42. Вид увеличенного с помощью электронного микроскопа фрагмента проволоки бета-Ті, прилипшего к поверхности керамического брекета после скольжения дуги в пазе. Это наглядно показывает степень сцепления между дугой и брекетом и объясняет высокое сопротивление скольжению, которое наблюдается при использовании бета-Ті и керамичес­ких брекетов. (Снимок предоставлен R. Kusy; перепечатано с разрешения.)

При использовании как с керамическими, так и со стальными брекетами самым сильным сопротивлением обладает проволока бета-Ті (рис. 12-41)¹⁹. Поверх­ность брекета трется о поверхность относительно мягкой проволо­ки бета-Ті, так что небольшие частицы проволоки прилипают к брекету (рис. 12-42). Важность увеличенного трения зависит от техники: чем больший промежуток требуется закрыть посредством скольжения, тем больше его важность, и наоборот, чем больше пе­тель используется для закрытия промежутков, тем больше может быть сила трения.

Рис. 12-43. Керамические брекеты при окклюзионном контакте могут привести к истиранию зубов. Обратите внимание на стирание медиальной поверхности правого клыка верхней челюсти у данного пациента, вызван­ное контактом с брекетом нижнего клыка. Керамические брекеты на ниж­ней дуге должны использоваться с крайней осторожностью во избежание осложнений такого рода.

Хотя окклюзионных контактов с брекетами по возможности из­бегают, многие пациенты прикусывают брекеты или трубки в опре­деленный момент лечения. Если окклюзия приходится на стальной брекет, то износа эмали почти не происходит, но керамические бре­кеты способны сточить эмаль довольно быстро (рис. 12-43). Эта опасность в основном устраняется при установке керамических брекетов только на верхней дуге, где больше всего требуется улуч­шение эстетики. Большинство пациентов соглашаются с установ­кой керамических брекетов на верхней и стальных брекетов на нижней дуге, и в большинстве случаев такая конфигурация являет­ся наиболее предпочтительной.

Как уже отмечалось выше, керамические брекеты могут пред­ставлять сложность при снятии. Деформация основания керамиче­ского брекета для разрушения сцепления его поверхности с адгезивом невозможна. Для наиболее безопасного дебондинга лучше использовать керамические брекеты с механической, а не химичес­кой ретенцией. Некоторые новые керамические брекеты имеют до­полнительную поверхность, которая должна разрушаться при дебондинге. Керамические брекеты с металлическим пазом при дебондинге ломаются в области паза, и если при этом брекет имеет механическую ретенцию, это облегчает его снятие.

При снятии керамических брекетов важна техника дебондинга. Вы можете следовать одной из следующих рекомендаций:

1) использовать инструмент для дебондинга, который концент­рирует силу в области соединения брекета и адгезива (с ост­рыми краями) или создает асимметричную нагрузку, а не тор­сионное давление²⁰;

2) использовать термический или лазерный инструмент для раз­рушения адгезива (путем нагревания). Это позволяет предот­вратить повреждение эмали. Однако необходимо контроли­ровать степень нагревания, поскольку при этом велика опас­ность термического повреждения пульпы²¹.

Так же как и композитные пластмассовые волокна, вероятнее всего, в будущем вытеснят металлические дуги в ортодонтии (см. главу 10), вполне возможно, что композитные брекеты также вско­ре станут наиболее распространенными. Композитная пластмасса, по своим свойствам превосходящая металл, уже существует. Теперь необходимо лишь преодолеть производственные трудности изго­товления таких брекетов, и благодаря своим эстетическим и физи­ческим качествам они получат повсеместное применение.

Преформированные дуги

Преформированные дуги являются важной частью современной несъемной техники, увеличивающей ее эффективность. Преформированные NiTi и бета-Ті дуги используются практически во всех случаях. Какой же должна быть форма дуги?

Концепция о вариабельности формы зубных дуг поддерживает­ся большинством стоматологов всей ортопедической стоматоло­гии: утверждается, что размеры и форма зубных дуг зависят от раз­меров и формы лица. Такие же вариации формы дуг и размеров су­ществуют и в природном прикусе, и целью ортодонтического лече­ния не является достижение одного идеального для всех размера и формы дуги.

Рис. 12-44. Модели нижней челюсти трех потенциальных ортодонтических пациентов. Обратите внимание на различие формы зубных дуг.

Основным принципом является сохранение в разумных рамках оригинальной формы дуги пациента. Наиболее продвинутые орто­донты заметили, что при этом зубы будут установлены в положение максимальной стабильности, а исследования длительной фикса­ции поддерживают точку зрения о том, что изменения после лече­ния больше в том случае, если производилась модификация формы дуги, чем в случае ее сохранения²². Однако эти вариации дуговой формы не отражены в современных готовых проволочных дугах, и в ходе ортодонтического лечения следует помнить, что при ис­пользовании готовых проволочных дуг их форма должна рассмат­риваться в качестве начальной точки настройки, необходимой для надлежащей индивидуализации (рис. 12-44).

Рис. 12-45. Фронтальный вид моделей мальчика с типичной аномалией окклюзии класса II, где установлено соотношение моляров класса I. Обра­тите внимание, что из-за относительной узости верхнего зубного ряда полу­чается перекрестная окклюзия. При лечении таких пациентов обычно тре­буется некоторое изменение формы верхнего зубного ряда.

При наличии аномалии окклюзии класса II верхнечелюстная ду­га обычно имеет зауженную форму. У большинства пациентов с классом II при перемещении нижней челюсти вперед до нормаль­ного соотношения наблюдается несовместимость формы зубных рядов, поскольку верхний зубной ряд слишком узкий в области клыков и премоляров (рис. 12-45). В такой ситуации необходимо исправление формы зубного ряда в ходе ортодонтического лечения. Говоря более обобщенно, при несовпадении формы верхней и ниж­ней зубных дуг за основу берется форма нижнего зубного ряда. Оче­видное исключение составляют лишь пациенты с деформациями формы нижнего зубного ряда. Такие деформации могут быть не­скольких видов. Особенно распространенным является лингвальное смещение нижних резцов в результате вредных привычек или сильного давления губ, а также одностороннее смещение зубов в ре­зультате ранней потери молочных клыков или моляров. Желаемая форма дуги должна определяться в начале лечения, и окклюзионные соотношения должны устанавливаться в соответствии с этим.

Несмотря на широко принятую идею об индивидуальности формы дуг, сохраняется традиционное стремление ортодонтов найти единственную идеальную форму. Долгие годы дуга Bon­will—Hawley считалась идеалом. Данная форма основывалась на определении переднего сегмента зубной дуги от клыка до клыка в виде полукруга и размещении задних сегментов по прямой ли­нии. Радиус дуги зависел от размера резцов, но общая дуговая фор­ма оставалась неизменной для всех индивидуумов. Здесь не учиты­валась оригинальная форма дуг пациента, и этот метод больше не используется.

Прекрасное математическое описание естественной формы зуб­ной дуги дает катенарная кривая, которая образуется при помощи подвешенной за оба кончика цепочки. Точная форма дуги определя­ется длиной цепочки и расстоянием между креплениями концов. Когда ширина первых моляров используется для размещения зад­них креплений, катенарная кривая точно совпадает с формой зуб­ной дути в сегменте премоляр—клык—резец у большинства пациен­тов. Исключение составляют лишь пациенты, дуги которых по клас­сификации ортопедической стоматологии относятся к квадратной или зауженной дуговым формам. Для всех индивидуумов совпаде­ние не очень хорошее, если катенарная кривая продлевается кзади, поскольку зубная дуга обычно имеет легкий загиб в лингвальном направлении в области второго и третьего моляров (рис. 12-46). Из­готовление большинства преформированных дуг основано на катенарной кривой и средней ширине в области моляров.

Рис. 12-46. Преформированная дуга, выполненная по форме катенарной кривой, наложена на модель нижней челюсти нелеченного пациента. Отме­тим хорошее совпадение формы дуги и линии окклюзии, за исключением области второго моляра.

Хотя эти дуги являются хорошей стартовой точкой, очевидно, что даже если принять за идеал катенарную кривую, форма дуги требует модификации, если ширина между первыми молярами не­обычно большая или малая. Также допустимы модификации для обеспечения большего сужения или придания квадратной формы, а вторые моляры требуется немного «загнуть» внутрь.

Другая математическая модель формы зубной дуги, разработан­ная Brader и часто называемая дуговой формой Brader, основывается на трехфокусном эллипсе. Передний сегмент трифокального эл­липса очень схож с катенарной кривой, но в отличие от нее трехфокусный эллипс постепенно сжимается кзади (рис. 12-47). Таким об­разом, дуговая форма Brader более точно отражает положение вто­рого и третьего моляров. Она также отличается от катенарной кри­вой большей шириной между премолярами.

Рис. 12-47. А — дуговая форма Brader для преформированных дуг осно­вывается на трехфокусном эллипсе, имеет небольшое закругление в облас­ти премоляров, в отличие от катенарной кривой, и сужается по мере движе­ния кзади. В — дуга, изготовленная по кривой Brader, лучше подходит для вторых моляров, чем катенарная кривая (ср. с рис. 12-46).

Преформированные дуги, выполненные по средней дуговой форме Brader, доступны в ограниченном диапазоне размеров, что снижает объем необходимой индивидуализации. Однако, как и ка­тенарная кривая, дуговая форма Brader представляет собой что на­зывается дуговую форму среднего охвата, которая требует некото­рого изменения при отклонениях в сторону сужения или более ква­дратной формы. Недавно некоторые производители стали предла­гать готовые проволочные дуги, варианты дуги Brader, утверждая, что эти дуги больше подходят для расширительной терапии, чем ду­ги обычной формы²³; но все же доказательств этого пока не было представлено.

Важно помнить, что прописи брекетов для техники «прямой ду­ги» не имеют никакого отношения к форме зубного ряда, которая определяется формой дуги, соединяющей брекеты.

Форма дуги особенно важна на заключительных стадиях лече­ния, когда используются жесткие прямоугольные дуги. Преформи­рованные дуги часто обозначаются в каталогах как «шаблоны дуг», и это подходящее название, так как оно указывает на необходи­мость индивидуализации формы дуги в отдельных случаях.

Литература

1. Angle EH: The latest and best in orthodontic mechanisms, Dent Cosmos 70:1143-1158, 1928.

2. Begg PR, Kesling PC: Begg orthodontic theory and technique, ed 3, Philadelphia, 1977, WB. Saunders.

3. Zuriarrain JL, Echeverria JE, del Valle J, Thompson WJ: Our experience in combining mechanics, Am J Orthod Dentofac Orthop 110:575—589, 1996.

4. Kesling PC, Rocke RT, Kesling CK: Treatment with Tip—Edge brackets and dif­ferential tooth movement, Am J Orthod Dentofac Orthop 99:387-401, 1991.

5. Andrews LF: Straight wire: the concept and appliance, San Diego, 1989, LA Wells.

6. Berger JL: The SPEED appliance: a 14-year update on this unique self-ligating orthodontic mechanism, Am J Orthod Dentofac Orthop 105:217—223, 1994.

7. Pizzoni L, Revnholt G, Meisen B: Frictional forces related to self-ligating brackets, Eur J Orthod 20:283-291, 1998.

8. Creekmore T: Lingual orthodontics—its renaissance, Am J Orthod Dentofac Orthop 96:120-137, 1989.

9. Powers JM, Kim HB, Turner DS: Orthodontic adhesives and bond strength testing, Sem Orthod 3:147-156, 1997.

10. Stirrups DR: A comparative trial of a glass ionomer and a zinc phosphate cement for securing orthodontic bands, Brit J Orthod 18:15—20, 1991.

11. Olsen ME, Bishara SE, Boyer DB et al: Effect of varying etching times on the bond strength of ceramic brackets, Am J Orthod Dentofac Orthop 109:403-409, 1996.

12. Artun J, Bergland S: Clinical trials with crystal growth conditioning as an alter­native to acid-etch enamel pretreatment, Am J Orthod 85:333—340, 1984.

13. Banks PA, Burn A, O'Brien K: A clinical evaluation of the effectiveness of including fluoride into an orthodontic bonding adhesive, Eur J Orthod 19:391-396, 1997.

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

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

16. Bass JK, Fine H, Cisneros GJ: Nickel hypersensitivity in the orthodontic patient, Am J Orthod Dentofac Orthop 103: 280-285, 1993.

17. Flores DA, Caruso IM, Scott GE, Jeroudi MT: The fracture strength of ceram­ic brackets: a comparative study, Angle Orthod 60:269—276, 1990.

18. Holt MH, Nanda RS, Duncanson MG: Fracture resistance of ceramic brack­ets during arch wire torsion, Am J Orthod Dentofac Orthop 99:287-293, 1991.

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

20. Bishara SE, Fehr DE: Ceramic brackets: something old, something new, a review, Sem Orthod 3:177-188, 1997.

21.Dovgan JS, Walton RE, Bishara SE: Electrothermal debracketing: patient acceptance and the effects on the dental pulp, J Dent Res 69:300, 1990 (abst. 1531).

22. Joondeph DB, Riedel RA: Retention. In Graber TM, Vanarsdall RL (editors): Orthodontics: current principles and techniques, ed 3, St. Louis, Mosby, in press.

23. Braun S, Hnat WH, Fender WE, Legan HL: The form of the human dental arch, Angle Orthod 68:29-36, 1998.