BIOMECHANICAL CHARACTERISTICS OF ENDO-PERIODONTAL LESIONS OF SINGLE ROOT TEETH

Abstract


The state of extensive deformation of ‘tooth-parodont’ system has been explored considering the stage of the alveolar crest bone resorption and anatomical consequences of tooth depulpation. The research involving mathematical simulation in combination with the finite element analysis and Schleicher-Nadai theory has stated that removal of single-rooted teeth pulp caused by periodontal diseases does not increase the maximum allowable level of occlusal load in case of good bone mineralization. If it is necessary to remove the tooth pulp, one should strive either for periodontal tissue should not be substituted with fibrious tissue, or replaced with one third intra alveolar length. Biomechanical features imply a varied choice of methods and tooth filling materials used for filling root canals as well as revision of parodontogram rates in terms of periodont changes after pulp removal.

Full Text

Актуальность. Болезни пародонта являются ведущей стоматологической проблемой [1]. На сегодняшний день одним из дискутабельных вопросов является тактика врача при эндо-пародонтальных поражениях, являющихся результатом взаимосвязи воспалительных изменений пульпы и воспалительно-деструктивных изменений тканей пародонта [2, 3]. Ключевыми аспектами лечения эндо-пародонтальных комбинированных поражений являются эндодонтическое лечение, а также купирование воспаления и санация пародонтального кармана. Существует точка зрения, согласно которой после эндодонтического лечения в области верхушки корня зуба формируется плотная фиброзная ткань, которая более жестко «связывает» зуб с альвеолой [4]. Анализ публикаций позволяет сделать заключение, что к настоящему времени в стоматологии остается невыясненным вопрос о влиянии различных методов пломбирования корневых каналов на состояние пародонтального комплекса. Замещение части периодонтальной ткани фиброзной меняет механические свойства системы «зуб - пародонт», что необходимо учитывать при оценке риска перегрузки зубов. Возможности математического моделирования позволяют решать задачи прогноза функционального состояния биомеханических систем. Цель исследования: изучение особенностей биомеханического взаимодействия элементов системы «зуб - пародонт» в условиях различной резорбции костной ткани альвеолярного гребня и замещения части периодонта фиброзной тканью после эндодонтического лечения зуба. Материал и методы исследования. Основным методом исследования стало математическое моделирование. Для расчета напряженно-деформированного состояния биомеханической системы «зуб - пародонт» создана биомеханическая модель (рис. 1). Рис. 1. Биомеханическая модель «зуб - пародонт» и её конечно-элементная аппроксимация (сечение в вестибуло-оральном направлении): 1 - эмаль, 2 -дентин, 3 - периодонт, 4 - губчатая кость, 5 - кортикальная кость; I, II, III -уровни замещения периодонта фиброзной тканью Построены расчётные схемы для четырех степеней резорбции костной ткани (рис. 2). а) б) в) г) Рис. 2. Степени резорбции костной ткани: а) резорбция отсутствует; б) степень резорбции на 1/3 длины корня; в) степень резорбции на 1/2 длины корня; г) степень резорбции на 2/3 длины корня. Применение различных материалов и методов пломбирования корневых каналов зубов влияет на протяженность замещения периодонта фиброзной тканью [5]. Рассмотрены следующие уровни замещения периодонта: 0 - без замещения, I - на уровне апикальной части корня, II - на уровне 1/4 части длины корня от апикальной части, III - на уровне 1/3 части длины корня от апикальной части (рис. 1, 3). Механические свойства костных тканей в рассматриваемой модели, аппроксимированы набором констант теории упругости [6]. В работе использован предложенный Е.Н. Чумаченко и А.И. Воложиным (1999) прием гипотетического представления зависимости между упругими характеристиками губчатой кости и ее плотностью. Относительная минеральная плотность костной ткани принята за 1250 HU. Рис. 3. Виды замещения периодонта фиброзной тканью (черным цветом) после эндодонтического лечения. Жевательная нагрузка, прилагаемая через зуб к костной ткани, передается через периодонт на губчатую кость, охватываемую по контуру кортикальной костью. При этом предполагается, что в нижней части внешнего контура кортикальной кости не имеется каких-либо смещений, а на границах смежных подобластей отсутствуют относительные сдвиги. Форма контуров костных тканей, приведенная на рис. 1, является среднестатистической и получена путем обобщения известных данных о строении однокорневых зубов [7]. В исследовании применили вертикальную нагрузку от 1 кг/мм². Система позволяет проводить индивидуальные расчёты на основании данных рентгенологического исследования. Расчеты выполнялись с помощью вычислительного комплекса SPLEN K, разработанного фирмой КОММЕК Лтд. [4]. При расчете пластических зон применяется метод упругих решений А.А.Ильюшина [6]; для оценки прочности биомеханической конструкции - теория разрушения Шлейхера-Надаи [6]. Главным оцениваемым параметром для каждого рассматриваемого случая (сочетания степени резорбции и уровня замещения периодонта фиброзной тканью) была предельная распределенная (максимальная допустимая) нагрузка на зуб (q), превышение которой может привести к разрушению элементов системы «зуб - пародонт». Дополнительными оцениваемыми результатами были поля средних напряжений и поля интенсивности напряжений, по которым строилась вероятностная оценка параметров возможных разрушений в костной ткани. Полученные результаты и их обсуждение. Анализ напряжённо-деформированного состояния системы показал однотипную картину полей средних напряжений и интенсивности напряжений при различных степенях резорбции костной ткани. Зона максимальных значений интенсивности напряжений локализуется в губчатой кости в области вершины корня. Из всех шестнадцати расчётных схем наибольшую величину имели опасные растягивающие напряжения при замещении периодонта в апикальной части (I). Концентрировались они в зонах, прилегающих к периодонту в непосредственной близости от верхних краев замещенной фиброзной ткани (рис. 4). Рис. 4. Поля напряжений в сечении зуба после эндодонтического лечения а) поле средних напряжений; б) поле интенсивности напряжений Было установлено, что при физиологическом состоянии губчатой кости (отсутствие резорбции, относительная минеральная плотность 1250 HU) максимально допустимая нагрузка на зуб с живой пульпой и эндодонтически леченный зуб без замещения периодонта фиброзной тканью может достигать 13 кг/мм2. При аналогичных характеристиках костной ткани максимально допустимая нагрузка на эндодонтически леченный зуб с первым уровнем замещения периодонта фиброзными тканями резко падает до 8,8 кг/мм2; со вторым уровнем замещения она возрастает до 11 кг/мм2, а при третьем - до 12 кг/мм2 (табл. 1). Таблица 1. Максимально допустимая нагрузка на зуб (относительная плотность костной ткани 1250 HU) Состояние зуба Состояние периодонта Максимально допустимая нагрузка, q, кг/мм отсутствие резорбции костной ткани резорбция пародонта на 2/3 длины корня интактный интактный 13,0 кг/мм 9,4 кг/мм состояние после эндодонтического лечения интактный 13,0 кг/мм 9,4 кг/мм периодонт замещен фиброзной тканью в области апикальной части корня (I) 8,8 кг/мм 5,5 кг/мм периодонт замещен фиброзной тканью на 1/4 длины корня (II) 11,0 кг/мм 6,9 кг/мм периодонт замещен фиброзной тканью на 1/3 длины корня (III) 12,0 кг/мм 8,8 кг/мм Из приведённых в табл. 1 данных следует, что эндодонтическое лечение однокорневых зубов с интактным пародонтом и незначительным замещением периодонта фиброзной тканью в апикальной части (I) приводит к снижению выносливости к нагрузке на 32,3%, а с замещением на 1/3 (III) - только на 10% по сравнению с зубами с интактной пульпой. Таким образом, эндодонтическое лечение однокорневых зубов, имеющих резорбцию пародонта около 2/3 длины корня, и незначительным замещением периодонта фиброзной тканью в апикальной части (I) приводит к снижению выносливости к нагрузке на 41,5%, а с замещением на 1/3 (III)- только на 3,3% по сравнению с зубами с интактной пульпой. Установлено, что при относительной плотности губчатой кости 1250 HU наилучшими характеристиками прочности обладают системы «зуб с интактной пульпой - пародонт» и «зуб после эндодонтического лечения без замещения периодонта фиброзной тканью - пародонт», независимо от степени резорбции губчатой кости. Наименьший запас прочности определяется у зубов после эндодонтического лечения при замещении периодонта в апикальной части (I) (рис. 5). Pис. 5. Предельно допустимые нагрузки на однокорневой зуб q (кг/мм2) для различных состояний резорбции костной ткани пациента в зависимости от последующего замещения периодонта фиброзной тканью. Чёрная линия - отсутствие резорбции, зелёная - резорбция на 1/3, синяя - резорбция на 1/2, красная линия - резорбция на 2/3. Уровни замещения периодонта - 0 (периодонт сохранён), I (замещение апикальной части), II (замещение на 1/4), III (замещение на 1/3). Результаты биомеханических исследований показали, что эндодонтическое лечение однокорневых зубов при хорошей минерализации костной ткани не приводит к повышению порога максимально допустимых нагрузок на комплекс «зуб - пародонт». Данный порог одинаков у зубов с интактной пульпой и депульпированных зубов, у которых в результате энодонтического лечения не произошло замещения периодонта фиброзной тканью. В случае возникновения необходимости удаления пульпы зуба по причине осложнений кариеса, деформаций зубных рядов, стойкой гиперестезии или включения зуба в штифтово-балочную шину следует учитывать: к каким изменениям периодонта это приведёт. Возможным последствием эндодонтического лечения является замещение периодонта фиброзной тканью, не выполняющей ряд свойственных ему функций. Задачами врача являются прогноз данных изменений в зависимости от метода и материалов для пломбирования корневых каналов. Следует избегать методов, приводящих к формированию фиброзной ткани на небольшом участке апикальной части корня. Аналогичная закономерность справедлива для всех рассмотренных степеней исходной резорбции пародонта. Предпочтение нужно отдавать материалам, которые либо вообще не вызывают замещения периодонта фиброзной тканью, либо вызывают такое замещение минимум на 1/3 длины корня. Последнее наиболее актуально при резорбции пародонта более чем на 1/2 длины корня, что соответствует пародонтиту тяжёлой степени. Выводы. На основании результатов данного исследования возможно внесение поправок в коэффициенты одонтопародонтограммы в зависимости от того, проводилось ли эндодонтическое лечение и каковы его последствия для периодонта. Изменения выносливости комплекса «зуб - пародонт» к нагрузке при этом составляют от 3,3% до 41,5%. Это существенно влияет на выбор методов устранения функциональной перегрузки пародонта. Так, при замещении периодонта депульпированных зубов фиброзной тканью менее чем на 1/4 длины корня, изменяются правила определения количества зубов, включаемых в шину, в сторону увеличения их количества.

About the authors

V R Shashmurina

Smolensk state medical university


L I Devlikanova

Smolensk state medical university


E N Chumachenko

Smolensk state medical university


References

  1. Лебеденко И.Ю., Каливраджиян Э.С. Ортопедическая стоматология: учебник. М.: ГЭОТАР - Медиа; 2012. 640 с.
  2. Галеева З.Р. Морфофункциональные и этиопатогенетические связи при патологии эндодонта и пародонта / Галеева З.Р. // Эндодонтия today. 2012, 2: 3-7.
  3. Максимова О.П. Две стороны эндодонтии / Максимова О.П. // Клиническая стоматология. 2012, 1: 32-34.
  4. Чумаченко Е.Н., Шашмурина В.Р., Девликанова Л.И., Логашина И.В. Прогнозирование состояния зубочелюстной биомеханической системы до и после различных видов депульпирования. В кн.: Труды Второй международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине». М.: Изд. Санкт-Петербургского Политехнического университета; 2011; Т.1: 277-275.
  5. Барер Г.М. Реакция тканей пародонта на пломбирование в эксперименте дефекта корня зуба различными материалами / Барер Г.М., Воложин А.И., Бойков М.И. // Стоматология. 2007; 1: 17-14.
  6. Галеева З.Р. Значение плотности дентинных канальцев в патоморфогенезе эндо-пародонтальных поражений / Галеева З.Р., Мухамеджанова Л.Р. // Эндодонтия Today. 2012. № 3. С. 28-32.
  7. Дмитриенко С.В., Краюшкин А.И., Сапин М.Р. Анатомия зубов человека М.: Медицинская книга; Н.Новгород: Изд-во НГМА; 2000: 196.

Statistics

Views

Abstract - 11

PDF (Russian) - 5

Article Metrics

Metrics Loading ...

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies