Особенности перестройки костной ткани альвеолярного отростка при перемещении зуба

В основе перемещения зубов лежит перестройка костной ткани альвеолярного отростка при приложении к зубу нагрузки определенной величины и длительности действия.

Альвеолярная кость претерпевает морфологическую и гистологическую трансформацию как от физиологических (жевательных) нагрузок, так и создаваемых ортодонтическими устройствами.

Механизм происходящих процессов

Перестройка костной ткани под действием нагрузки состоит в двух разнонаправленных процессах – резорбции (рассасывании) старой и образования новой кости.

За эти процессы отвечают специальные костные клетки – остеокласты и остеобласты. Первые обеспечивают резорбцию кости, вторые – регенерацию.

Рассасывание происходит в костных участках, находящихся под сжатием, образование новой кости – в местах растяжения. В результате зуб мигрирует в сторону зоны компрессии, то есть в том направлении, в котором прилагается сила.

Физиологическая миграция происходит медленно и незаметно в течение всей жизни человека, и является естественным приспособлением костного органа к изменению условий его эксплуатации. Различают два основных вида естественной миграции (дрейфа) зубов – апроксимальный и окклюзионный.

Перестройка альвеолярной кости под действием ортодонтических нагрузок происходит относительно быстро, в течение нескольких месяцев или лет. Виды принудительного перемещения отдельных зубов и сегментов разнообразны и обуславливаются клинической картиной.

Апроксимальный дрейф

Несмотря на кажущуюся неподвижность, при жевании соседние элементы смещаются друг относительно друга на сотые доли миллиметра. Это происходит благодаря амортизационным свойствам периодонта – тонкого слоя тканей, окружающих ту часть зуба, которая погружена в десну.

Периодонт в значительном объеме состоит из коллагеновых волокон, которые воспринимают жевательную нагрузку, смягчают ее благодаря амортизации и равномерно распределяют на стенки альвеолярной лунки.

При взаимном смещении происходит постепенное истирание их апроксимальных (боковых) поверхностей в зоне контакта. Но соприкосновение между ними не исчезает благодаря перестройке кости альвеолярных стенок и незаметному движению всех зубов мезиально, вперед по альвеолярному гребню.

Перемещающую силу в данном случае создает горизонтальная составляющая жевательной нагрузки, которая всегда направлена вперед.

Перестройки костных стенок альвеолы при апроксимальном дрейфе происходит по обычному механизму. Горизонтальная жевательная нагрузка создает компрессию в мезиальной области альвеолярной лунки и периодонте, что приводит к частичной резорбции костной стенки.

В то же время в дистальной зоне, подвергающейся растяжению, происходит наращивание костной ткани. В результате элемент смещается вперед.

Окклюзионный дрейф

Одновременно с апроксимальной миграцией, зубы подвергаются окклюзионному дрейфу – незаметному выдвижению вверх (нижнечелюстные) и вниз (верхнечелюстные). Причиной этой физиологической миграции является истирание по окклюзионным поверхностям, приводящее к снижению вертикальной нагрузки.

Если бы окклюзионный дрейф отсутствовал, зубы со временем потеряли бы контакт со своими антагонистами. Чтобы компенсировать окклюзионное истирание, они вынуждены выдвигаться из альвеолярных лунок. Это происходит за счет отложения цемента в апикальной области корней и перестройки костной ткани по всей высоте альвеолярных стенок.

Ортодонтическое смещение

Ортодонтическое смещение представляет собой перемещение проблемных единиц специальными аппаратами с целью исправления их аномального положения. То есть по своей сути это процесс лечения аномалии.

Ортодонтическое перемещение происходит относительно быстро, со средней скоростью около 1 мм в месяц. Оно вызывается приложением к зубу определенной по величине, направлению и времени действия силы.

О том, что зубы могут перемещаться по действием приложенной к ним силы, стало известно еще в 18 веке. Однако механизм перемещения был окончательно установлен только в первой половине двадцатого столетия.

Была определена и роль в этом процессе остеобластов и остеокластов. Результатом приложения нагрузки является смещение альвеолярной лунки вместе с проблемной единицей в сторону приложения силы. Толщина периодонта при этом изменяется незначительно.

Чтобы альвеолярная кость начала перестраиваться и зуб смещаться, нагрузка должна отвечать следующим условиям:

• Достигать определенной величины. Базовым параметром, по отношению к которому рассматривается величина перемещающих сил, является давление, при котором прекращается микроциркуляция крови в пародонте.

  Многочисленные опыты показали, что сила давления, которая вызывает перемещение зуба и одновременно не нарушает микроциркуляцию крови составляет 15-20 г/см².

  Однако при определенных условиях давление коррекции может превышать это значение, не приводя к серьезным негативным последствиям для единицы и окружающих ее тканей. Повышая давление свыше 20 г/см², можно ускорить процесс лечения.

• Длиться определенное время (не менее 6-7 часов в сутки).
• Иметь постоянное направление.

По своему характеру перемещение зуба может быть следующих видов:

• Корпусным. Перемещение коронки и корня происходит на одно и то же расстояние. Согласно исследованиям Райтена для корпусного перемещения однокорневого зуба требуется усилие 70-90 г, для многокорневого – 150 г.
• Наклонно-вращательным. Совмещение поступательного и вращательного движения. Требует 50-70 г для перемещения резцов, 150 г – для жевательных единиц.
• Ротационным. Вращение вокруг продольной оси.
• Вертикальным. Зубоальвеолярное удлинение или укорочение (экструзия и интрузия). Первое требует усилия 25 г, второе – 50 г. Хотя в отношении величин сил при вертикальном перемещении существует различие мнений.

Ортодонтические аппараты создают два вида сил – постоянные и перемежающиеся. Первые относительно постоянны по своей величине, хотя в действительности постепенно ослабевают из-за потери силовыми элементами своей первоначальной упругости. Такого вида силы создают брекетные дуги, эластичные тяги, пружины.

Перемежающаяся сила характеризуется большим значением в начале и быстрым уменьшением из-за смещения элемента. Механизмы, создающие перемежающую силу, требуют частой активации. К ним относятся винты, проволочные лигатуры, брекетные замочки с функцией активного лигирования.

На быстроту перестройки костей и скорость перемещения зубов влияют не только параметры прилагаемой силы, но и состав костной ткани.

Детская кость, содержащая много остеобластов и остеокластов и находящаяся в стадии формирования, перестраивается легко и быстро.

Коррекция аномалий у взрослых, имеющих полностью сформировавшиеся костные ткани, проходит значительно труднее и медленнее. Однако перестройка кости альвеолярного отростка, хотя и с разной интенсивностью, происходит в любом возрасте.

Биологическая функция периодонта

Толщина периодонта незначительна – всего 0,20-0,25 мм. Однако он выполняет функции, которые чрезвычайно важны для состояния и правильной работы зуба:

• Удерживает единицу в альвеолярной лунке.
• Воспринимает и равномерно распределяет жевательную нагрузку на стенки альвеолы.

  Эластичные коллагеновые волокна, прикрепленные одним концом к цементу зуба, другим – к стенке альвеолярной лунки, смягчают жевательную нагрузку, равномерно распределяют ее по всей альвеоле, не допускают перегрузки костных тканей и периодонта.

• Обеспечивает питание и обновление зуба.
• Защищает его ткани от патогенных микроорганизмов, реализуя иммунную реакцию организма в ответ на инфицирование.
• Благодаря наличию механических рецепторов обеспечивает сенсорную адаптацию к нагрузке.

Все функции периодонта важны, но для ортодонтии наибольшую важность представляет распределительно-регулирующая – восприятие нагрузки и передача ее на ткани альвеолярного отростка.

Жевательная нагрузка состоит из вертикальной и горизонтальной составляющих. Связочный аппарат – периодонт и альвеолярная лунка – хорошо адаптирован к вертикальной нагрузке, легко переносит ее, даже если она на короткое время значительно превышает усилие, на которое рассчитан периодонт.

И только при длительно действующей аномально высокой нагрузке предел выносливости периодонта может быть превышен, и в нем начаться негативные изменения, приводящие к разрушению связки и шаткости зуба.

Постоянная горизонтальная нагрузка, особенно осложненная парафункциями, значительно опасней вертикальной. Она приводит к ретракции (опусканию) десны, оголению шейки зуба, ее сужению.

Опасны для состояния связочного аппарата и аномалии. Они способны создать нагрузку на периодонт, во много раз превышающую нормальную или изменить ее характер ― из безопасной вертикальной сделать работающей по принципу рычага.

Взаимосвязь используемых сил и морфологических изменений

Итак, усилие, создаваемое ортодонтическим аппаратом, приводит к перестройке альвеолярного отростка. Различают 4 степени изменений в зависимости от величины прилагаемых сил:

• I степень. Нарушение кровообращения в периодонте отсутствует, рассасывание и образование костной ткани альвеолы сбалансировано, устойчивость единицы не нарушена. Эта степень соответствует прилагаемому давлению 15-20 г/см².
• II степень. В некоторых областях периодонта кровообращение нарушается из-за того, что компрессия превышает давление крови в сосудах.

  Однако эти области незначительны, и компенсируются нормальным кровообращением в соседних областях, из-за чего перестройка костной ткани проходит нормально, и связка зуба не подвергается функциональным изменениям. Вторая степень вызывается давлением 20-26 г/см².

• III степень. Микроциркуляция крови нарушается в значительных областях периодонта, что приводит к остаточным морфологическим дефектам в виде незначительного рассасывания корня.

  Несмотря на это, функциональность зуба практически не нарушается. Такая степень изменений может происходить при умеренном превышении давления выше 26 г/см².

• IV степень. Характеризуется масштабным нарушением циркуляции крови в периодонте, некрозом тканей в зоне компрессии, лакунарным (в виде углублений) рассасыванием корней, срастанием (анкилозом) их с костью альвеолы.

  Из-за потери амортизационных свойств периодонта значительно нарушается функциональность зуба. Такие изменения происходят при усилиях, надолго останавливающих микроциркуляцию крови в периодонте.

По результатам практики рекомендуется использовать постоянные усилия, вызывающие 2-ю степень изменений, или перемежающиеся силы, приводящие к 3-ей степени трансформации.

Последнее объясняется тем, что перемежающиеся силы в своем максимальном значении действуют короткое время, и неспособны привести к негативным последствиям в периодонте и тканях альвеолы.

Преобразования при расширении верхней челюсти

Верхняя челюсть человека имеет срединный шов, который полностью срастается только после 20-25-ти лет.

Для расширения челюсти используют ортодонтические аппараты, представляющие собой пластину, состоящую из двух половинок и винта, который их раздвигает. Половинки упираются в боковые зубы или, в дополнение к ним, еще и в альвеолярный гребень.

Это зависит от конструкции аппарата. Расширение аппарата и, соответственно, челюсти, происходит при вращении (активации) винта.

Коррекция суженных челюстей у детей и подростков с несросшимся срединным нёбным швом проходит без особых проблем. Челюсть расширяется за счет увеличения зазора в срединном шве.

Достигнув нужного расширения, активацию винта прекращают, и аппарат носится в качестве ретенционного еще не менее полугода. За это время срединный шов зарастает костной тканью, фиксируя достигнутое расширение.

У взрослых с окостеневшим швом расширение проходит труднее, поскольку вначале требуется разорвать шов. Иногда возникает необходимость в хирургическом вмешательстве.

После разрыва шва расширение происходит по той же схеме, что и у детей, с помощью периодической активации винта. В процессе лечения и ретенции образовавшийся зазор в срединном шве постепенно зарастает новой костной тканью.

В видео смотрите процесс скелетного расширения верхней челюсти.

Трансформация ВНЧС при коррекции НЧ

Особенность перестройки ВНЧС при ортодонтическом лечении состоит в необходимости более длительной ретенции, чем при смещении зубов. Это объясняется особой структурой твердых и мягких тканей височно-нижнечелюстного сустава.

Сам механизм перестройки тканей не отличается от трансформаций в зубоальвеолярном отростке. Усилие коррекции прикладывают к нижней челюсти. В частности, для перемещения ее вперед используют эластичную тягу.

При этом в области сжатия (передняя поверхность мыщелка и контактирующая с ней поверхность сустава) происходит рассасывание костной ткани, а в зоне растяжения (задняя часть сустава) – образование молодой кости. Таким образом, суставная впадина смещается вперед, что приводит к выдвижению нижней челюсти.

Выводы

При коррекции зубочелюстных аномалий должна быть точно определена необходимая величина корректирующей силы, ее характер (постоянная или перемежающаяся), место приложения, продолжительность действия.

Но только этим ограничиваться нельзя. На скорость и качество перестройки костной ткани влияют не только параметры создаваемой аппаратом силы.

Большое значение имеет возраст пациентов, структура его костной ткани, состояние пародонта, наличие или отсутствие системных болезней, могущих влиять на остеогенез.

Все это должно учитываться при составлении плана лечения и выборе ортодонтического аппарата.

Частые вопросы

Какие особенности перестройки костной ткани происходят при перемещении зуба?

При перемещении зуба происходит ремоделирование костной ткани альвеолярного отростка, которое включает резорбцию на стороне давления и аппозицию на стороне растяжения.

Какие факторы влияют на процесс перестройки костной ткани при перемещении зуба?

Процесс перестройки костной ткани при перемещении зуба зависит от механической нагрузки, скорости перемещения, возраста пациента, гормонального фона и общего состояния здоровья.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Важно осознать, что перемещение зуба может привести к изменениям в костной ткани альвеолярного отростка. Поэтому перед началом лечения следует провести комплексное обследование и оценку состояния костной ткани.

СОВЕТ №2

При перемещении зуба необходимо учитывать индивидуальные особенности пациента, такие как возраст, общее состояние здоровья, степень резорбции костной ткани и другие факторы, которые могут повлиять на процесс перестройки костной ткани.

СОВЕТ №3

Важно обратить внимание на возможные осложнения, связанные с перестройкой костной ткани при перемещении зуба, и разработать индивидуальный план лечения с учетом этих рисков.