Оценка предельно допустимых нагрузок на имплантат

Аннотация

В имплантологической практике объединение в несъемные ортопедические конструкции естественных зубов с внутрикостными имплантатами ставит ряд задач, от решения которых зависит успех лечения. Но такое соединение повышает риск возникновения осложнений у пациентов, так как анатомические особенности строения пародонта естественных зубов и тканей, окружающих остеоинтегрированные имплантаты, определяют их реакцию на функциональные нагрузки. В данной работе оценена роль ортопедического лечения в общем комплексе лечебно-профилактических мероприятий по предупреждению развития осложнений при протезировании с опорой на имплантаты, рассмотрена оценка предельно допустимых нагрузок на имплантат, прогнозирования эффективности замковых креплений на имплантатах. Впервые с помощью клинико- функциональных и математических методов исследования научно обоснован выбор ортопедического метода лечения дефектов зубных рядов с опорой на дентальные имплантаты в зависимости от оценки эффективности замкового крепления (аттачменов) зубных протезов на естественных зубах и имплантатах. Окклюзионная нагрузка на внутрикостный имплантат зависит от ряда факторов: от количества и локализации имплантатов и естественных зубов, способов фиксации протезов на имплантатах, длины промежуточной части, характера окклюзионных контактов при жевании, состояния антагонистов и др. В настоящее время для определения величин окклюзионных нагрузок в зонах опор протеза на имплантатах используется математическое моделирование. Установлена предельно допустимая нагрузка, которую может выдержать кость, окружающая имплантат в зависимости от формы и материала имплантата, состояния компактного и губчатого вещества и др. факторов. Цель исследования: усовершенствовать методику оценки предельно допустимых нагрузок на имплантант зубных протезов на естественных зубах и имплантатах, обоснование и выбор протезных конструкций с опорой на имплантаты в зависимости от состояния антагонистов. Материалы и методы исследования: Для моделирования деформаций тканей протезного ложа и перемещения протеза применялись методы и подходы теории упругости. Поскольку заранее неизвестно, какие точки протеза и слизистой оболочки будут находится в контакте после приложения нагрузки и это определяется только в процессе решения, то в общем случае использование контактных граничных условий приводит к тому, что задача определения напряженно-деформированного состояния становится нелинейной. Для численного решения задачи нами использовался метод конечных элементов. Решения задач были представлены в виде цветных диаграмм, отображающих перемещения протеза и тканей протезного ложа, моменты 154 сопротивления и величину упругих напряжений. Результаты и их обсуждение При решении проблемы о проектировании протезной конструкции, оптимально распределяющей нагрузку между опорными тканями, важное значение имеет научно обоснованное назначение нагрузок на имплантаты. Оценка предельно допустимых нагрузок на имплантат может быть проведена методами математического моделирования на основе данных о предельно допустимых напряжениях, возникающих в костных тканях. Физико - механические характеристики материалов, используемые при численном анализе в рамках настоящей работы, приведены в таблице 1. Таблица 1 ____________ 1. Физико-механические характеристики материалов _______ Материал, Модуль Коэффициент Предел объект упругости Е, Пуассона V прочности Ст, исследования [МПа] ГМПа! Титан 1.12х105 0.32 345 Этакрил-02 2.6хЮ2 0.25 70 Кортикальный 2.0x10 0.3 45 4 слой кости Спонгиозное 5.0х103 0.3 15 вещество кости Зубная эмаль 8.0х10 0.33 70 4 Периодонт 1.0 0.45 - Методами математического моделирования были определены максимально допустимые нагрузки, которые могут быть переданы через имплантат на костную ткань без риска повреждения последней. Исследования основывались на численном определении с помощью конечно -элементной модели напряжений, возникающих в костных тканях и последующем сопоставлении найденных напряжений с допустимыми напряжениями. Для численного анализа выделялся локальный участок челюсти содержащий интегрированный в нее внутрикостный имплантат. При расчетах во внимание принималась неоднородность костной ткани по глубине погружения имплантата. Численная оценка величины предельно допустимой нагрузки зависит от способа нагружения имплантата. Воздействие, передающееся со стороны протеза на имплантат, в общем случае можно описать с помощью 6 обобщенных силовых факторов. К ним следует отнести: горизонтальные усилия - Г , вертикальное х усилие - изгибающие моменты - М , М и вращательный (выкручивающий) момент х — М . Следует отметить, что воздействие шестого силового фактора - кр вращательного момента, как правило, не принимается во внимание в силу 155 конструктивных особенностей протезных конструкций. Обобщенные факторы удобно задавать в глобальной правосторонней декартовой системе координат (X У 7Л). В качестве глобальной системы координат удобно выбрать систему, связанную с сагитальной и трансверсальной плоскостями лицево