facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Page translation
 

СНИЖЕНИЕ РИСКА РАЗВИТИЯ ДИСКРЕТНО-ВОЛНОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ЭМАЛИ ЗУБА

СНИЖЕНИЕ РИСКА РАЗВИТИЯ ДИСКРЕТНО-ВОЛНОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ЭМАЛИ ЗУБА
Bugorkov Igor, doctor of medicine, associate professor

Irina Bugorkova, associate professor, candidate of medicine, associate professor

Donetsk National Medical University named after M. Gorky, Ukraine

Ekaterina Pavlenko , student

Shupyk National Medical Academy of Postgraduate Education, Ukraine

Conference participant

УДК 616-006.311.03-053.2.617.52

Работа посвящена разработке гипотезы моделирования дискретно-волновых деформаций в неоднородных структурах зуба, позволяющей выявить закономерности развития микротрещин и трещин эмали зуба с целью разработки лечебно-профилактической программы.

Ключевые слова: трещины эмали, деформирование.

The work is dedicated to the development of hypothesis modeling discrete-wave deformation in inhomogeneous structures of the tooth, which allows to identify patterns of micro-cracks and fissures of the tooth enamel to develop prevention and treatment programs.

Keywords: cracked enamel deformation.

Практика показывает, что если зубы реагируют на механические, температурные или химические воздействия, после санации полости рта, то, возможно, первопричина кроется в невидимых микротрещинах на поверхности эмали зуба. Однозначного ответа о природе и механизмах их появления медицинская наука пока дать не может, и соответственно разрабатываются различные методы диагностики и лечения, что вызывает большой интерес, как у исследователей, так и у клиницистов.

Цель данного исследования: Моделирование дискретно-волновых деформаций, в неоднородных структурах зуба, выявить закономерность развития микротрещин и трещин эмали зуба и разработать лечебную программу при данной патологии.

Материалы и методы: метод системного подхода использовался для проведения количественного и качественного анализа, выявления существующих проблем в организации стоматологической помощи населению;

  • - клинические методы обследования для постановки диагноза;
  • - дополнительно проводилось рентгенологическое обследование;
  • - статистический метод применялся для определения уровня заболеваемости и показателей деятельности стоматологической помощи населению.

Обработка данных проводилась методами вариационной статистики с использованием стандартного офисного пакета MS Excel.

Результаты исследования и их обсуждение.

Исследования зубов с дискретно-волновыми деформациями оценивали по результатам клинических осмотров 112 пациентов, у которых достоверно были выявлены макро и микро трещины, по средствам макросъемки и интраоральных исследований в различных вариантах преломления цвета.

Мы оценивали распространенность и интенсивность дискретно- волновых деформаций, определяли прирост макро и микро трещин,по данным повторных осмотров через полгода и год с фиксацией цифровых изображений и их компьютерного анализа с архивацией полученных данных (рис 1).

С точки зрения физики твердого тела, зуб человека представляет собой сложную неоднородную структуру, с различными физико-механическими характеристиками.Твёрдость зубной эмали определяется содержанием в ней кристаллов гидроксиапатита (до 75,04 %) и карбонатапатита (12,06 %), и т.д.,твёрдость достигает 391,6 кг/мм².

Рис. 1. Макродефекты зубной эмали.

 

Гидроксиапатиты очень восприимчивы к кислотам и начинают заметно разрушаться при снижении pH < 4,5 и более. (pH слюны 5,6 - 7,6). При снижении биохимических показателей pH слюны, в группах наблюдений, выявлена закономерность, увеличение длины дефекта. Из приведенной таблицы видно, что при показателях pH слюны в одних и тех же группах максимальные значения отличаются с достоверной разницей 1,6 раза, втабл. 1.

Табл. 1.

Часть обследованных с дискретно-волновыми деформациями при снижении pH

Возрастная группа

Из числа обследованных с ДВД

Число наблюдений

pH слюны 4,5

 

pH слюны 4,0

 

pH слюны 3,5

 

pH < 3,0

35–44 лет

37

 

 

 

 

от 1 до 2 мм

14

6

4

3

1

от 2 до 3 мм

13

5

5

2

2

от 3 до 4 мм и более

10

2

2

2

4

45–54 лет

36

 

 

 

 

от 1 до 2 мм

11

4

3

2

2

от 2 до 3 мм

12

2

2

4

4

от 3 до 4 мм и более

13

2

3

3

5

55-65 и старше

39

 

 

 

 

от 1 до 2 мм

11

2

3

3

3

от 2 до 3 мм

13

3

2

4

4

от 3 до 4 мм и более

15

3

3

4

5

Между стенками призм существует напряжение, которое и удерживает целостность зубной эмали при механической нагрузке. Межпризменное вещество эмали также состоит из кристаллов, как и призма, но они отличаются своей ориентацией. Однако даже в пределах одной из этих составляющих, можно говорить о структурной неоднородности, а значит, следует ожидать и изменения физико-механических характеристик эмали зуба при нагрузке.

На образование микротрещин влияют термодинамические изменения, дискретно-волновые деформации начинаются тогда, когда площадь дефекта начинает расти и со временем под влиянием различных факторов прогрессируют и достигают максимальных значений. Согласно молекулярно-кинетической теории, когда один из параметров, определяющий напряжение (состояние деформируемого тела) достигает предельного значения, тогда на поверхности эмали зарождается процесс трещинообразования, который в свою очередь вызывает гиперестезию, и соответственно запускается механизм выработки заместительного дентина. Данный механизм приводят к нарушению сбалансированной системы, и увеличению длины или площади дискретно-волновых деформаций.

Проведенные клинические обследования, засвидетельствовали, что более 21% пациентов, из числа осмотренных, имели дискретно-волновые деформации (трещины эмали) различных размеров. Установлено, что порядка 17,3 % из числа лиц, у которых выявлены дискретно-волновые деформации, отметили, что трещины зубной эмали они получили при травмах (в настоящей работе не уточнялась природа травматического воздействия). Полученные данные приведены в табл. 2.

Табл. 2.

Часть обследованных с дискретно-волновыми деформациями, %

Возрастная группа

Из числа обследованных с ДВД

не имели

имели

до 1 мм

 

имели

от 1до 2 мм

 

имели

от 2до 3 мм

 

имели

от 3до 4 мм

и более

35–44 лет

86,3

5,4

3,8

2,6

1,9

45–54 лет

79,8

4,8

3,7

5,8

5,9

55-65 и старше

68,5

2,6

6,3

7,2

15,4

Всего

78,2

4,2

4,6

5,2

7,7

Из представленной таблицы следует, что с увеличением возрастного ценза в исследуемых подгруппах у пациентов с дискретно-волновыми деформациями, происходит увеличение длины дефектов, так подгруппе 55-65 лет и старше при длине дефекта 3-4 мм, отмечен максимальный показатель 15,4% в сравнении с подгруппой 35–44 лет, где этот показатель составил 1,9%. Такие данные, можно объяснить гидродинамическими процессами.

Для изучения механизма образования трещин была разработана и проведена экспериментальная часть работы, заключающаяся в исследовании особенностей деформирования свежеудаленных зубов. В экспериментальной части работы важным аспектом медицинской механики являлось описание контактных границ, для моделирования процессов разрушения эмали и целостности зуба. Мы использовали модели линейно-упругой среды и упругопластической с условиями пластичности сред (математические расчеты были представлены авторами в предыдущих работах).

В процессе функционирования зуб испытывает как внешние, так и внутренние нагрузки. Моделировались механические нагрузки на ось зуба в диапазоне от 50 до 450 кг/мм2. На рис. 2 приведен фрагмент исследования зуба на одноосное сжатие в циклическом режиме.

Рис. 2. Исследование зуба на одноосное сжатие в циклическом режиме.

Испытание на одноосное сжатие было проведено на 53 образцах (размеры ~ 2х2х0,65мм3, отношение d/h =4,3). Испытания прекращали, когда на кривой наблюдался перелом. Изгибаясь по длине образца, они были во всех случаях ориентированы примерно под углом 450 к плоскости сжатия. Аттестация образцов эмали до и после сжатия показала, что после испытания они содержали большое количество трещин, но, несмотря на это распада образцов на части, как правило, не происходило, хотя в некоторых случаях от них отделялись довольно крупные фрагменты. Изгиб на деформационной кривой соответствовал зарождению в образце - линии перелома.

Рис. 3   Деформационная кривая при сжатии образцов

Типичная деформационная кривая сжатия для образцов из эмали приведена на рис. 3. Поэтому для эмали можно рассчитать, только предел прочности, соответствующий максимальному напряжению в процессе испытания, σв=538±87МПа и полную деформацию ε=11,2±1,0%. По наклону касательной к верхней части кривой, был рассчитан тангенс (6,80±1,38ГПа). Следовательно, можно сделать вывод, что образцы из эмали могут деформироваться, как упруго, так и в режиме пластической деформации. По величине упругой деформации был рассчитан предел упругости σупр=362±63МПа. Поэтому деформации и разрушения характеризуются не предельными напряжениями, а скоростью деформации, скоростью разрушения и временем до разрушения. При этом показатели надёжности могут быть представлены функциями физических характеристик, а также функциями скорости их изменения в зависимости от различных факторов.


Рис. 4. Макротрещина коронковой части зуба.

Рис. 5. Макротрещина коронковой части зуба.

После испытаний на циклическое нагружение (с использованием лабораторного пресса ЛП-03м) образцы всех групп зубов были подвергнуты механической нагрузке в диапазоне от 200 до 1000 кг/мм², в результате чего получены макродефекты рис.4-5.

Дискретно-волновые деформации, приводящие к образованию трещин, протекали в направлении от истонченной части эмали к режущему краю и жевательной поверхности зуба, где толщина эмали достигает максимальных значений. Решение системы матричных уравнений в среде MathCAD позволило получить следующие параметры, где максимальное образование микротрещин зафиксировано при нагрузках порядка 397,3 - 397,8 кг/мм², а лавинообразный рост микротрещин и переход в макротрещины отмечается при нагрузках от 398,4 - 399,2 кг/мм² и выше.

Предложенная модель развития трещин в эмали зуба подобна механизму развития трещины в автомобильном лобовом стекле типа «Триплекс». Такая аналогия не представляется корректной и требует более подробного обоснования, например, прямого наблюдения пластической зоны перед вершиной магистральной трещины.

На основании проведенных исследований с целью предупреждения лавинообразного ростадискретно-волновых деформаций, была разработана методика лечения зубов с данной патологией.

  • 1. Проведение профессиональной гигиены полости рта;
  • 2. В районе вершины трещины на пике нагрузки, цилиндрическим бором который превышает ширину трещины, препарируется полость в пределах эмали или эмале-дентиннй границы;
  • 3. При необходимости наложить изоляционную прокладку;
  • 4. Наложение фотокомпозитной пломбы (предварительно подобрав цвет);
  • 5. Шлифовка полировка;
  • 6. Электрофорез препаратов фтора (5-6 сеансов).

С целью оценки эффективности предложенной методики были поведены клинические исследования. С этой целью пациенты в подгруппе 45-54 года, у которых были дигносцрованы дискретно-волновые деформации (трещины) длиной 3 мм., были разбиты на две группы по 6 человек. В основной группе пациентам проводили предложенную методику, а в контрольной реминерализующую терапию. Оценку эффективности проводили посредствам интраоральных исследований.

                                                   Период

Группа

6 месяцев

12 месяцев

Основная

3 ± 0,05

3 ± 0,05

Контрольная

3,1± 0,05

3,15 ± 0,05

Результаты эффективности в основной группе зафиксировали стабилизацию процесса трещинообразования в контрольные сроки наблюдений. В контрольной группе динамический рост продолжался, несмотря на проводимую реминерализующую терапию.

Выводы:

Процесс деформирования твердого тела со сложной геометрией и неоднородным строением, каковыми несомненно являются зубы, представляет практический интерес для различных областей стоматологии и предполагает не только исследование деформационных процессов, инициированных импульсными нагрузками, но и моделирование циклических деформационных процессов приводящих в конечном итоге и к частичному разрушение эмали. Важным аспектом моделирования является описание контактных границ, так как процессы деформирования формируют дискретно-волновую картину во всей области интегрирования. Лечение трещин по разрабатанной методике фотокомпозитными материалами, предотвращет образования макротрещин.

 

Литература:

  • 1. Окушко В.Р. Основы физиологии зуба. – М.: Newdent, 2008. – 344 с.
  • 2. Беляев А.Ю., Гилева О.С., Ерофеева Е.С., М. А. Муравьева М.А. Модель изменения упругих свойств зубной эмали под действием различных факторов // Вестник Пермского университета, Серия Математика, механика, информатика. – 2011. – Вып. 5 (9). – C. 25–28.
  • 3. Морозов И.А., Беляев А.Ю., Изюмов Р.И., Ерофеева Е.С., Гилева О.С. Экспериментальное исследование микроструктуры поверхности эмали  зубов // Материаловедение. – 2012. – Вып. 184, № 7. – С. 50–55. 
  • 4. Магомедов К.М., Холодов А.С. Сеточно-характеристические численные методы. – М.: Наука, 1988.
  • 5. Новацкий В.К. Теория упругости. – М.: Мир, 1975.
  • 6. Guidoni G.M., Swain M.V., Jäger I. Wear behavior of dental enamel at the nanoscale with a sharp and blunt indenter tip // Wear. – 2009. – Vol. 266, № 1–2. – P. 60–68.
  • 7. Biot M.A. Mechanics of deformation and acoustic propagation in porous media. J. Apple Physics. 1962y., vol. 33, №4,  pp. 1482-1498
  • 8. Hsu C.J., Schoenberg M. Elastic waves through a simulated fractured medium // Geophysics – 1993 – V.58 – N.7 – PP. 964-977.
Comments: 11

Кябуру Симона

Уважаемый Игорь Вениаминович! Мы с интересом ознакомились с вашей работой! Так как эта другая специальность, я не вправе оценить качество представленных данных, но исследовательский процесс и стратегии представленного материала можно положительно оценить! Желаем Вам и вашему коллективу новых научных побед! С уважением, Симона Кябуру и коллеги!

Khimich Galina Zakharovna

Уважаемый Игорь Вениаминович, поднятая Вами тема актуальна. Работа посвящена выявлению закономерностей развития микротрещин и трещин эмали зуба, разработке лечебной программы. Не вызывает сомнений достоверность полученных материалов по разработанной Вами методике лечения зубов по предупреждению дискретно-волновых деформаций. Проводимая вами работа предполагает большую перспективу в выборе тактики лечения кариеса. Желаю Вам успеха. С уважением Галина Химич.

Hryhorenko Liubov Victorovna

Уважаемый Игорь Вениаминович! Очень актуальная для стоматологии тема исследований. Но почему вы говорите о достоверности эффективности полученных результатов, когда у вас и в опытной и в контрольной группах почти одинаковые результаты: 3 - 3, 1, 3 - 3, 15, каким статистическим критерием достоверности вы пользовались, чем вы можете объяснить почти одинаковые результаты в таблице. С уважением, Любовь

Bugorkov Igor

Уважаемая Любовь Викторовна! В нашей работе мы указываем, что использовали интраоральные камеры со специально разработанным программным обеспечением камеры. Соответственно любые изменения которые происходят в поле зрения фиксирует данные изменения. С уважением Бугорков Игорь

Lakhtin Yuriy Vladimirovich

Уважаемые авторы! Тема, поднятая вами, актуальна для стоматологии. Наименее изученной сферой в этой отрасли остается механика твердого тела, каким отчасти являются эмаль и дентин. Сложность в исследованиях деформаций в минерализованных тканях обусловлена междисциплинарностью в изучении данного явления. Интеграция технических и медицинских подходов в исследовании деформационных процессов в твердых тканях зуба имеет большую перспективу для уточнения патогенетических механизмов развития кариозного процесса, некариозных поражений, обоснования локализации кариозных полостей по Блэку, выбора тактики препарирования девитальных зубов с истонченными стенками и многое другое. Научная составляющая полученных результатов исследования достойна положительной оценки. Желаю вашему коллективу дальнейших успехов в этом направлении. С уважением, Лахтин Ю.В.

Bugorkov Igor

Ув. Юрий Владимирович! Вопросы обезболивания всегда стояли, и будут стоять, перед медицинскими специалистами. Кариес и его осложнения являются самыми распространенными стомат. заболеваниями и составляют 95-97%. Соответственно озвученные вопросы имеют первостепенное значение для качества жизни пациентов и принципиальные критерии в предоставлении специализированной помощи для самих специалистов. Представленная тема актуальна т.к. она оценивает вопросы клинической эффективности. Желаю творческих успехов! С уважением Игорь Бугорков

Vashadze Shorena

Уважаемые авторы, На основании проведенных исследований с целью предупреждения лавинообразного ростадискретно-волновых деформаций, вы разработали методику - лечебную программу при данной патологии лечения зубов . Не могли бы вы указать, какой метод является более эффективным? С уважением Щ.Вашадзе

Bugorkov Igor

Уважаемая Шорена Владимировна! Основная задача исследований заключалась в остановке роста трещинообразования. Данная программа лечения позволила блокировать рост трещин. с уважением Игорь Бугорков

Chiglintsev Alexander

Уважаемый Игорь Вениаминович! Ни в качестве панегирика, но я крайне удивлен (в хорошем смысле слова), что в ваших сегодняшних сложных условиях в Донецке вы занимаетесь наукой. Очень похвально и уважительно. Стоматология - это действительно очень специфическая наука и я думаю, все поддержат, практика с которой мы встречаемся, но Ваши исследования, и это очень замечательно и доказательно, основываются на технической механике и сопротивлении материалов, и любое медицинское направление, по отношению к ним вторичны и не специфичны. Кстати, очень рекомендую обратиться к теории сопротивления материалов, при любом посредничестве, т.к. там приняты допущения, которые нужно использовать при изучении биологических объектов. Я Вам уже эти вопросы не задаю, хотя они кардинальные в Ваших исследованиях. С уважением Чиглинцев А.Ю.

Chiglintsev Alexander

Уважаемые авторы, в науке нет такой отрасли как медицинская механика. Кроме того, не ясно что такое "в исследовании ... всежеудаленные зубы", у кого - у пациентов, так они дефектные, у трупного материала, так почему не указано. Выбор биологического материала для изучения теории деформаций и разрушений является кардинальным в экспериментальной части и определяет достоверность полученных материалов. Но направление проводимой работы заслуживает всяческих похвал и соответствует основным принципам доказательной медицины. Чиглинцев А.Ю.

Bugorkov Igor

Уважаемый Александр Юрьевич! Спасибо Вам за ваш отзыв. Мне действительно импонирует как вы досконально изучаете представленные на конференцию материалы, но стоматология имеет свою специфику, в частости ортопедическая стоматология рассматривается с учетом механических нагрузок при зубопротезировании. Очень часто происходит удаление интактных зубов при заболевании пародонта. Термин "свеже удаленный" характиризует дезинфекцию зуба который в этот же день подвергался исследованию. "
Comments: 11

Кябуру Симона

Уважаемый Игорь Вениаминович! Мы с интересом ознакомились с вашей работой! Так как эта другая специальность, я не вправе оценить качество представленных данных, но исследовательский процесс и стратегии представленного материала можно положительно оценить! Желаем Вам и вашему коллективу новых научных побед! С уважением, Симона Кябуру и коллеги!

Khimich Galina Zakharovna

Уважаемый Игорь Вениаминович, поднятая Вами тема актуальна. Работа посвящена выявлению закономерностей развития микротрещин и трещин эмали зуба, разработке лечебной программы. Не вызывает сомнений достоверность полученных материалов по разработанной Вами методике лечения зубов по предупреждению дискретно-волновых деформаций. Проводимая вами работа предполагает большую перспективу в выборе тактики лечения кариеса. Желаю Вам успеха. С уважением Галина Химич.

Hryhorenko Liubov Victorovna

Уважаемый Игорь Вениаминович! Очень актуальная для стоматологии тема исследований. Но почему вы говорите о достоверности эффективности полученных результатов, когда у вас и в опытной и в контрольной группах почти одинаковые результаты: 3 - 3, 1, 3 - 3, 15, каким статистическим критерием достоверности вы пользовались, чем вы можете объяснить почти одинаковые результаты в таблице. С уважением, Любовь

Bugorkov Igor

Уважаемая Любовь Викторовна! В нашей работе мы указываем, что использовали интраоральные камеры со специально разработанным программным обеспечением камеры. Соответственно любые изменения которые происходят в поле зрения фиксирует данные изменения. С уважением Бугорков Игорь

Lakhtin Yuriy Vladimirovich

Уважаемые авторы! Тема, поднятая вами, актуальна для стоматологии. Наименее изученной сферой в этой отрасли остается механика твердого тела, каким отчасти являются эмаль и дентин. Сложность в исследованиях деформаций в минерализованных тканях обусловлена междисциплинарностью в изучении данного явления. Интеграция технических и медицинских подходов в исследовании деформационных процессов в твердых тканях зуба имеет большую перспективу для уточнения патогенетических механизмов развития кариозного процесса, некариозных поражений, обоснования локализации кариозных полостей по Блэку, выбора тактики препарирования девитальных зубов с истонченными стенками и многое другое. Научная составляющая полученных результатов исследования достойна положительной оценки. Желаю вашему коллективу дальнейших успехов в этом направлении. С уважением, Лахтин Ю.В.

Bugorkov Igor

Ув. Юрий Владимирович! Вопросы обезболивания всегда стояли, и будут стоять, перед медицинскими специалистами. Кариес и его осложнения являются самыми распространенными стомат. заболеваниями и составляют 95-97%. Соответственно озвученные вопросы имеют первостепенное значение для качества жизни пациентов и принципиальные критерии в предоставлении специализированной помощи для самих специалистов. Представленная тема актуальна т.к. она оценивает вопросы клинической эффективности. Желаю творческих успехов! С уважением Игорь Бугорков

Vashadze Shorena

Уважаемые авторы, На основании проведенных исследований с целью предупреждения лавинообразного ростадискретно-волновых деформаций, вы разработали методику - лечебную программу при данной патологии лечения зубов . Не могли бы вы указать, какой метод является более эффективным? С уважением Щ.Вашадзе

Bugorkov Igor

Уважаемая Шорена Владимировна! Основная задача исследований заключалась в остановке роста трещинообразования. Данная программа лечения позволила блокировать рост трещин. с уважением Игорь Бугорков

Chiglintsev Alexander

Уважаемый Игорь Вениаминович! Ни в качестве панегирика, но я крайне удивлен (в хорошем смысле слова), что в ваших сегодняшних сложных условиях в Донецке вы занимаетесь наукой. Очень похвально и уважительно. Стоматология - это действительно очень специфическая наука и я думаю, все поддержат, практика с которой мы встречаемся, но Ваши исследования, и это очень замечательно и доказательно, основываются на технической механике и сопротивлении материалов, и любое медицинское направление, по отношению к ним вторичны и не специфичны. Кстати, очень рекомендую обратиться к теории сопротивления материалов, при любом посредничестве, т.к. там приняты допущения, которые нужно использовать при изучении биологических объектов. Я Вам уже эти вопросы не задаю, хотя они кардинальные в Ваших исследованиях. С уважением Чиглинцев А.Ю.

Chiglintsev Alexander

Уважаемые авторы, в науке нет такой отрасли как медицинская механика. Кроме того, не ясно что такое "в исследовании ... всежеудаленные зубы", у кого - у пациентов, так они дефектные, у трупного материала, так почему не указано. Выбор биологического материала для изучения теории деформаций и разрушений является кардинальным в экспериментальной части и определяет достоверность полученных материалов. Но направление проводимой работы заслуживает всяческих похвал и соответствует основным принципам доказательной медицины. Чиглинцев А.Ю.

Bugorkov Igor

Уважаемый Александр Юрьевич! Спасибо Вам за ваш отзыв. Мне действительно импонирует как вы досконально изучаете представленные на конференцию материалы, но стоматология имеет свою специфику, в частости ортопедическая стоматология рассматривается с учетом механических нагрузок при зубопротезировании. Очень часто происходит удаление интактных зубов при заболевании пародонта. Термин "свеже удаленный" характиризует дезинфекцию зуба который в этот же день подвергался исследованию. "
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.