Російські вчені виявили, як навантаження під час жування їжі впливає на ясна та міцність зубних протезів.

Стаття опублікована в «Російському журналі біомеханіки». Дослідження проведено за фінансової підтримки Пермського науково-освітнього центру «Раціональне надрокористування».

При повній або частковій втраті зубів часто встановлюють знімні пластинкові протези. Вони вважаються найдешевшим методом відновлення естетичної та жувальної функції. Але такі конструкції піддаються високим навантаженням під час використання і можуть призвести до поломки основи протеза. Щоб створювати їх більш високої якості для тривалої та зручної носки, важливо визначити, які навантаження здатен витримувати штучний зубний ряд і як вони впливають на фізіологічні процеси в цілому.

«Знімний пластинковий протез – це пластина (основа) у вигляді ясна з штучними зубами. Така конструкція може повністю або частково замістити зубощелепний апарат. Однак вона не є довговічною. Під час жування вона піддається навантаженням, які з часом призводять до поломки основи. Тому для якісного виробництва таких протезів проводять моделювання навантажень, щоб оцінити їхню міцність і надійність», – розповідає Сергій Муслов, професор Російського університету медицини, кандидат фізико-математичних наук, доктор біологічних наук.

«Але при цьому напруження, які формуються в слизовій оболонці рота, зазвичай не враховуються під час моделювання, хоча вона відіграє велику роль у розподілі навантажень на навколишні м’які та кісткові тканини щелепи. Як опора для протеза, слизова оболонка може зазнавати надмірного впливу, що призводить до зміни фізіологічних процесів і розвитку захворювань», – пояснює Євгеній Чижмаков, асистент Російського університету медицини.

Вчені досліджували напружено-деформований стан іммедіат-протеза (замінює один зуб або кілька) з надрукованим зубним рядом і основою з полімерних матеріалів. Моделювали поступове навантаження конструкції, щоб оцінити можливість появи великих тріщин і рівень розвиваючихся напружень у м’яких тканинах.

«Модель представляла собою бічний відділ щелепи і складалася з зубного ряду, зв’язуючого шару, основи протеза та кістки. На конструкцію прикладали навантаження, властиві людям під час жування під час прийому їжі – від 100 Н до 500 Н під різними кутами. З її зростанням поступово збільшувалися й максимальні напруження. Найменші при навантаженні 500 Н спостерігалися в яснах, а найбільше значення напруження встановили в зв’язуючому шарі», – поділився Олексій Нікішенкo, генеральний директор ТОВ «Конструкторське бюро технічних засобів реабілітації», кандидат технічних наук.

Елементи моделі відрізняються за «чутливістю» матеріалів до навантаження. Так, найвищу зареєстрували у зв’язуючого шару, а низьку – у слизової оболонки. «Наявність у елементі конструкції тріщини ще не говорить про її негайний вихід з ладу. При деяких докритичних напруженнях вона не буде розвиватися і тоді елемент з дефектом можна використовувати ще якийсь час. У полімерів мікротріщини можуть спочатку утворюватися на виробництві. Знаючи порядок механічних напружень, які діють у протезі, можливо відстежити період формування великих тріщин, що призводять до крихкого руйнування основи», – пояснює Владислав Нікітін, доцент кафедри «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНІПУ, кандидат фізико-математичних наук.

Ураховуючи властивості полімерного матеріалу, вчені обчислили, що починаючи з розміру 1,88-2,69 мкм, мікротріщина буде розвиватися практично миттєво, що може призвести до порушення цілісності, втрати функціональних властивостей і, врешті-решт, до поломки конструкції.

Дослідники також розрахували ймовірність утворення великих тріщин в елементах протеза. Виявилося, що найбільша характерна для зон контакту зубного ряду зі зв’язуючим шаром (0,73 відсотка) і це досить прийнятне значення для успішної експлуатації цих протезів з надрукованими зубами та основою з полімеру.

Дослідження вчених дозволяє відстежити ризик розвитку надмірних навантажень на елементи знімного зубного протеза. Так можна уточнити зони, найбільш схильні до виникнення тріщин і розвитку патологічних станів у порожнині рота. Отримані результати корисні для підвищення якості зубного протезування в країні.