Главная
»
Статьи
»
Биомеханика в ортодонтии

Биомеханика в ортодонтии: фундаментальные принципы перемещения зубов

Биомеханика в ортодонтии — это фундаментальная наука, изучающая взаимодействие сил, приложенных к зубу, с биологической ответной реакцией тканей пародонта и кости. Понимание ее принципов является краеугольным камнем эффективного, безопасного и предсказуемого лечения. Любое ортодонтическое вмешательство, от простого наклона до сложной дистализации, есть не что иное, как прикладное применение законов биомеханики.

1. Основные понятия: сила, момент, центр сопротивления

Любое ортодонтическое перемещение начинается с приложения силы (F) — векторной величины, имеющей точку приложения, направление и величину (измеряется в граммах или ньютонах).

Центр сопротивления (ЦС, CRes) — ключевое понятие. Это воображаемая точка на зубе, через которую должна пройти сила, чтобы вызвать его поступательное движение (трансляцию) без вращения. Для однокорневого зуба с нормальным периодонтом ЦС расположен примерно на расстоянии 1/3-1/2 длины корня от шейки зуба. Его положение зависит от морфологии корня, состояния костной ткани и уровня альвеолярного отростка.

Момент силы (М) — это мера вращающего эффекта силы. Он равен произведению силы на плечо ее приложения (кратчайшее расстояние от линии действия силы до ЦС). Измеряется в грамм-миллиметрах (г*мм). Именно момент определяет тип движения зуба.

2. Биологический ответ: теория "напряжение-деформация" и ремоделирование кости

Само по себе механическое воздействие бесполезно без биологического ответа. Основополагающей является концепция, предложенная Д. Фростом — механостат. Костная ткань динамически реагирует на механические нагрузки (микронапряжения).
При приложении ортодонтической силы в периодонтальной связке (ПС) создаются зоны сжатия (компрессии) и растяжения (тензии).

В зоне сжатия происходит прямая резорбция кости остеокластами, что позволяет зубу двигаться в этом направлении.
В зоне растяжения происходит новообразование кости (аппозиция) остеобластами, заполняющей пространство позади перемещающегося зуба.

Критически важен уровень силы: оптимальная ортодонтическая сила — это сила, достаточная для активации клеточного ответа, но не превышающая капиллярного давления в ПС (примерно 20-26 г/см²). Превышение этого порога ведет к гиалинизации (сжатию и ишемии участка ПС), непрямой резорбции и, как следствие, к болезненности, замедлению движения и риску апикальной резорбции корня.

3. Типы перемещения зубов: контроль момента силы

В зависимости от соотношения приложенной силы и создаваемого момента, различают несколько типов движений.

Наклон (Tipping): Наиболее простое и часто нежелательное движение. Сила приложена к коронке, линия ее действия проходит далеко от ЦС. Создается небольшой момент. Корень движется в противоположную коронке сторону. Бывает двух видов:
Неконтролируемый наклон: Корень практически остается на месте, двигается в основном коронка.
Контролируемый наклон: Использование дополнительных элементов (изгибы проволоки, правильная геометрия брекета) создает контрмомент, частично уравновешивающий нежелательное движение корня.
Поступательное движение, или трансляция (Bodily Movement, Translation): Идеальный тип движения для многих клинических задач. Сила приложена таким образом, что ее линия действия проходит через или близко к ЦС. Для этого необходимо создать соотношение момента к силе (М/F), характерное для данного зуба. Например, для трансляции резца требуется М/F около 10:1 (т.е. момент в 10 раз больше, чем сила). На практике это достигается использованием прямоугольных дуг в пазах брекетов, создающих торк (момент наклона), или специальных аттачменов в элайнерах.
Ротация (Rotation): Вращение зуба вокруг своей продольной оси. Требует создания чистого момента — пары сил, действующих в противоположных направлениях, но не приводящих к смещению ЦС. Сложное движение, так как волокна периодонтальной связки, особенно в пришеечной области, оказывают большое сопротивление.
Экструзия/Интрузия (Extrusion/Intrusion):
Экструзия (вытягивание) — сила приложена вдоль длинной оси зуба по направлению от ЦС. Относительно простое движение.
Интрузия (погружение) — одна из самых биомеханически сложных задач. Сила должна проходить строго через ЦС, иначе зуб наклонится. Требует применения статически определимой системы (например, сегментарной дуги с точками приложения сил, позволяющей избежать побочных эффектов на опорные зубы).

4. Принципы управления силами: якорь и планирование

Закон Ньютона в ортодонтии: Любое приложенное действие имеет равное по величине и противоположное по направлению противодействие. При перемещении зуба всегда возникает реципрокная (противоположная) сила, воздействующая на опорные зубы (якорь). Задача ортодонта — спланировать якорную подготовку.
Якорь (Anchorage): Это сопротивление нежелательному перемещению зубов. Может быть:
Простой (один зуб против другого).
Усиленный/Подготовленный (несколько зубов, объединенных в блок).
Абсолютный (с использованием мини-имплантатов (TADs), которые не подвержены реципрокному движению).
Статически определимая и неопределимая системы: В статистически определимой системе (например, сегментарная техника) силы и моменты точно рассчитаны и предсказуемы. В статически неопределимой системе (например, непрерывная дуга) силы распределяются по всему зубному ряду непредсказуемо, что может приводить к нежелательным побочным эффектам.

Заключение: Биомеханика как язык планирования лечения

Современная ортодонтия — это управляемая биомеханика. От простой дуги из нитинола до сложного цифрового плана для элайнеров — все инструменты являются лишь способом донесения точно рассчитанных сил и моментов до тканей пародонта.
Понимание того, что сила, приложенная к коронке, создает момент, который определяет тип движения корня, позволяет ортодонту перейти от эмпирических «подкручиваний» к осознанному проектированию каждого этапа лечения. Это знание — основа для выбора аппаратуры, прогнозирования сроков, минимизации рисков (резорбции корней, потери якоря) и, в конечном счете, достижения стабильного функционального и эстетического результата. Биомеханика делает ортодонтию не искусством, а точной инженерно-биологической дисциплиной.

<< Назад к статьям

Об авторе статьи:

Лебзак Евгения Эдуардовна

Основатель и ведущий стоматолог клиники "Авантис"

В 2007 году окончила Новосибирский Государственный Медицинский Университет. Опыт работы по специальности более 17 лет. Прошла более 20 профильных курсов по повышению квалификации у ведущих экспертов.

Страница доктора

05 Января / 2025

Предупреждения:

Информация и материалы на сайте размещены в ознакомительных целях и в любом случае не являются врачебной/медицинской консультацией.

Пользователи сайта не могут использовать информацию и материалы, размещенные на сайте, для постановки диагноза и проведения лечения.

Для постановки диагноза и определения методов лечения пользователи сайта в любом случае должны обращаться в своему лечащему врачу.

Пользователи сайта используют размещенную на сайте информацию исключительно по своему усмотрению на свой страх и риск.

Администрация сайта и ООО «Авантис» не несут ответственность за использование пользователями сайта информации и материалов, размещенных на сайте в любых целях.

Официальная информация
Политика конфиденциальности