Физические основы фиксации полных съемных протезов на нижней челюсти

В практике челюстно-лицевого и сложного протезирования нередко приходится сталкиваться с ситуациями, связанными с нарушениями или отсутствием элементарных анатомических условий, принятых за основу в классической теории фиксации полных съемных протезов. Так, например, при полном отсутствии зубов на нижней челюсти в качестве наилучшего варианта протезного ложа рассматривается участок челюсти, ограниченный четкими переходными складками, с достаточно округлым и объемным альвеолярным отростком, покрытым плотной влажной неподвижной слизистой оболочкой, независимой от окружающих мышц.

Это важное условие, так как остальные участки СОПР взаимодействуют с мышцами и обладают подвижностью. В связи с этим теория подводит к логическому заключению, что использовать в качестве протезного ложа участки подвижной слизистой оболочки нельзя в связи с тем, что это приведет к потере устойчивости протеза и нарушению его фиксации. Рассмотрим на примере нижней челюсти возможные варианты.

В тяжелых клинических случаях нередко наблюдается ситуация, когда атрофия альвеолярного отростка нижней челюсти достигает такого уровня, что протезное ложе представлено в виде плоской тонкой полоски неподвижной слизистой оболочки шириной в пределах 5—8 мм, над которой как бы нависают, с одной стороны, резко подвижное, выбухающее дно полости рта, а с другой стороны — расположенная под углом 90° к плоскости протезного ложа, подвижная слизистая оболочка щек и нижней губы. Условия для фиксации нижнего съемного протеза практически отсутствуют. Нам представляется три варианта возможных решений.

Первое — проведение хирургической операции по углублению переходной складки преддверия нижней челюсти и, тем самым, расширение границ протезного ложа, что положительно скажется на функциональных возможностях и фиксации протеза.

Второе — разработка новых приемов протезирования с учетом имеющихся конкретных особенностей.

Третье — использование имплантатов как основного средства фиксации съемных или несъемных конструкций на челюсти.

В первом варианте мы сталкиваемся со следующими ограничениями:

  1. Наличие противопоказаний к проведению операции: сопутствующие заболевания, возраст, несогласие больного на операцию.
  2. Предполагаемые осложнения при проведении операции: в первую очередь это ожидаемые и достаточно длительные, от нескольких месяцев до 1—2 лет, парестезии подбородочной области и нижней губы вплоть до полного их онемения в связи с неосторожным повреждением веточек нерва во время операции.
  3. Необходимость принудительного формирования преддверия с использованием специальных аппаратов или протезов.
  4. Возможно ограничение экономического плана, как следствие возможного удорожания работы.

Первый вариант хоть и сложный, но может быть использован при соблюдении обеспечивающих безопасность и ожидаемый эффект условий.

В третьем варианте встает вопрос о показаниях и противопоказаниях использования имплантатов: состояние здоровья, сопутствующие заболевания, анатомические особенности строения челюстей, необходимость дополнительных костнопластических операций, наличие и степень развития остеопороза и, конечно же, стоимость данного варианта лечения. Все вышеизложенное делает третий вариант достаточно ограниченным для широкого применения, и все же он может быть востребован.

Таким образом, из приведенного анализа следует, что первый и третий варианты лечения хоть и обещают положительный эффект, но в то же время несут в себе значительный риск и ряд ограничений, что не может не настораживать.

Остается второй вариант. Он не требует каких-либо хирургических операций, в связи с чем риски в данном случае отсутствуют. Учитывая вышеизложенное, мы больше склоняемся ко второму варианту, как более безопасному, но требующему принципиально нового конструктивного решения.

Основная идея в данном случае состоит в том, что, раз для нормального функционирования полного съемного протеза на нижней челюсти не хватает площади для протезного ложа, надо ее позаимствовать в другом месте. Со стороны дна полости рта сделать это невозможно, так как сама мембрана дна полости рта настолько подвижна и ранима, что любая попытка опоры на эту ткань будет неэффективна и травматична.

Остается попробовать получить необходимую площадь опоры с другой стороны, где к протезному ложу прилегает подвижная слизистая щек и нижней губы. При снятии оттиска можно отдавить мягкие ткани в этом направлении, и площадь базиса как бы расширится, но тогда за счет немедленно возникающей реактивной силы появляется перспектива сбрасывания протеза за счет упругости тканей и при любом сокращении мимических мышц.


Основная идея состоит в том, что, раз для нормального функционирования полного съемного протеза на нижней челюсти не хватает площади для протезного ложа, надо ее позаимствовать в другом месте.

А что если, не создавая дополнительного давления, не растягивая мягкие ткани, вый­ти на эти поверхности, просто повторив их, уже сложившуюся форму, даже если они расположены вертикально по отношению к имеющемуся протезному ложу и обладают подвижностью за счет сокращения мимических мышц? Нами предпринята попытка анализа физических причин механизма фиксации полного съемного протеза с целью разработки новой технологии повышения уровня фиксации и стабилизации протеза на нижней челюсти в особо сложных клинических условиях.

Представим на примере верхнего съемного протеза, что сила, удерживающая протез, направлена вертикально в направлении, противоположном силе отрыва. Пока протез стоит на своем месте, удерживающая сила и сила отрыва находятся в постоянном динамическом равновесии, т. е. они обе постоянно согласованно изменяются по величине, но при этом, по 3-му закону Ньютона, они равны друг другу в любой момент времени. Это можно легко понять, обратившись к следующему примеру: когда мы прикладываем к протезу достаточно большую силу, которая тем не менее не может его оторвать (допустим, 5 кг), сила, удерживающая протез, также равна этой величине.

Если бы она была меньше, то протез бы оторвался. С другой стороны, в состоянии покоя величина удерживающей силы намного меньше. Действительно, если бы она по-прежнему была равна 5 кг, то это значило бы, что и в покое протез давит на челюсть пациента с силой 5 кг! Очевидно, что в реальности этого не происходит. Отсюда следует, что сила, удерживающая протез, изменяется во времени и зависит от внешних и внутренних условий.

Известно, что между протезом и слизистой оболочкой протезного ложа имеется прослойка из жидкости ротовой полости (ЖРП). Как в состоянии покоя, так и при приложении внешней силы до определенной пороговой величины протез не давит пациенту на челюсть, но и не отстает от нее. Поскольку протез является твердым, практически нерастяжимым телом, любая сила, приложенная к протезу, передается на слой жидкости ротовой полости под ним. Это означает, что между ним и челюстью имеется замкнутая область с жидкостью, обладающей пониженным относительно атмосферного давлением.

Тот факт, что размыкание камеры с пониженным давлением приводит к полной потере способности протеза удерживаться на челюсти, хорошо иллюстрирует то, что именно разность давлений под протезом и снаружи от него является первичной макроскопической причиной возникновения удерживающей силы: протез как бы втягивается в область с пониженным давлением.

Из сказанного выше вытекают два вопроса: что служит причиной пониженного давления под протезом и почему камера с пониженным давлением под протезом все время остается замкнутой? Давайте по очереди ответим на них.

Причиной понижения давления при приложении внешней силы является увеличение объема замкнутой камеры под протезом. Рассмотрим случай, когда к протезу гипотетически приложена очень большая вертикальная внешняя сила величиной, например, 16 кг. Если при такой величине внешней силы протез не отрывается, то, как было показано выше, это означает, что сила, удерживающая протез, также равна 16 кг. Откуда же берется эта сила? Будем считать, что атмосферное давление составляет приблизительно 1 кг/см². Если общая площадь поверхности базиса полного верхнего съемного протеза в среднем равна 50 см², то можно принять условие, что площадь поверхности протеза, которая участвует в образовании камеры с пониженным давлением, также приблизительно равна 50 см².

Предположим, что за счет приложенной внешней силы объем замкнутой камеры под протезом увеличился в 1,5 раза. Тогда, согласно закону Бойля — Мариотта, давление под протезом также уменьшилось в 1,5 раза и составило 0,67 атмосферы, или 0,67 кг/см².

Тогда разница атмосферного давления и давления под протезом выразится величиной 0,33 кг/см², которая, действуя на поверхность протеза площадью 50 см², и создает искомую нами удерживающую силу: F = 0,33 кг/см² × 50 см² ≈ 16 кг.

Поскольку в состоянии покоя внешняя сила не действует и объем замкнутой камеры под протезом постоянный, но при этом протез удерживается на челюсти, значит, существует еще одна причина пониженного давления под протезом. Этой причиной является поверхностное натяжение ЖРП под протезом, ограничивающей область с пониженным давлением по контуру протеза. Этот контур, по сути, представляет собой тонкий плоский капилляр, образованный поверхностями слизистой оболочки протезного ложа и протеза со стороны подпротезной области, ЖРП, а снаружи граничащий с воздушной средой полости рта.

Будем считать, что поверхность раздела фаз между воздухом и ЖРП представляет собой часть поверхности цилиндра, а расстояние между протезом и слизистой протезного ложа по контуру составляет примерно d = 1 мм. Коэффициент поверхностного натяжения воды меньше, чем для слюны, и равен α = 70 мН/м. Общепринятого экспериментально установленного значения краевого угла смачивания протеза (или слизистой оболочки) жидкостью полости рта не существует, поскольку параметры этой жидкости весьма изменчивы. Для получения нижней оценки возможной силы поверхностного натяжения мы предлагаем взять заведомо очень большое значение краевого угла, равное θ = 65º, соответствующее случаю, когда слюна хуже, чем в реальности, смачивает протез.

Радиус кривизны цилиндра при величине щели 1 мм и значении краевого угла 65º составляет R = d/cos θ = 2,4 мм. Поверхностное натяжение приводит к понижению давления под протезом. По формуле Лапласа для цилиндра это понижение равно:

∆p = a : R = 0,07 : 0,0024 = 29,2 Па

Чтобы получить результирующую силу, необходимо умножить эту разницу давлений на площадь протеза, равную примерно

S = 50 см² для верхней челюсти.

F = ∆p х 0,005 = 0,146 H ≈15 г

Эта небольшая сила участвует в удержании протеза на челюсти в покое, так как средний вес полного съемного пластиночного протеза соответствует тоже 15—20 г.

Как показано выше, существуют две основных причины понижения давления под протезом — это увеличение объема замкнутого пространства под протезом и сила поверхностного натяжения в узком пространстве по контуру протеза. Здесь следует сделать два важных замечания. Во-первых, из формулы для поверхностного натяжения видно, что чем уже пространство между протезом и слизистой (капилляр), тем лучше протез удерживается на челюсти в состоянии покоя.

Другими словами, это означает, что чем точнее протез по контуру повторяет форму протезного ложа, тем крепче он держится. Во-вторых, удерживающая сила, обусловленная приложением внешней силы, намного больше удерживающей силы, обусловленной поверхностным натяжением. Даже небольшая дополнительная вертикальная сила, такая как вес протеза, которая составляет порядка 15—20 г, дает более чем двукратный прирост силы фиксации пластинчатого протеза на верхнюю челюсть. Это одна из двух причин, по которым полные протезы на верхней челюсти удерживаются лучше, чем протезы на нижней челюсти.

Второй причиной является то, что в области нижних зубных протезов скапливается больше ЖРП и они часто оказываются «утопленными» в ней. Кроме того, под весом нижнего протеза часть ЖРП выдавливается из-под него. В результате поверхность раздела фаз между ЖРП и воздушной средой может оказаться вытесненной из узкой области по контуру протеза выше, в область, где расстояние между протезом и слизистой оболочкой больше.

Это уменьшает силу удерживания протеза, создаваемую поверхностным натяжением. Один из способов избежать этого эффекта — постараться вынести контур, ограничивающий камеру с пониженным давлением, как можно выше, например сделав край полного съемного протеза на нижней челюсти более объемным или же приподняв его над уровнем ротовой жидкости. В противном случае края нижнего полного протеза могут быть полностью погружены в жидкость ротовой полости, и протез будет вести себя, как твердое тело, погруженное в жидкость, потеряв всякую связь с протезным ложем (больной ощущает, что протез как бы «всплывает»).

На основании вышеизложенного нами была предложена новая система фиксации полного съемного протеза на нижней челюсти в сложных клинических условиях. Мы назвали ее «пояс-стабилизатор».
Проанализировав как клинические, так и физические основы фиксации нижнего полного съемного протеза, мы пришли к выводу о закономерной необходимости максимального расширения площади протезного ложа не только по горизонтали, но и на вертикально расположенные поверхности щек и нижней губы.

Для этого на вестибулярной поверхности базиса формируется вертикальная полоска шириной 5—6 мм, тесно соприкасающаяся со слизистой щек и нижней губы на всем протяжении преддверия, что в итоге дает не менее 6,5—7 см² дополнительной площади базиса протеза. Мы получаем возможность решения сразу трех задач, определяющих фиксацию нижнего полного протеза:

  1. Увеличение площади базиса нижнего полного съемного протеза улучшает его фиксацию и снижает величину удельного давления на единицу площади.
  2. Выведение границы базиса выше среднего уровня заполнения полости рта ротовой жидкостью оставляет постоянно действующим фактор поверхностного натяжения на границах протеза, что во многом определяет степень его фиксации.
  3. Сама возможность опираться на вертикальные поверхности слизистой щек и нижней губы и, тем самым, ограничивать горизонтальные смещения базиса протеза во время функции делает протез значительно более устойчивым и стабильным, что также улучшает фиксацию протеза (рис. 1).
Рис. 1. Индивидуальная жесткая ложка на нижнюю челюсть с нанесенной границей «пояса-стабилизатора» после соответствующей обрезки фрезой и получения вертикальной поверхности для контакта со слизистой щек и нижней губы.

Рис. 1. Индивидуальная жесткая ложка на нижнюю челюсть с нанесенной границей «пояса-стабилизатора» после соответствующей обрезки фрезой и получения вертикальной поверхности для контакта со слизистой щек и нижней губы.

Сама технология получения «пояса-стабилизатора» является достаточно простой. Для этого при изготовлении индивидуальной жесткой ложки на нижнюю челюсть со стороны преддверия по всей длине ложки за счет дополнительной порции пластмассы делают валик такого сечения, чтобы при его обрезке фрезой можно было получить вертикальную полоску шириной 5—6 мм и длиной по всему переднему краю ложки. Поверхность полоски должна быть параллельна вертикальной поверхности слизистой щек и нижней губы, но не касаться ее в расчете на предстоящий оттиск.

При оттиске наложение силиконовой массы проводится как в границах протезного ложа, так и на подготовленную полоску «пояса-стабилизатора». Оформление оттиска проводится традиционно с помощью функциональных тестов. Особое внимание уделяется тому, чтобы слой силикона на полоске был достаточно тонким и не растягивал мягкие ткани. Отливка модели производится как обычно, но спереди значительно выше, достигая верхнего края полоски, т. е. на высоту не менее 5—6 мм.

Границы модели определяются спереди по верхнему краю полоски, в других местах по границам функционально оформленного оттиска. Моделирование базиса протеза проводится по тем же границам.
При сдаче протеза, изготовленного по новой технологии, отмечается его высокая стабильность и хорошая фиксация. Более чем двухлетние наблюдения показали, что предложенная методика успешно работает, особенно при сложных клинических условиях. Адаптация к протезу проходит, как правило, более спокойно и в сокращенные сроки.

comments powered by HyperComments
Похожие статьи
ПРОТЕЗИРОВАНИЕ ПРИ ПОЛНОЙ ПОТЕРЕ ЗУБОВ
08 августа 2010
2910
Дагмар Шнабль (Dagmar Schnabl) д. м. н., заведующая отделением ортопедической стоматологии при Университетской стоматологической клинике Инсбрука (Австрия). Директором клиники является...
О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕКРЫВАЮЩИХ ПРОТЕЗОВ ПРИ...
08 августа 2010
1775
А. П. Матвеев клинический ординатор кафедры факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ Н. В. Шарагин к. м. н., доцент кафедры факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ В....
ИММЕДИАТ-ПРОТЕЗЫ. СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД
08 августа 2010
6532
Ю. И. Климашин к. м. н., заведующий отделением сложного челюстно-лицевого протезирования ФГУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Росмедтехнологий (Москва) М. С. Котик врач-ординатор отделения...