Стоматология Dental Tribune
№02 2020

Исторические предпосылки

«Позиционер», в свою очередь, изготавливался как слепок восковой модели. В патенте, который был выдан в том же 1945 г., Kesling указывал, что в том случае, если необходимое перемещение зубов невозможно осуществить с помощью одного аппарата, таких последовательно применяемых устройств может быть изготовлено несколько. McNamara и соавт., Ponitz, Nahoum, Sheridan и соавт., Rinchuse и Rinchuse, а также другие авторы тоже писали об использовании накладных аппаратов, которые постепенно превратились в современные элайнеры, предназначенные для ортодонтического перемещения зубов [3–7]. В 1990-х годах, с распространением CAD/CAM-методов в стоматологии, стало очевидно, что при изготовлении элайнеров могут очень пригодиться цифровые сканеры и технология быстрого прототипирования. Еще в 1983 г. французский стоматолог и изобретатель François Duret использовал CAD/CAM-методы при изготовлении протезов и отдельных реставраций [8]. В 1996 г. исследовательские группы Alcaсiz и соавт. и Hemayed и соавт. независимо друг от друга подробно описали применение CAD/CAM-технологий при виртуальной постановке зубов и изготовлении моделей для диагностических и терапевтических целей в ортодонтии [9, 10]. В 1998 г. компания Align Technology начала коммерческое производство элайнеров с применением CAD/CAMтехнологий, и хотя наиболее широкое распространение получила ее система Invisalign, некоторые другие компании, включая Ortho Caps, предлагают альтернативные ортодонтические элайнеры, например систему orthocaps. 

Механика элайнеров

Механотрансдукция (передача) ортодонтических сил запускает тканевую реакцию, результатом которой становится перемещение зубов. Зубам и окружающим их тканям безразлично, что создает такое усилие – элайнер или другой ортодонтический аппарат. Качество и степень ортодонтического перемещения зубов сильно зависят от системы сил, включая величину усилия, продолжительность и динамику его воздействия, а также от характера тканевой реакции. Таким образом, совершенно необходимо, чтобы конструкция аппарата, физические свойства материала и характер взаимодействия между зубом и аппаратом способствовали созданию системы сил, обеспечивающей контролируемое, эффективное и безопасное перемещение зуба. 

Конструкция элайнера

Элайнеры представляют собой съемные устройства, в силу чего заведомо уступают несъемным ортодонтическим аппаратам. С механической точки зрения область контакта элайнера и зуба передает ортодонтическую силу на окружающие ткани менее эффективно, чем, например, система, состоящая из брекетов и проволок. Для преодоления этого недостатка нужно, чтобы конструкция элайнера обеспечивала хороший, плотный и максимальный по площади контакт аппарата с зубами. 

Свойства термопластических материалов

Элайнеры можно изготавливать из самых разных термопластических материалов. Они отличаются друг от друга не только составом и плотностью, но и эластичностью, что имеет решающее значение в контексте ортодонтического перемещения зубов. Выбор материала во многом зависит от вида и степени перемещения зубов, необходимой величины усилия и состояния окружающих зубы тканей.

Поверхность контакта элайнера и зубов

Как уже было сказано, для эффективной передачи усилия необходимо создать область контакта, которая бы обеспечивала такую передачу без потери величины силы или ее направления. Для этого требуется, чтобы элайнер имел точную посадку, а модель, используемая для его создания, детально воспроизводила бы контуры зубов и межзубных пространств.  В этом случае плотно подогнанный к зубам элайнер будет правильно контактировать с ними. 

Система orthocaps

Система orthocaps призвана устранить основной недостаток многих элайнеров, т.е. решить проблему потери величины и направления усилия при его передаче, а также недостатка контроля передачи усилия для точного перемещения зуба в шестиосной системе пространственных координат (с тремя осями перемещения и тремя осями вращения). Элайнеры orthocaps изготавливаются из эластичных материалов. Кроме того, система orthocaps  (TwinAligner) состоит из элайнеров двух типов, применяемых на каждом этапе лечения. Такой подход позволяет прикладывать к зубам оптимальное усилие, которое может быть создано за счет использования эластичного материала большей или меньшей толщины при изготовлении элайнеров ночного или дневного ношения (DayCaps/NightCaps). 

Конструкция элайнера

Точная посадка элайнера имеет решающее значение для системы orthocaps. Такие элементы конструкции, как точки концентрации сил, выступы, углубления или армирующие гребни, применяемые в некоторых других элайнерах для направления усилия на определенные области клинической коронки зуба, считаются контрпродуктивными, поскольку из-за них возникают пустоты (рис. 1), уменьшающие площадь и плотность контакта элайнера и зуба. Главной особенностью элайнеров orthocaps является их способность полностью охватывать зубы. За счет этого обеспечивается максимальная площадь контакта зуба и мягкой внутренней поверхности элайнера, которая обладает большей эластичностью, чем его более жесткая внешняя оболочка. Метод горячего формования под высоким давлением, с помощью которого изготавливаются эти элайнеры, также обеспечивает их лучшее прилегание в области межзубных промежутков, что дополнительно увеличивает площадь контакта. 

Термопластические материалы

Для контролируемого перемещения зубов нужно, чтобы материал элайнера был эластичным: именно упругая деформация материала создает усилие, необходимое для перемещения зубов. Эластичные материалы могут выдерживать значительную деформацию, которая возникает вследствие разницы между расположением зубов на модели, по которой изготавливается элайнер, и фактическим расположением зубов пациента. Элайнер из эластичного материала восстанавливает форму после того, как его снимают с зубов – будучи же в деформированном состоянии, он оказывает на зубы давление, обеспечивающее их эффективное перемещение. Неэластичные и жесткие материалы, наоборот, подвергаются пластической деформации даже при незначительном растяжении, вследствие чего теряют форму и способность воздействовать на зубы. Именно поэтому неэластичные элайнеры уступают по эффективности аппаратам, изготовленным из эластичных материалов. На рис. 2 напряжение материала показано по оси y. Величина напряжения представляет собой силу (F) в Ньютонах, разделенную на площадь (A) в метрах квадратных. Растяжение, или деформация материала измеряется как процент отклонения от исходного состояния (в покое). Так, линейная деформация рассчитывается как увеличение длины (l), поделенное на исходную длину (L). Наклон кривой на графике отражает эластичность (модуль упругости, E) материала; этот показатель равен напряжению, поделенному на растяжение, и рассчитывается по формуле E = (F/A)/(∂l/L). Скручивание, растягивание или деформирование материала сверх его предела эластичности ведет к пластической деформации. Важно помнить, что эластичность материала – величина постоянная и не зависящая от толщины или геометрии изделия. Определенная степень (%) сгибания или напряжения приводит к необратимой деформации материала вне зависимости от его толщины или формы. Таким образом, ортодонтическое перемещение зубов вызывается пружинящим усилием, которое заставляет эластичный материал восстанавливать исходную форму. Это усилие прямо пропорционально площади, модулю упругости и напряжению материала, если только последнее не превышает его предел эластичности, как показано на рис. 2: F = AE(∂l/L). 

Крепления

Для повышения эффективности перемещения зубов с помощью системы orthocaps могут использоваться различные виды креплений. Мягкость и эластичность этих элайнеров облегчают применение таких видов креплений, которые невозможно использовать для фиксации аппаратов из твердых, жестких материалов. Некоторые виды таких креплений представлены на рис. 3. 

Фрикционные накладки

В дополнение к традиционным креплениям центр Ortho Caps в Германии разработал новый вид фиксирующих элементов, фрикционные накладки. Эти плоские текстурированные накладки фиксируются к зубам для усиления трения между внутренней поверхностью элайнера и зубами. Их преимущество заключается в малой толщине, составляющей всего долю миллиметра, что делает такие накладки практически незаметными и, следовательно, более приемлемыми для пациентов. На рис. 4. показана виртуальная модель части зубного ряда с фрикционными накладками на двух зубах. 
Фрикционные накладки или крепления фиксируются на зубах по методу непрямого бондинга. Они в готовом виде поступают стоматологу вместе с первым комплектом элайнеров. Рис. 5 демонстрирует фрикционные накладки, зафиксированные на нескольких зубах. Как можно видеть на этих фотографиях, такие накладки едва различимы даже при ближайшем рассмотрении. Это эстетическое преимущество делает их гораздо более приемлемыми для пациентов, стремящихся не привлекать внимание окружающих к своим ортодонтическим проблемам. 

Клинические случаи: до и после

Клинический случай 1
Молодая пациентка в течение  18 мес проходила лечение в связи со скученностью зубов обеих челюстей и глубоким прикусом (рис. 6). Система orthocaps Pro использовалась без каких-либо вспомогательных ортодонтических аппаратов.

Клинический случай 2
Юная пациентка более 2 лет проходила лечение в связи с прогнатией и глубоким прикусом (рис. 7). Система orthocaps Pro использовалась без каких-либо вспомогательных ортодонтических аппаратов. Ближе к концу лечения ее дополнили позиционером BiteMaintainer, который играл роль активного ретейнера.
 
Клинический случай 3
Пациентка, 45 лет, в течение 28 мес проходила коррекцию глубокого прикуса и смещения средней линии с помощью аппарата для дистализации, фиксируемого с помощью устройств для временной опоры, и элайнеров orthocaps (рис. 8). 
 
Клинический случай 4
Лечение пациента, 12 лет, было начато при смешанной окклюзии с помощью элайнеров orthocaps Kids (рис. 9). На заключительном этапе лечения использовалась система orthocaps Pro. Лечение, продолжавшееся 30 месяцев, было завершено без использования каких-либо дополнительных ортодонтических аппаратов. 
 
Клинический случай 5
Пациентка, 33 лет, в течение 28 мес проходила лечение в связи со скученностью жевательных зубов (рис. 10). Первый правый моляр верхней челюсти удалили, промежуток закрыли, переместив второй моляр с помощью элайнеров orthocaps. К концу лечения компания Ortho Caps предоставила дополнительный аппарат, состоявший из четырех лингвальных брекетов с уже закрепленной никель- титановой проволокой в кювете для непрямого бондинга. Следующие элайнеры были предназначены для иммобилизации двух премоляров с одновременным выпрямлением второго моляра. Их фиксация была достаточной для эффективного решения этой задачи. 

Вывод

Удовлетворительные результаты могут быть достигнуты с помощью элайнеров даже в сложных клинических случаях при условии: 1. Понимания ограничений элайнеров с точки зрения механики. 2. Использования вспомогательных устройств (мини-винтов, расширителей и частичных несъемных аппаратов) в сочетании с элайнерами. 3. Использования эластичных термопластических материалов во избежание пластической деформации элайнеров в ходе лечения и для оптимизации прилагаемых усилий (слабых сил). 4. Точной регистрации межзубных пространств при цифровом сканировании для обеспечения максимального контакта элайнеров с зубами. 5. Изготовления элайнеров по методу горячего формования под высоким давлением для лучшей адаптации аппарата к зубам. 6. Тщательного планирования перемещения зубов на каждом этапе лечения. 7. Использования подходящих креплений или фрикционных накладок для лучшей фиксации элайнеров. 8. Наличия у клинициста опыта и навыков, позволяющих распознавать проблемы в ходе лечения. 9. Разделения лечения на несколько этапов и регулярного анализа достигнутых результатов (а также проблем); мотивирования пациента и сотрудничества с ним. Вследствие увеличения спроса на эстетичные решения для коррекции окклюзии элайнеры заняли прочное место в арсенале ортодонтов. Однако для повышения эффективности съемных ортодонтических аппаратов, например элайнеров, их заведомые недостатки должны быть так или иначе преодолены, и система orthocaps является шагом в этом направлении. 

От редакции: эта статья была опубликована в журнале ortho – international magazine of orthodontics. Vol. 3, №2/2018. Список литературы можно получить в издательстве.