Окклюзия зубных протезов: сравнение подвижности естественного зуба и имплантата

Клинический успех и долговечность эндостальных дентальных имплантатов в качестве несущих нагрузку опор зависят в основном от механической среды, в которой они функционируют. План лечения должен учитывать дизайн, количество и положение имплантатов. Если имплантаты жестко зафиксированы, крестальная кость имеет правильный контур, десны здоровы, то главной причиной первоначальной и долгосрочной потери кости вокруг имплантатов является механический стресс, или напряжение, выходящие за границы физиологической нормы для твердых тканей.

Окклюзионная перегрузка и ее взаимосвязь с перегрузкой и несостоятельностью имплантатов является признаваемым всеми феноменом. Окклюзионная перегрузка как фактор, связанный с потерей крестальной кости, хотя и не ведущий напрямую к несостоятельности, воспринимается более противоречиво. Некоторые специалисты полагают, что если окклюзионная перегрузка вызовет потерю крестальной кости, то этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока имплантат не станет несостоятельным. Проблема окклюзионной перегрузки и ее взаимосвязь с потерей крестальной кости изучены Misch и др. Исследования на животных, результаты клинических исследований, биомеханическая оценка, физиология и специальные исследования костной ткани поддерживают концепцию, что стрессы могут вызвать потерю крестальной кости.

После успешной хирургической и протезной реабилитации с помощью пассивного протеза вредоносные стрессы и нагрузки, действующие на имплантат со стороны окружающих тканей, являются, в основном, результатом окклюзионных контактов. Результаты исследований осложнений (протез или костная поддержка), развивающихся после установки протезов, определяют окклюзию как решающий фактор успеха или провала.

Выбор окклюзионной схемы для протезов с опорой на имплантаты широк и иногда противоречив. Почти все концепции протезирования основаны на принципах, установленных для естественных зубов и перенесенных на имплантационные системы почти без изменений. Такой подход оправдан. Носители протезов, по литературным источникам, демонстрируют нижнечелюстную подвижность и скорость движений, отличающиеся от пациентов с естественными зубами. Однако после установки адентичным пациентам несъемных реставраций с опорой на имплантаты смещение челюсти при открывании рта и функционировании становится сходным по показателям подвижности и скорости с параметрами пациентов с естественными зубами. Gartner и соавт. также продемонстрировали сходное привычное жевание у пациентов с имплантатами и естественными зубами. Миограммы, выполненные пациентам во время действия максимальных окклюзионных сил, показывают, что группа пациентов с имплантатами активирует такие же рабочие и нерабочие мышцы, как и пациенты с естественными зубами. Следовательно, логика определения окклюзии для имплантатов как производной от окклюзионных принципов естественных зубов очевидна.

Однако не опубликовано результатов никаких контролируемых клинических исследований, сравнивающих различные теории окклюзии для естественных зубов, не говоря уже об имплантатах. Показатели выживаемости имплантата (не качество здоровья), опубликованные различными специалистами, часто похожи, хотя рекомендации по выполнению реставрации различаются. Однако эти утверждения означают не уменьшение важности окклюзии и поиска точных окклюзионных взаимоотношений, а наоборот, попытку расширить понимание специалистами этих проблем в ближайшем будущем.

Множество факторов в популяции делают невозможными серийные исследования различных имплантационных окклюзионных концепций. Вместо того чтобы решать проблемы, которые приводят к потере имплантата, кости и другим протезным осложнениям, полезен анализ факторов риска. Например, курение является фактором риска для здоровья. Не у всех курильщиков появляются проблемы со здоровьем в результате курения, но медицина рассматривает курение как повышенный фактор риска. Также неконтролируемый диабет является фактором риска для здоровья пародонта. Факт, что некоторые пациенты с диабетом не имеют никакого заболевания пародонта, не исключает диабет из перечня факторов риска. По аналогии, факторы риска, связанные с величиной биомеханического стресса, могут лечь в основу плана лечения в имплантационной стоматологии. Например, протезы с опорой на имплантаты и длинными консолями могут быть успешными в ряде случаев; однако биомеханические факторы ясно указывают на повышенный риск и ограничения при их использовании.

Биомеханические параметры являются отличными индикаторами повышенного риска, поскольку они объективны и могут быть измерены. Стоматолог может определить, какое состояние представляет больший риск и насколько этот риск увеличен. Таким образом, окклюзионные концепции, представленные в этой статье, основываются на биомеханических факторах риска.

Протезист отвечает за минимизацию перегрузки в зоне контакта «кость-имплантат». Мероприятия по минимизации перегрузки включают:

• правильную диагностику, ведущую к плану лечения, который обеспечит адекватную поддержку и который основан на анализе индивидуальных силовых факторов пациента;

• изготовление пассивного протеза с адекватной ретенцией и формой;

• обеспечение прогрессивной нагрузки для улучшения количества и плотности прилегающей костной ткани, а также для еще более выраженного снижения риска развития стресса, выходящего за физиологические пределы.

Конечным элементом является разработка окклюзионной схемы, которая минимизирует факторы риска и обеспечит функционирование реставрации в гармонии с остальной частью зубочелюстной системы.

Окклюзия, защищающая имплантат

Хорошая окклюзионная схема является главным фактором долгосрочной выживаемости, особенно если у пациента есть парафункция или краевые выступы. Неадекватная окклюзионная схема увеличивает величину нагрузки, механические стрессы (и напряжение) на гребне кости. Эти факторы увеличивают частоту развития осложнений протеза и поддерживающей его костной ткани. Окклюзия, защищающая имплантат (ОЗИ), была ранее представлена как медиальная позиционированная лингвализированная окклюзия. Со стрессовыми условиями связаны ранняя несостоятельность имплантата, ранняя потеря кости, промежуточная или поздняя несостоятельность имплантата, промежуточное или позднее ослабление винта (абатмента или колпачка), расцементирование реставрации, разлом компонентов, фарфора или протеза. Потеря кости может привести к формированию борозды с глубиной, при которой развиваются условия для существования анаэробных микроорганизмов, и к периимплантационным заболеваниям. Эта окклюзионная концепция отсылает специалистов к окклюзионному плану, специально созданному для реставраций с опорой на эндостальные имплантаты, который обеспечивает необходимые условия для большего клинического срока службы имплантатов и протезов. Биомеханические факторы риска могут проявляться на разных уровнях системы. Биомеханическое обоснование этой концепции публикуется после долгосрочного клинического изучения.

В этой статье клинические выводы делаются на основании базисных протезных концепций, биомеханических принципов, относящихся к кости, и анализа по методу конечных элементов, с целью уменьшить вредные окклюзионные нагрузки и создать последовательную окклюзионную концепцию. Концепция ОЗИ обращается к нескольким состояниям, чтобы уменьшить стресс на зону контакта «кость-имплантат», включая синхронность окклюзионных контактов, влияние площади поверхности имплантата, взаимозащищенную артикуляцию, угол тела имплантата или коронки к направлению действия окклюзионной нагрузки, угол бугра коронки, консольное (офсетное) расстояние, высоту и контур коронки, защиту самого слабого компонента и окклюзионный материал коронок имплантатов.

Сравнение подвижности естественного зуба и имплантата

По сравнению с имплантатом конструкция поддерживающей системы естественных зубов уменьшает силы, действующие на крестильную кость, посредством нескольких механизмов. Пародонт, биомеханический дизайн, модуль эластичности материала, комплекс нервов и кровеносных сосудов, окклюзионный материал и тип прилегающей кости объединены общей функциональной задачей снижения риска окклюзионной перегрузки. Фиброзная ткань (пародонтальная связка), окружающая естественные зубы, действует в качестве эластичного амортизатора, уменьшающего величину стресса, действующего на крестальную кость, а также увеличивает время, в течение которого нагрузка распределяется, уменьшая таким образом импульс силы.

Наличие пародонта вокруг естественных зубов значительно уменьшает величину стресса, передаваемого на кость, особенно в области ее гребня. Трансмиссия силы является настолько полной, что тонкий слой кортикальноподобной костной ткани (кортикальная пластинка лунки зуба) формируется вокруг зуба. Когда зуб потерян, кортикальная пластинка исчезает, демонстрируя, что она является результатом идеальной передачи напряжения на кость. По сравнению с зубом прямой контакт кости с имплантатом не столь эластичен, поэтому энергия окклюзионной силы рассеивается не полностью (смещение пародонта рассеивает энергию) и перенаправляет высокоинтенсивное силовое воздействие на прилегающую кость. Аналогией этого процесса является разница в ударе по гвоздю стальным и резиновым молотком. Более жесткий стальной молоток передает силу с большей интенсивностью и загоняет гвоздь дальше в дерево, а не рассеивает энергию посредством деформации, как резиновый.

Подвижность естественного зуба может возрасти из-за окклюзионной травмы. Эта подвижность рассеивает стресс и напряжение, направленные на прилегающую кость или протезные компоненты. После того как окклюзионная травма устранена, зуб может вернуться к своей первоначальной подвижности. Подвижность имплантата также может появиться при окклюзионной травме. Однако после того как нарушающий окклюзию элемент устранен, имплантат редко возвращается в свое начальное состояние жесткой фиксации. Вместо этого его здоровье ухудшается, и обычно наступает несостоятельность.

Латеральная сила, действующая на естественный зуб, рассеивается быстро в направлении от кромки кости к верхушке зуба. Здоровый естественный зуб при действии латеральной нагрузки смещается почти сразу на 56-108 мкм и поворачивается на 2/3 вниз по направлению к конусовидному апексу. Это действие минимизирует влияние нагрузки на гребень кости. Имплантат не демонстрирует первичного смещения в момент начала действия нагрузки, но для него характерно вторичное смещение на 10-50 мкм под действием подобных латеральных нагрузок, что связано с вязко-эластичным смещением кости. Кроме того, он при этом не поворачивается (как зуб) по направлению к верхушке, а наоборот, концентрирует более высокие силы у гребня окружающей его кости. Следовательно, если начальную ангулированную нагрузку (например, преждевременный контакт) равной силы и направления создать на имплантате и естественном зубе, то на имплантат будет действовать большая ее часть, которая не рассеивается на окружающие структуры.

Ширина почти любого естественного зуба больше ширины имплантата, используемого для его замещения. Чем больше ширина трансоссальной структуры (зуба или имплантата), тем меньше величина стресса, передаваемого на окружающую кость. Форма поперечного разреза естественного зуба в области края гребня биомеханически оптимизирована для сопротивления латеральным (щечно-язычным) нагрузкам из-за сопротивления перелому от изгибания зуба (момента инерции) и направления окклюзионных сил. Поэтому передние зубы нижней челюсти более крупные в фациально-лингвальном направлении (чтобы сопротивляться протрузивным силам), клыки имеют иную форму поперечного разреза, чем другие передние зубы, и выдерживают латеральные нагрузки в большем количестве направлений, а моляры имеют более крупные размеры, чем премоляры (наибольшая окклюзионная сила в области моляров). Почти все имплантаты являются круглыми на поперечном разрезе, что менее эффективно для сопротивления боковым изгибающим нагрузкам и последующей концентрации стресса в крестальной области челюстей. Кроме того, размер имплантата часто определяется скорее объемом существующей кости, чем величиной и направлением силы.

Модуль эластичности зуба ближе к кости, чем модуль любых доступных биоматериалов для дентальных имплантатов. Чем выше разница в гибкости между 2 материалами (металл и кость или зуб и кость), тем больше потенциальное относительное движение, создаваемое между 2 поверхностями в трансоссальной области. Следовательно, при сходных механических нагрузках имплантаты создают больший стресс и напряжение на гребне кости по сравнению с зубом.

Признаки, указывающие на возможность существования преждевременных контактов или окклюзионной травмы естественных зубов, обычно обратимы и включают гиперемию и чувствительность к окклюзии или холоду. Это состояние часто встречается у пациента, обращающегося за лечением для уменьшения чувствительности, которое обычно проводится посредством окклюзионной коррекции и уменьшения величины силы, а значит, и стресса. Если пациенту не выполнили окклюзионную коррекцию, то подвижность зуба еще больше увеличивается, чтобы уменьшить эффекты окклюзионных сил. Если пациент все еще не обращается за профессиональным лечением по поводу увеличенной подвижности, зуб может ортодонтически мигрировать из области окклюзионного стресса. Даже чрезмерно выраженные оральные и язычные привычки могут вызвать миграцию зуба.

Первоначальные обратимые признаки и симптомы травмы естественных зубов не наблюдаются при наличии эндостальных имплантатов. Мягкие ткани в зоне контакта между телом имплантата и костью отсутствуют, это приводит к тому, что самая значительная часть силы концентрируется вокруг трансоссальной зоны контакта «кость-имплантат». Величина стресса может вызвать микропереломы кости, ее патологическую перегрузку и потерю кости, привести к механической несостоятельности компонентов протеза или имплантата. В отличие от обратимых признаков и симптомов, демонстрируемых естественными зубами, потеря кости вокруг имплантата или ненадежные реставрации чаще всего не имеют предупреждающих об опасности признаков. Чувствительность при окклюзии при наличии имплантатов встречается редко и является признаком более серьезных осложнений. Потеря крестильной кости вокруг имплантатов необратима без хирургического вмешательства и приводит к снижению имплантационной поддержки и увеличению глубины десневой борозды вокруг абатмента. Как результат, если только плотность кости не возрастает или величина или продолжительность действия силы не уменьшается, состояние, скорее всего, будет прогрессировать, или даже его развитие ускорится, пока имплантат не будет потерян. Кроме этого, имплантаты не могут перемещаться ортодонтически под действием силы.

Естественные зубы и их пародонтальные связки обеспечивают проприоцепцию и раннее выявление окклюзионных нагрузок и помех. Как результат, окклюзионные силы при жевании или парафункции могут иметь меньшую величину. В частности, сравнили 3 группы пациентов, которые удерживали арахис между зубами в течение 3 с и затем раскусывали его. Группа с естественными зубами не имела никаких проблем с удерживанием арахиса или раскусыванием. Группа пациентов с протезами испытывала проблемы с удержанием орехов, но они не выпускали их и не смещали. Группа пациентов с имплантатами не имела никаких проблем с удерживанием арахиса на месте. Однако пациенты с имплантатами и протезами раскусывали арахис с силой в 4 раза большей, чем группа с естественными зубами. Следовательно, отсутствие проприоцепции может привести к большей окклюзионной силе у пациентов с имплантатами.

В отличие от имплантатов, зубы получают пользу от окклюзионной проприоцепции. Jacobs и van Steenberghe оценили окклюзионную проприоцепцию посредством восприятия помехи. Если естественные зубы противолежат друг другу, то помехи размером 20 мкм уже воспринимаются пациентом. Имплантат, противолежащий естественному зубу, обеспечивал восприятие помехи размером 48 мкм. Имплантат, противолежащий имплантату, позволяет воспринимать помехи размером 64 мкм, а когда зуб противолежит перекрывающему протезу с опорой на имплантаты – 108 мкм (в 5 раз хуже, чем естественные зубы, противолежащие друг другу). Как результат, преждевременные окклюзионные контакты на зубах обычно связаны с модификацией дуги закрытия и снижением силы до центральных отношений или полной интеркуспидации. Кроме того, нижняя челюсть может закрываться в ином положении, чтобы избежать преждевременного контакта, и привести к центральной окклюзии, отличающейся от окклюзии центрального отношения. Mericske-Stem и соавт. измеряли тактильную чувствительность полости рта при помощи стальной фольги. Порог выявляемости минимального давления был значительно выше на имплантатах, чем на естественных зубах (3,2 в сравнении с 2,6). Сходные данные также сообщили Hammerle и соавт., средний порог для имплантатов (100,6 г) был в 8,75 раза больше, чем таковой для естественных зубов (11,5 г). К сожалению, из-за снижения окклюзионной проприоцепции имплантатов преждевременные контакты не стимулируют адаптацию. Кроме того, преждевременные контакты часто имеют меньшую площадь области нагрузки, следовательно, развивается больший стресс (S = F/A, где S – стресс, F – сила, А – площадь поверхности, на которую действует сила). Контакты чаще всего находятся на скатах задних зубов, что также создает ангулированную нагрузку и больший стресс в зоне контакта «имплантат-кость».

Проприоцептивная информация, передаваемая зубами и имплантатами, также отличается по качеству. Зубы дают чувство быстрой болезненной чувствительности при повышенном давлении, которое запускает защитный механизм. С другой стороны, имплантаты вызывают ноющую, тупую боль, которая запускает отсроченную реакцию.

Клинические доказательства окклюзионной травмы зубов включают увеличение толщины всего пародонта и повышение рентгеноконтрастности и толщины кортикальной пластинки лунки зуба, наблюдаемые на рентгенограммах и не ограниченные краем гребня. Не существует никаких генерализованных рентгенографических признаков вокруг имплантата при действии чрезмерной окклюзионной силы, за исключением области гребня, демонстрирующей потерю кости, которая может быть неправильно интерпретирована как периимплантационное заболевание, вызванное бактериями.

Зуб может демонстрировать клинические признаки возрастающего стресса, такие как фасетки стертости на эмали, стрессовые линии, линии Лудера (в амальгамовых пломбах), пришеечную абфракцию и ямки на буграх зубов. Коронки имплантата редко демонстрируют какие-либо клинические признаки, кроме усталостной несостоятельности. Как результат, присутствует меньше диагностических признаков, которые могут предупредить стоматолога о том, что надо уменьшить стресс, действующий на поддерживающую протез систему. Протезные и фиксирующие винты абатмента и тела имплантата также восприимчивы к усталостной несостоятельности и стрессовой коррозии, приводя к значительному увеличению стресса и большей частоте случаев несостоятельности других имплантатов в протезе.

Зуб медленно прорезается и включается в окклюзию, он присутствует в полости рта с детства. Окружающая кость развивается в ответ на биомеханические нагрузки. Постоянные зубы прорезаются постепенно, в том числе и в то время, когда часть из них уже присутствуют. Следовательно, пародонтальные ткани имеют время организоваться, чтобы выдержать повышенные нагрузки, включая и создаваемые прикрепленным протезом. Стоматологом вокруг имплантата проводится только прогрессивная нагрузка кости, при этом нагрузка растет быстрее и по интенсивной схеме.

Если имплантаты подвержены повторяющимся окклюзионным нагрузкам, могут появиться микроскопические стрессовые переломы, рабочее напряжение и усталость. Компоненты имплантата, винты колпачка или цемент не могут адаптироваться к этим состояниям и, в конечном счете, ломаются. Имплантат должен служить в течение многих лет, и долгосрочные осложнения, связанные с разломом, пока не оценены в должной степени. Следовательно, окклюзионные силы могут привести к малым изменениям, способным вызвать более серьезные долгосрочные проблемы с точки зрения выживаемости, как результат осложнений со стороны кости или компонентов имплантата.

Стоматолог использует показатели подвижности, чтобы оценить качество естественного абатмента. Зуб с индексом подвижности 0 по Миллеру считается прочнее зуба с подвижностью 1. Имплантаты имеют намного меньшую подвижность, чем зубы. Фразы типа «тверд, как скала» первоначально использовались для описания их жесткой фиксации. Как результат, стоматолог может считать имплантат более сильным абатментом, чем зуб, особенно когда в литературных источниках приводятся данные, что консоли вне 4 передних абатментов можно использовать для восстановления всей дуги. Однако при рассмотрении факторов стресса подвижность является преимуществом. Естественный зуб с его модулем эластичности, подобным кости, пародонтальная связка и уникальный размер и поперечное сечение представляют почти совершенную систему оптимизации стресса. Фактически она так хорошо справляется со стрессом, что слабым звеном является бактериальное заболевание. Имплантат справляется со стрессом плохо (концентрируя стресс на кромке гребня кости), имеет модуль эластичности, в 5-10 раз, отличающийся от модуля кости, и не способен увеличивать подвижность без развития несостоятельности, поэтому именно стресс является самым слабым звеном в системе. Как результат, поиск способов снизить стресс является постоянной проблемой для минимизации риска имплантационных осложнений.