Моделирование долговременных ортодонтических перемещений при помощи конечно-элементного анализа вязкоупругой модели периодонтальной связки

С. Гаврюшин, Е. Демишкевич

Abstract: Ортодонтическое лечение заключается в приложении нагрузок к элементам зубочелюстной системы. Биологический процесс, проходящий под воздействием ортодонтических нагрузок, приводит к перемещению зубов сквозь поддерживающие их костные ткани. Периодонтальная связка – тонкая соединительная ткань между зубом и альвеолярной костью – является ключевым элементом, влияющим на характер ортодонтических перемещений. Периодонтальная связка отвечает за снабжение окружающих её костных тканей питательными веществами, таким образом, изменения в её напряженно-деформированном состоянии приводят к резорбции или наращиванию костных тканей. Моделирование долговременных ортодонтических перемещений исследовалось разными авторами, однако большинство работ опирается на эмпирические законы перестроения кости. Целью данного исследования является представление концепции моделирования ортодонтических перемещений, основанной на природе биохимических процессов, проходящих в периодонте. В работе описано влияние деформированного периодонта на перестроение окружающих его костей. Перемещение зубов в предложенной модели рассматривается как итерационный процесс, где на каждом шаге вычисляются перемещения, а затем перестраивается костная ткань согласно измененному положению зуба и описанному поведению периодонтальной связки. Для вычисления напряженно-деформированного состояния периодонта использовался метод конечных элементов. Периодонтальная связка моделировалась как вязкоупругий материал, где упругие характеристики соответствуют начальным перемещениям зуба, а вязкие характеристики представляют долговременное перемещение, вызванное перестроениями костной ткани. Разработанный метод позволяет смоделировать ортодонтические перемещения с высокой степенью достоверности, используя для анализа модели конкретных клинических случаев.

Keywords: зубочелюстная система; конечно-элементный анализ; ортодонтическое лечение; перемещение зуба

Date published: 2019-02-01