Высота коронки также влияет на величину латеральных или консольных сил, распределяемых вдоль имплантата. Высота коронки является вертикальной консолью или рычагом. Чем выше коронка, тем больший момент силы образуется при латеральных нагрузках. Поскольку стресс при наличии жестко фиксированного имплантата концентрируется в области гребня, то увеличение высоты коронки повышает его. При увеличении высоты коронки на 1 мм сила может вырасти на 20%. Следовательно, увеличение высоты коронки с 10 до 20 мм может привести к росту стресса на 200%.
Вертикальное расстояние от окклюзионной плоскости до противолежащего ориентира для введения имплантата обычно постоянно. Следовательно, по мере резорбции кости высота коронки увеличивается, а высота сохранившейся кости уменьшается. Между высотой коронки и высотой имплантата существует косвенная взаимосвязь. Умеренная потеря кости приводит к формированию отношения высоты коронки и высоты имплантата, превышающего 1, и воздействию на крестальную кость больших латеральных сил, чем если бы кость была сохранена и высота коронки была бы меньше. Между действующей нагрузкой и внутренним стрессом существуют линейные взаимоотношения49-. Следовательно, чем больше величина действующей нагрузки, тем больше растягивающий и компрессионный стресс, передающийся на компоненты протеза в область контакта имплантата с костью. Однако при многих видах имплантационного лечения большее количество имплантатов устанавливают в областях с сохраненным объемом кости и меньшее — в зонах атрофии кости. Противоположный сценарий также должен существовать. Чем меньше объем кости, тем больше высота коронки и тем большее количество имплантатов показано.
Определителем величины стресса, действующего на протезную систему, является соотношение «коронка/корень» естественных зубов. Однако имплантаты не закручивают глубже чем на 2/3 расстояния до апекса корня потерянного естественного зуба, поэтому силы действуют на кромке гребня. Использование более длинного имплантата не противодействует эффекту увеличения высоты коронки. Вместо этого необходимо увеличить площадь функциональной нагрузки за счет увеличения количества, размера и выбора дизайна имплантатов.
Жевательная динамика ответственна за величину силы, действующей на имплантат. Стоматолог оценивает несколько параметров, влияющих на жевательную динамику: размер, пол, возраст и скелетные характеристики. Габариты пациента также могут влиять на окклюзионную силу. У крупных мужчин атлетического сложения силы могут быть большими, чем у пациентов слабого телосложения. В целом сила у женщин на 9 Н меньше, чем у мужчин. У пациентов пожилого возраста отмечается меньшая окклюзионная сила, чем у молодых. Кроме того, молодые пациенты живут дольше, и им требуется дополнительная поддержка протеза имплантатами в течение длительного времени. 80-летнему пациенту поддержка имплантатами (при прочих равных условиях) понадобится на меньший срок, нежели 20-летнему юноше.
Максимальная окклюзионная сила уменьшается, по мере того как прогрессирует атрофия мышц после потери зубов. Через 30 лет после потери естественных зубов максимальная окклюзионная нагрузка может не превышать 3,5 Н/см. Однако через 3 года после установки имплантатов она может увеличиться на 300%. Следовательно, пол, мышечная масса, занятия спортом, рацион питания, состояние зубной дуги, физическое состояние, возраст — все эти факторы влияют на силу мышц, жевательную динамику и, следовательно, на максимальную окклюзионную силу.
Максимальная окклюзионная нагрузка больше в области моляров и снижается по направлению к передним областям полости рта. Нагрузка в передней резцовой области составляет примерно 24—35 Н/см2 в области клыков -32-69 Н/см2; в области моляров — 87,5-172,5 Н/см. Машоиг и соавт.54 проводили оценку окклюзионных нагрузок математическим способом, используя плечо рычага III класса, где в качестве точки опоры выступали мыщелки, а силу обеспечивали жевательная и височные мышцы. Аналогичные цифры были получены при математических расчетах и путем прямых измерений. Кроме того, нагрузка на втором моляре была на 10% больше, чем на первом моляре, находясь в диапазоне 97-190 Н/см. Передняя окклюзионная нагрузка уменьшается при отсутствии задних контактов зубов и увеличивается при наличии задней окклюзии или эксцентрических контактов. Помимо механических свойств рычага III класса существует также биологический компонент возрастающей окклюзионной нагрузки в задних областях полости рта. Когда задние зубы находятся в контакте, большие жевательные мышцы сокращаются. Когда задние зубы не находятся в контакте, 2/3 височной и жевательной мышц выключены из функции и не сокращаются. Как следствие, окклюзионная нагрузка уменьшается.
В передних областях полости рта, где сила меньше, корни передних зубов меньше по диаметру и площади поверхности, чем задние. Однако в имплантологии в первую очередь изменяют длину имплантата и устанавливают более длинные имплантаты в переднюю область полости рта, а более короткие — в заднюю. Эту концепцию следует модифицировать, чтобы следовать биомеханическим законам планирования лечения, аналогичным тем, которым соответствуют естественные зубы. Другими словами, имплантаты в задних областях полости рта часто должны быть большего диаметра, особенно в присутствии дополни
тельных силовых факторов. Наибольшее увеличение площади поверхности естественных зубов происходит в области моляров. Таким образом, больший диаметр имплантата особенно важен в этой области.
НАПРАВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ
Изменение направления окклюзионной нагрузки приводит к существенным различиям в величине сил, действующих на имплантат. Силы оказывают на имплантат растягивающее, компрессионное или поперечно-сдвигающее воздействие. Кость более устойчива к компрессионным силам, на 30% менее устойчива к растягивающему воздействию и на 65% — к поперечносдвигающему. Трехмерный анализ показал, что почти все виды стресса наблюдаются в коронковой части контакта «кость- имплантат»49-. Гораздо меньший стресс возникает при действии на имплантат вертикальных нагрузок по сравнению с угловыми. Латеральные силы дают увеличение стрессовой компрессии примерно на 50-200% по сравнению с вертикально направленными, а растягивающий стресс может увеличиться более чем в 10 раз. Что еще хуже, поперечно-сдвигающий силовой компонент отсутствует при действии аксиальной нагрузки, но он очень существенно возрастает при увеличении угла отклонения от оси. Поскольку ранняя потеря крестильной кости развивается в соответствии с аналогичной стрессу схемой, то от уменьшения уровня крестального стресса напрямую зависит улучшение состояния и долговечности имплантата. Направление силы — один из наиболее важных факторов, подлежащих исследованию во время планирования имплантационного лечения.
Передние зубы или имплантаты верхней челюсти редко размещают в направлении действия окклюзионных сил. Направление средней окклюзионной нагрузки, действующей на естественные зубы, на 12° отклоняется от оси зуба. После потери зуба кость начинает резорбироваться с губной стороны, и в этой области часто имеют место вогнутости. Поэтому верхушку имплантата часто размещают с ангуляцией в нёбную сторону. Имплантаты премоляров нижней челюсти лучше всего позиционировать для аксиальной нагрузки. Имплантаты моляров нижней челюсти можно устанавливать с язычным наклоном тела, чтобы избежать перфорирования поднижнечелюстной ямки. Эти анатомические конфигурации влияют на ангуляцию имплантатов и на окончательный план лечения. Если окклюзионные силы не удается направить вдоль продольной оси тела имплантата, следует подумать об использовании дополнительных имплантатов, более широких имплантатов, редукторов стресса в протезе или перекрывающего протеза.
Интересное примечание: зубы с наименьшим диаметром и площадью поверхности находятся в области нижней челюсти. На эти зубы действуют наименьшие окклюзионные силы и нагрузка вдоль продольной оси в центральной окклюзии. Передние зубы верхней челюсти имеют сходную окклюзионную нагрузку, но ее направление является ангулированным. Нагрузка, действующая на передние зубы верхней челюсти, компенсируется посредством увеличения их диаметра и площади поверхности. Однако в имплантационной стоматологии планы лечения часто предполагают размещение большего количества имплантатов и имплантатов большего размера в передних отделах нижней челюсти по сравнению с любым другим местом на дуге. Биомеханический лечебный план предполагал бы размещение наименьшего количества и самых маленьких имплантатов в передних отделах нижней челюсти, если бы других силовых факторов не было.
Естественные зубы передают через окклюзионные контакты большие силы, нежели полные протезы с опорой на мягкие ткани. Кроме того, максимальная окклюзионная нагрузка у пациентов с полными протезами меньше, она может составлять 3,5-18 Н/см. У тех, кто носит протезы недавно, сила обычно больше, а с течением времени ее величина уменьшается. Постепенно у пациента, страдающего адентией, формируется атрофия мышц, истончение тканей ротовой полости из-за возраста или заболевания и атрофия кости. Для некоторых пациентов характерно постоянное стискивание протезов, которые они носят, что может поддерживать мышечную массу. Однако это же обстоятельство обычно ускоряет потерю кости. Протезы с опорой на имплантаты улучшают жевательную функцию и дают возможность более последовательного восстановления окклюзии центрального отношения в процессе функционирования. Максимальная нагрузка связана с объемом поддержки протеза зубами или имплантатами.
При функционировании полного несъемного протеза с опорой на имплантаты не используется проприоцепция, как это происходит при наличии естественных зубов, и пациенты жуют с силой в 4 раза большей. Таким образом, наибольшие силовые факторы действуют напротив протезов с опорой на имплантаты. Кроме того, преждевременные контакты при окклюзии или во время парафункции не изменяют путь закрытия, поскольку по сравнению с естественными зубами у пациентов с протезами с опорой на имплантаты возможности окклюзии снижены.
На частичные протезы действуют силы, промежуточные по своему значению между таковыми для естественных зубов и полных протезов, их величина может зависеть от расположения и состояния имеющихся зубов, мышц и суставов. Уровень силового воздействия у частично адентичного пациента с несъемными протезами с опорой на имплантаты более сходен с таковым у пациента с естественными зубами, но отсутствие проприоцепции может увеличить величину нагрузки во время парафункции.
Силовые факторы пациента варьируют у разных людей. Имплантат должен быть сконструирован таким образом, чтобы выдерживать нагрузку и сопротивляться стрессам, когда реставрация функционирует. Идеальный план лечения может быть создан с учетом количества и расположения отсутствующих зубов. План лечения затем модифицируют в зависимости от индивидуальных силовых факторов, характерных для каждого пациента.
Необходимо всесторонне проанализировать объем поддержки, необходимый для протеза. Использование слишком малого количества имплантатов или имплантатов слишком маленького размера может привести к потере кости, разлому компонентов имплантационной системы и несостоятельности протеза. Общим правилом является то, что лучшим способом снизить риск биомеханической перегрузки является установка дополнительного имплантата.
6 наиболее важных силовых факторов, связанных с состоянием пациента, были рассмотрены в этой главе. Из них парафункция наиболее важна при составлении плана лечения.