Использование сверхэластичных материалов с памятью формы в ортопедической стоматологии и ортодонтии

Молчанов Н.А. (molchanovs72@mail.ru) НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы, г. Томск

За последние годы в ортодонтии выделилось новое направление аппаратурного лечения с использованием сверхэластичных материалов с памятью формы. Теоретической основой для этого послужили научные достижения российских ученых фундаментального и прикладного характера, установивших, что ткани организма и других биологических систем обладают высокими сверхэластичными свойствами: способны не разрушаться при значительных деформациях в условиях многократных нагружений и вибраций, восстанавливать исходную структуру и проявлять эффект памяти формы.

Применение в ортодонтии нового класса биосовместимых медицинских материалов позволяет достигнуть постоянного дозированного давления на зубочелюстную систему, способствующее эффективной перестройке тканевых структур.

Принципиально новым подходом в разработке ортодонтических конструкций является метод литья никелида титана, благодаря которому появилась возможность изготовления биомеханически совместимых с тканями организма аппаратов, состоящих полностью из сверхэластичного материала. Также имеется возможность изготовления лечебных конструкций из сплавов на основе никелида титана с различными свойствами отдельных литых частей, что достигается с помощью локального отжига и позволяет аппарату в процессе функционирования подстраиваться под изменившиеся соотношения элементов челюстей. Передача силового воздействия через литые базисы конструкции на слизистую оболочку альвеолярных отростков происходит на большую площадь, чем в традиционных аппаратах, с подключением средне и хорошо

податливых тканей, что устраняет очаги локальной концентрации давления на челюсть. Отсутствие замковых приспособлений и тонкая литая базисная часть (0,3-0,5 мм) практически не нарушают физиологической деятельности языка и способствуют быстрой адаптации к данному классу аппаратов.

Процесс изготовления литых ортодонтических конструкций из сплавов на основе никелида титана включает предварительное формирование проволочных действующих элементов, которое осуществляется с помощью специального аппарата БП-01, преобразующего электрическую энергию в тепловую. В комплект аппарата входят электроды, выполненные в виде напалечников и карандашей с разветвленной рабочей частью, позволяющие осуществлять моделирование различных проволочных элементов из никелида титана непосредственно на реконструированной модели челюсти, что значительно упрощает технологию изготовления и повышает точность конструкции. Готовые проволочные действующие элементы устанавливают на огнеупорной модели в восковой базис, моделируют фиксирующие приспособления и переводят восковую композицию методом литья в металл. Этапы изготовления конструкции кроме общепринятых в стоматологии включают химическую полировку в смеси кислот и механотермическую обработку.

В ортодонтии сплавы на основе никелида титана применяются для изготовления механических, функциональных и комбинированных типов аппаратов. Эффективность функционально-действующих конструкций с памятью формы продемонстрирована многолетним опытом использования регуляторов функций Френкля в Клинике дентальной имплантологии НИИ ММ (г. Томск). Сверхэластичное действие конструкции благоприятно сказывается на перестройке тканей зубочелюстной системы, увеличивает амплитуду движений нижней челюсти, позволяя последней амортизировать в конструктивном прикусе, что значительно уменьшает вероятность развития осложнений со стороны височно-нижнечелюстного сустава, и способствует более быстрой адаптации к аппарату. Преформирование проволочных

элементов функционально-действующих конструкций осуществляется при помощи аппарата БП-01 с электродами, представленными крампонными щипцами. С помощью данной технологии возможно изготовление всего спектра ортодонтических проволочных элементов с памятью формы, использующихся в съемных конструкциях. Наиболее перспективными действующими элементами из сплавов на основе никелида титана являются элементы, выполненные в виде скрученных проволок, позволяющих при сохранении механической прочности значительно снизить нагрузку на перемещаемые ткани и приблизить по действию механические аппараты к функциональным. Снижение постоянного напряжения, сообщаемого перемещаемым тканям в процессе лечения, является благоприятным фактором остеогенеза, способствующее уменьшению вероятности рецидива зубочелюстной аномалии и ускорению сроков активного лечения.

В НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы (г.Томск) разработана специальная наноструктурная ортодонтическая нить из сплава на основе никелида титана диаметром менее 80 мкм. Для создания напряжений на перемещаемые ткани в конструкции аппарата используется деформация нити в условиях растяжения. Использование нити позволило максимально применять на практике возможности сплавов на основе никелида титана. Работу преобразующего элемента в виде ортонити можно представить на диаграмме. Отличие поведения элемента при изотермических и адиабатических условиях минимальны, а диаметр ортонити позволяет минимизировать объем конструкции и тем самым снизить зависимость от перепада температуры в полости рта. В предлагаемой ортодонтической системе можно создавать однородные напряжения более оптимально, чем при использовании деформации изгибом. В зависимости от целей терапии, могут быть задействованы одна и более ортонитей, располагающиеся на разных поверхностях зубов и влияя на зубы в трех взаимоперпендикулярных плоскостях.