При ортодонтическом лечении закрытие пространства после удаления зуба является распространенной процедурой. При этом используются два основных метода: 1) закрытие промежутка изогнутой петлей на дуге за счет активации, обеспечивающей силы, которые приводят к движению зубов. Такая система имеет недостаток, так как требует постоянной реактивации петли; 2) закрытие промежутка скользящей механикой. Зубы с брекетами двигаются под действием толкающих сил. Эта сила может быть применена с помощью различных методов: пружин из нержавеющей стали (SS), сплава кобальт-никель-хром (Co-Ni-Cr), или никелида титана (NiTi), или эластомерного материала. Закрытие промежутка ортодонтическими пружинами с памятью формы является важным аспектом ортодонтического лечения. Использование легких непрерывных сил в течение относительно длительного периода активации при ортодонтической коррекции несъемной техникой с удалением отдельных зубов позволяет проводить эффективное перемещение зуба с меньшим количеством негативных побочных эффектов [1]. NiTi-пружины не имеют проблемы быстрой потери силы и создают легкие, непрерывные силы в течение длительного диапазона активации [2]. Авторы считают, что они способны развивать более биологические благоприятные силы и таким образом потенциально приводят к более эффективному перемещению зуба, несмотря на их относительно большую стоимость по сравнению с другими материалами для закрытия пространства между зубами, такими как эластомерные цепочки и закрывающие стальные петли [6]. Известно, что в клинике ортодонтии результаты плохо коррелируют с лабораторными исследованиями [5]. Кроме того, механические свойства NiTi-пружин показали высокую степень зависимости от внутриротовых изменений температуры [4]. Клинических исследований изучения потери силы NiTi-пружин очень мало. Наше исследование направлено на оценку свойств потери силы NiTi-пружин при клиническом использовании с гипотезой пропорциональной потери силы при длительном растяжении пружины с целью эффективного закрытия промежутка между зубами. Сравнение с подобными лабораторными исследованиями поясняет общий эффект воздействия внутриротовой среды на свойства пружин. Понимание свойств потери силы NiTi-пружин в полости рта при ортодонтическом лечении позволит клиницистам получить данные для обеспечения более эффективного и действенного лечения.

Исследовались 45 (15 лабораторных и 30 клинических) NiTi-стягивающих пружин (производства США, GAC) из сплава Sentalloy 9 мм длиной без деформации и изменений силы при растяжении в диапазоне от 3 до 15 мм. Сорок пять пружин растягивались во время предварительного тестирования. Пружины крепились к крючкам динамометра. Хотя были небольшие вариации в уровнях растяжения с каждой пружиной, среднее значение силы динамометра было определено в 270 г. На этом уровне силы многие из исследованных пружин смогли достичь почти полного диапазона активации с растяжением 12 мм, рекомендованным производителем. После тестирования 15 стягивающих NiTi-пружин с исходной длиной 9 мм активировались натяжением их длины до 20 мм между штифтами акриловой пластины, которая была погружена в искусственную слюну Гипосаликс (Франция) при температуре 36,6 °С. Температура поддерживалась в инкубаторе. Динамометром измерялись и записывались показания силы растяжения в граммах соответственно их длине растяжения. Сила растяжения измерялась динамометром (класс точности — средний (III) по ГОСТ 29329–92) через определенные промежутки времени: в начале исследования, через 1, 2 и 3 мес.

Исследовались 30 стягивающих пружин из сплава никелида титана GAC исходной длиной 9 мм в клинических условиях в период лечения пациентов с удалением первых премоляров. Внутриротовые измерения были сделаны для диапазона активации пружин с помощью электронного динамометра в идентичных условиях. Были использованы брекеты версии Оvation (GAC, США, размер слота брекета (0,018 и 0,022 инч), размер дуги (0,018 инч, 0,016×0,022 и 0,018×0,025 инч) и материал дуги (медицинская сталь (SS). Измерения проводились через 4, 8 и 12 нед. При каждом посещении пациента пружина проверялась на наличие признаков деформации. Максимальная сила, достигнутая каждой пружиной на этой длине, была использована для сравнения показателей потери силы. Потеря силы соответствует максимальной силе, достигнутой пружиной при заданной длине предварительного использования, минус максимальная сила, достигнутая той же пружиной на той же длине после использования. Закрытие пространства было проведено на брекет-системе версии Ovation (GAC, США) со слотом 0,018 инч (8 пружин) и на технике со слотом 0,022 (22 пружины) в дополнение с различными размерами стальных дуг: 18 SS дуг (4 пружин), 16×22 SS дуг (12 пружин) и 18×25 SS дуг (14 пружин). В исследовании участвовали 15 пациентов (средний возраст 23,8±3,8 года, диапазон 18—35 лет). Односторонний метод ANOVA использовали для оценки различия потери силы между моментами времени для клинических пружин в трех взаимоисключающих группах (через 1, 2 и 3 мес). Различия потери силы между моментами времени для лабораторных пружин были оценены с помощью повторных измерений ANOVA.

Данные о средней потере силы для NiTi-стягивающих пружин до начала исследования в лабораторных и клинических условиях со временем (4, 8, 12 нед) представлены в табл. 1.

Клинические пружины через 4 нед использования показали среднюю потерю силы 12,7%, в то время как после 8 и 12 нед использования соответственно 20,6 и 19,4%. Таким образом, ко второму месяцу сила пружин падала в среднем на 20,6% и в течение следующего месяца статистически не изменялась, что объясняется отсутствием ее состояния активации в результате перемещения зуба.

Лабораторные NiTi-стягивающие пружины показали среднюю потерю силы 13,2% после 4 нед растяжения, 19,1% после 8 недель растяжения и 21,3% после 12 нед растяжения. Однако по мере растяжения к третьему месяцу потеря силы пружин снижалась в 2 раза. Увеличение потери силы лабораторных NiTi-стягивающих пружин с течением времени связано с их внутренними свойствами.

Не было статистически значимых различий потери силы между клиническими группами пружин через 4, 8 и 12 нед и лабораторными группами пружин через 4, 8 и 12 нед по отношению к средней потере силы со временим (табл. 2).

При клиническом закрытии промежутка ортодонтическим путем после удаления зуба не было никаких статистически значимых различий между средним количеством изменений растяжения пружины и средним количеством закрытия промежутка для каждого из клинических периодов времени. Среднее закрытие пространства для каждого периода времени (4 нед=0,97 мм, 8 нед=1,825 мм и 12 нед=2,88 мм) с общей средней скоростью ~1 мм/мес. Различия в закрытии промежутка между тремя различными периодами времени были статистически значимыми (p=0,01) (см. рисунок).

В этом исследовании сравнивали потерю силы NiTi-закрывающих пружин со временем в лабораторных и клинических условиях. В процессе работы была статистически значимая разница между потерей силы в пружинах контрольной группы (1,6%) и потерей силы клинических и лабораторных пружин (около 13%) через 4 нед растяжения (p<0,01, см. табл. 1). Это говорит о том, что распад силы испытываемых пружин в течение 4-недельного периода был связан скорее с их внутренними свойствами, чем с расхождениями между измерениями. Похожие результаты были получены через 8 и 12 нед в клинических и лабораторных условиях. Потеря силы через 4 нед использования для клинических пружин была 12,7%, а для лабораторных пружин — 13,2%.

Было проведено несколько лабораторных исследований Maganzini и соавт. [3], Manhartsberger и Seidenbusch [4], и Tripolt и соавт. [7], которые включали данные о пружинах GAC Sentalloy, также используемых в нашем исследовании [4]. Тем не менее абсолютное значение наших измеренных сил не может быть непосредственно сравнено с их результатами, потому что все пружины в нашем исследовании изначально были растянуты до полной активации 12 мм. Оказалось, в соответствии с нашими результатами, что GAC NiTi-пружины не проявляют постоянную силу 150 г во всем диапазоне активации 12 мм, как заявляет производитель.

В нашем исследовании отмечается значительное снижение силы пружин в клинической группе, приблизительно 8%, и 6% в лабораторной группе через 4—8 нед использования. Первоначальная потеря силы, как представляется, связана с внутренними свойствами самой пружины. Клинические и лабораторные данные в нашем исследовании показали, что нет статистически значимых различий в значениях силы между ними. Скорости закрытия промежутка, полученные в нашем исследовании, составляют в среднем 0,94 мм в мес и 0,24 мм в нед. В исследовании показано, что на скорость закрытия промежутка не влияет ни одна из переменных: пол, возраст, размер слота брекета, размер дуги, начальная длина растяжения пружины. Несмотря на то что в нашем исследовании все пружины были от одного производителя, была отмечена высокая степень вариабельности значений силы каждой пружины, используемой в данном исследовании.

Полученные данные имеют большое практическое значение для клиники ортодонтии. Во-первых, это указывает на необходимость более жестких принципов производства NiTi-стягивающих пружин, чтобы обеспечить достижение рекламируемых уровней силы большинства пружин. Врачи-ортодонты должны использовать внутриротовой динамометр при активации NiTi-пружин для измерения и обеспечения уровней желаемой силы, приложенной к перемещаемым зубам. В клинических и лабораторных условиях NiTi-пружины GAC теряют примерно 13% от их первоначальной силы через 4 нед клинического применения. Дополнительное снижение силы около 8% происходит от 4 до 8 нед использования, после чего уровни сил практически не меняются. Тенденция и величина потери силы NiTi-пружин в клинических и лабораторных условиях эксперимента статистически не различались. Закрытие промежутка между зубами ортодонтическим путем после удаления первого премоляра происходит со скоростью примерно 1 мм в месяц, несмотря на статистически значительное снижение начального уровня сил NiTi-пружины.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Косырева Т.Ф. — д.м.н., проф., заведующая кафедрой стоматологии детского возраста и ортодонтии Российского университета дружбы народов, Москва, Россия; e-mail: maximovish89@gmail.com; тел.: +7(964)560-5618