Расщелина губы и неба (РГН) является наиболее распространенным пороком развития челюстно-лицевой области. Частота встречаемости порока варьирует в диапазоне от 1:1100 до 1:600 жизнеспособных новорожденных [1].
Изначально порок характеризуется наличием расщелины губы, альвеолярного отростка и неба с первичной деформацией верхней челюсти из-за гипоплазии фрагментов верхней челюсти и их дистопии. В процессе онтогенеза вследствие нарушения всех основных функций челюстно-лицевой области и наличия рубцов после проведенных реконструктивных операций возникает вторичная деформация зубочелюстной системы и челюстно-лицевой области в целом. В результате формируется достаточно характерный фенотип лица пациента с расщелиной губы и неба (недоразвитие и деформация средней зоны лица, рубцовые изменения губы, дефект верхнего зубного ряда), что ухудшает эстетику улыбки и лица в целом, приводит к нарушению жевания, глотания и фонации, негативно влияя на качество жизни [2—4]. Реабилитация пациентов с РГН — это процесс, который происходит от рождения до взрослой жизни и включает команду из многих специалистов [5].
Протетическая реабилитация пациентов с РГН является основой психоэмоциональной и социальной реабилитации и широко применяется после выполнения костной пластики альвеолярного отростка с использованием всего разнообразия протезных конструкций, а также у пациентов в период временного и сменного прикуса при замещении дефекта зубных рядов искусственными зубами, фиксированными к ортодонтическим аппаратам. Вопрос о применении протетических конструкций в период смены зубов и во время ортодонтического расширения верхней челюсти и активного перемещения зубов изучен недостаточно. Имеющиеся характерные особенности верхних передних зубов (гиподентия, аномальное строение корней, отклонение оси прорезавшихся зубов и слабая их фиксация в пограничных с расщелиной отделах фрагментов альвеолярного отростка) повышают риск непрогнозируемого перемещения зубов и даже утраты зубов при проведении ортодонтического лечения. Исходя из этого, перспективным представляется поиск вариантов протезирования пациентов с РГН в период смены зубов, которое бы не препятствовало проведению ортодонтических мероприятий и содействовало повышению его эффективности, улучшало бы функциональное и психоэмоциональное состояние пациентов.
Цель исследования — повышение эффективности реабилитации подростков с РГН на основе внедрения ортопедических технологий, направленных на замещение зубо-альвеолярного дефекта в области расщелины альвеолярного отростка на этапе активного ортодонтического лечения.
Материал и методы
В отделении госпитальной ортодонтии ФГБУ ЦНИИСиЧЛХ МЗ РФ проведено обследование и ортопедическое лечение 44 пациентов в возрасте от 10 до 18 лет с односторонней и двухсторонней РГН (ОРГН и ДРГН соответственно).
Костная пластика альвеолярного отростка была проведена у 13 пациентов. Дефект верхнего зубного ряда в области расщелины альвеолярного отростка наблюдался у 100% пациентов. Все пациенты нуждались в проведении аппаратного лечения.
Клиническое обследование проводилось по общепринятой методике и включало: опрос, ознакомление с анамнезом, осмотр лица и органов полости рта. Особое внимание в контексте проводимого исследования уделялось оценке подвижности смежных с расщелиной альвеолярного отростка зубов в соответствии с классификацией Д.А. Энтина.
Фотодокументация проводилась на этапе первичного обследования пациента и ключевых этапах лечения: лицо пациента в фас и в профиль, зубных рядов в положении привычной окклюзии (прямая, правая и левая косые), верхнего и нижнего зубных рядов. Проводилось фотографирование гипсовых моделей, зубоальвеолярных пелотов и экспериментальной модели на всех этапах исследования.
При обследовании и планировании лечения пациентов анализировались цифровые ортопантомограммы (ортопантомографы Sirona, Planmeca, Orthophos) и данные компьютерной, в том числе конусно-лучевой томографии (Aquilion 64, Somatom, NewTom, Planmeca 3D, iCat, Galileos).
Функциональное исследование окклюзии (компьютерная окклюзиография) у пациентов с конструктивным прикусом проводили на аппарате «Tekscan» (Tekscan Occlusal Diagnostic System 6.00) (США). Анализировалось двухмерное и трехмерное изображение окклюзионных контактов, совокупность которых позволяет определить топографию и площадь окклюзионных контактов, окклюзионное давление (усилие) в каждой точке, траекторию баланса окклюзии.
Оценка жевательной эффективности проводилась на основе оценки степени измельчения ореха (фундук) при выполнении 20 жевательных движений с произвольным жеванием, при выполнении 20 жевательных движений с контролируемым перекладыванием тестового объекта с одной стороны на другую сторону. Оценивалось количество частиц во фракциях площадью 0,1—0,25 мм2, 0,25—0,5 мм2, 0,5—1,0 мм2, 1,0—1,5 мм2, 1,5—2,0 мм2.
Подсчет частиц во фракциях проводился с помощью компьютерного анализа цифровой фотографии в программе ImageJ. Эта программа написана сотрудниками National Institutes of Health (США), имеет открытый исходный код и распространяется без лицензионных ограничений как общественное достояние (рис. 1, 2).
Рис. 1. Подготовка к цифровому анализу количества частиц во фракциях.
а — фотографический бокс; б — цифровой снимок частиц пациента 1; в — автоматическое цифровое оконтуривание всех частиц.
Рис. 2. Интерфейс программы ImageJ.
а, б — подбор условий для оптимальной визуализации частиц; в, г — определение площади каждой частицы (в пикселях).
Зубоальвеолярный пелот (ЗАП) представляет собой съемный пластмассовый протез с включенным в него искусственным зубом (или несколькими зубами) и закрывающий дефект альвеолярного отростка в области расщелины. ЗАП плотно прилегает к слизистой оболочке в области расщелины, устанавливается «враспор» между смежными с расщелиной зубами, на искусственные зубы пелота приклеивают брекеты, ЗАП фиксируется брекетом (брекетами) к активной ортодонтической дуге. Для более плотного прилегания к альвеолярному отростку (что необходимо для правильного распределения нагрузки от активной ортодонтической дуги на верхнюю челюсть) ЗАП имеет вестибулярное и небное крылья, которые перекрывают область расщелины. При лечении пациента с ДРГН ЗАП изготавливается в виде двух тел с единым небным крылом (рис. 3).
Рис. 3. Примеры конструкции зубоальвеолярных пелотов.
а — зубоальвеолярный пелот для односторонней расщелины губы и неба; б — зубоальвеолярный пелот для двусторонней расщелины губы и неба.
Для изучения распределения напряжений в зубоальвеолярном комплексе при использовании активной ортодонтической дуги из оптически полупрозрачного эпоксидного полимера была изготовлена экспериментальная зубоальвеолярная модель (ЭЗАМ) в масштабе 1:1 на основе аксиального компьютерно-томографического среза верхней челюсти, которая отображала индивидуальные особенности толщины альвеолярного отростка и расположения зубов (выступы имитируют вестибулярную поверхность коронок зубов) (рис. 4).
Рис. 4. ЭЗАМ с полноценным зубным рядом.
а — исходная модель; б — модель с наклеенными брекетами; в — модель с фиксированой ортодонтической дугой.
ЭЗАМ исследовалась в поляризованном свете на установке с источником рассеянного белого света яркостью 1600—2000 кд/м2. При повороте анализатора относительно поляризатора на 90° проявляются интерференционные полосы — отображение распределения линий напряженности (рис. 5).
Рис. 5. Исследование ЭЗАМ в поляризационном устройстве.
а — поляризационное устройство с ЭЗАМ (угол поворота = 0°); б — интерференционная карта ЭЗАМ (угол поворота = 90°).
Исследование ЭЗАМ в поляризованном свете проводилось в три этапа: 1) регистрация исходной интерференционной карты ненагруженной ЭЗАМ (ЭЗАМ-0), отображающей исходную неоднородность материала и остаточные напряжения после изготовления и обработки модели; 2) регистрация интерференционной карты ненагруженной ЭЗАМ после приклеивания брекетов (ЭЗАМ-брекет), для исключения из последующего анализа зон изменения структуры модели из-за воздействия клея; 3) регистрация интерференционной карты ЭЗАМ после установки активной ортодонтической дуги (ЭЗАМ-дуга) с визуальной оценкой распределения силовых линий в модели (рис. 6).
Рис. 6. Интерференционная карта ненагруженной ЭЗАМ.
а — исходная интерференционная карта ЭЗАМ-0; б — интерференционная карта ЭЗАМ-брекет; в — интерференционная карта ЭЗАМ-дуга.
ОРГН на ЭЗАМ моделировалась в двух вариантах: 1) с перемычкой между большим и малым фрагментом (имитация наличия «костного мостика» между фрагментами верхней челюсти после костной пластики альвеолярного отростка) — ЭЗАМ-К; 2) без перемычки между большим и малым фрагментом (имитация отсутствия «костного мостика» между фрагментами) — ЭЗАМ-Р (рис. 7).
Рис. 7. Варианты моделирования ОРГН на ЭЗАМ-дуге:
а — ЭЗАМ-К-дуга; б — ЭЗАМ-Р-дуга.
Поляризационное исследование моделей ЭЗАМ-К-дуга и ЭЗАМ-Р-дуга проводилось по вышеописанному алгоритму.
Для экспериментального изучения особенностей распределения нагрузок в зубоальвеолярном комплексе при использовании активной ортодонтической дуги у пациентов без РГН, с ОРГН и с ДРГН проводилось сравнение интерференционных карт ЭЗАМ-0-дуги, ЭЗАМ-К-дуги и ЭЗАМ-Р-дуги (рис. 8).
Рис. 8. Интерференционные карты ЭЗАМ-0-дуги, ЭЗАМ-К-дуги и ЭЗАМ-Р-дуги.
а — интерференционная карта нагруженной ЭЗАМ после установки активной ортодонтической дуги; б — интерференционная карта ЭЗАМ-К после установки активной ортодонтической дуги; в — интерференционная карта ЭЗАМ-Р после установки активной ортодонтической дуги.
Для обоснования необходимости применения зубоальвеолярного пелота с фиксацией на активную ортодонтическую дугу при лечении пациентов с расщелиной губы и неба проводилось сравнение интерференционных карт ЭЗАМ-К-дуги и ЭЗАМ-К-дуги с компенсирующей вставкой, а также — ЭЗАМ-Р-дуги и ЭЗАМ-Р-дуги с компенсирующей вставкой (рис. 9).
Рис. 9. Влияние компенсирующих вставок на распределение сил в зубоальвеолярном комплексе при использовании активной ортодонтической дуги.
а — интерференционная карта ЭЗАМ-К-дуги; б — интерференционная карта ЭЗАМ-К-дуги с компенсирующей вставкой; в — интерференционная карта ЭЗАМ-Р-дуги; г — интерференционная карта ЭЗАМ-Р-дуги с компенсирующей вставкой.
Результаты и обсуждение
Проведенное экспериментальное исследование показало, что при использовании брекет-системы с активной ортодонтической дугой наличие включенного дефекта зубного ряда в зоне расщелины альвеолярного отростка приводит к неравномерному и девиантному распределению напряжений в зубоальвеолярном комплексе, вектор которых зависит от наличия или отсутствия жесткой связи между фрагментами альвеолярного отростка (имитация наличия или отсутствия костного регенерата в расщелине). Эта неравномерность распределения напряжений может быть нивелирована использованием компенсирующих вставок, опирающихся на альвеолярный отросток и установленных «враспор» между смежными с расщелиной зубами.
На основе этого были разработаны конструкции зубоальвеолярных пелотов для односторонней и двусторонней расщелины губы и неба, которые наряду с ортопедическими задачами (устранение функциональных и эстетических нарушений, возникающих из-за наличия дефекта зубного ряда), должны повышать эффективность ортодонтического лечения, улучшать функциональное и психоэмоциональное состояние пациентов, препятствовать ятрогенной утрате зубов.
Необходимость осторожного отношения к смежным с расщелиной зубам подтверждается тем, что 43,2% этих зубов имеют I степень подвижности (по классификации Д.А. Энтина), что указывает на слабость фиксации зуба в альвеолярном отростке, ограничивающем расщелину, а также тем, что у 38,2% пациентов был выявлен факт удаления зуба, «мешающего» проведению ортодонтического лечения.
Кроме того, в ходе проведения исследования выявлено, что в практике существует порочная тенденция удаления дистопированных премоляров (у 70,6% пациентов с адентией премоляров констатирован факт их удаления при планировании ортодонтического лечения) у пациентов с РГН, чем ятрогенно усугубляются дефекты верхнего зубного ряда у пациентов с пороком развития верхней челюсти.
Исходя из этого, перспективным представляется поиск вариантов протезирования подростков с РГН (пациентов с РГН в период смены зубов), которое бы не препятствовало проведению ортодонтических мероприятий и содействовало повышению его эффективности, улучшало бы функциональное и психоэмоциональное состояние пациентов.
Полученные результаты позволяют отметить многочисленность и разнообразие аспектов применения ЗАП при расширении верхней зубоальвеолярной дуги. Фиксированный брекетами к активной ортодонтической дуге ЗАП позволяет: создать непрерывность верхнего зубного ряда, что важно для гармонизации распределения сил от активной ортодонтической дуги; повысить устойчивость зубов в смежных с расщелиной отделах верхней челюсти (резцов и клыков) и предупредить их нежелательное смещение благодаря созданию для них опоры со стороны тела и крыльев ЗАП; использовать ЗАП как направляющую конструкцию для заданного перемещения дистопированного зуба; использовать ЗАП как точку опоры при перемещении зубов, в том числе на этапе создания места для дистопированных зубов (дистализации верхних премоляров и моляров); в ретенционном периоде удерживать достигнутое расширение зубного ряда с сохранением места для будущего несъемного протеза; изолировать ротоносовое соустье переднего отдела неба; удерживать достигнутое положение фрагментов верхней челюсти до проведения костной пластики; улучшить эстетику улыбки благодаря декорированию косметического дефекта зубного ряда и альвеолярного отростка (рис. 10).
Рис. 10. Устранение дистопии премоляра верхнего зубного ряда с использованием несъемного дугового аппарата и ЗАП как единой ортодонтической опоры.
Кроме того, в процессе устранения протрузии, птоза и смещения в трансверзальной плоскости межчелюстной кости у пациентов с ДРГН, ЗАП позволяет предупредить небный наклон межчелюстной кости во время ее дистализации.
Функциональное исследование окклюзии у пациентов с РГН показало, что использование ЗАП позволяет достоверно увеличить количество окклюзионных контактов и сделать их распределение по зубному ряду более равномерным, достоверно улучшить показатели суммарного окклюзионного давления.
Использование ЗАП у пациентов с РГН улучшает траекторию баланса окклюзии. Это связано с тем, что восстановление непрерывности зубного ряда при использовании ЗАП благотворно влияет на положение и функцию языка, основной массив мышц которого прикрепляется к подъязычной кости и составляет основной объем среди мышц подъязычной группы.
Сравнительная оценка жевательной эффективности у пациентов с ОРГН и ДРГН без использования ЗАП позволила выявить статистически достоверную разницу во времени выполнения 20 жевательных движений (диапазон значений «р» от 0,0003 до 0,0009), что связано с существенно большей выраженностью анатомических нарушений у пациентов с ДРГН.
При использовании ЗАП у пациентов с ДРГН наблюдается статистически достоверное уменьшение времени выполнения 20 жевательных движений как при привычном жевании (p=0,008), так и при контролируемом жевании (p=0,04). Вероятно, это связано с тем, что ЗАП закрывает значительный анатомический дефект, позволяя органам рта работать более эффективно.
При использовании ЗАП у пациентов с ОРГН значительно сокращается время выполнения 20 жевательных движений при привычном жевании (p=0,01), в то время как при контролируемом жевании разница статистически недостоверна (p=0,51). Этот факт можно объяснить тем, что при привычном жевании язык пациента прокладывается в расщелину, что приводит к увеличению продолжительности каждого жевательного движения. Закрытие зубоальвеолярного дефекта с помощью ЗАП заставляет язык работать более физиологично при выполнении жевательных движений.
Достоверной разницы между временем выполнения 20 жевательных движений в привычном и контролируемом вариантах жевания при отсутствии ЗАП (p=0,15) не выявлено, в то время как при использовании ЗАП время выполнения контролируемых жевательных движений достоверно возрастает (p=0,038). Это указывает на то, что при использовании ЗАП язык работает с большим напряжением. То есть ЗАП для языка является не только барьером, но и тренажером.
Сравнение распределения частиц тестового материала по фракциям показало существенные различия в эффективности жевания у пациентов с ОРГН и ДРГН. Использование ЗАП повышает эффективность жевания и у пациентов с ОРГН (p=0,02), и у пациентов с ДРГН (p=0,008), что связано не только с восстановлением непрерывности зубного ряда ортопедической конструкцией, но и с активизацией и структурированием функции языка при выполнении жевательных движений.
Результаты проведенного исследования позволяют рекомендовать применение разработанных ортопедических конструкций (ЗАП) на этапе активного ортодонтического лечения подростков с односторонней или двусторонней расщелиной губы и неба.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.