Экспериментальное исследование отечественного ортодонтического минивинта

Контроль опоры — один из важных аспектов успешного ортодонтического лечения. Планируя биомеханику перемещения зубов, важно не только рассматривать зубы, положение которых должно быть нормализовано, но и принимать во внимание опорные участки. Часто врач-ортодонт в своей практике сталкивается с проблемой отсутствия стабильной опоры со стороны зубов, что приводит к нежелательному их перемещению. Согласно третьему закону Ньютона (действию всегда есть равное и противоположное противодействие) реактивные силы неизбежно будут вызывать смещение опорных зубов. Поэтому главная задача — достижение всех желательных перемещений с минимальным количеством побочных эффектов. В последние годы для решения этого вопроса применяют скелетную опору (абсолютную опору «анкораж») посредством ортодонтических минивинтов (МВ).

Установленные в костную ткань ортодонтические МВ не вызывают остеоинтеграцию и единственный их способ фиксации и удержания — механический. Поэтому важным фактором для клинического успеха является первичная стабильность МВ, которая определяется как отсутствие подвижности после установки. Существует ряд исследований, посвященных факторам, влияющих на механическое сцепление и удержание ортодонтических МВ в костной ткани. Одни исследования в качестве определяющего фактора рассматривали дизайн ортодонтического МВ (длина, диаметр, резьба) [1—4], вторые — угол введения и торк [5—8], третьи — толщину кортикальной пластинки [9—12]. Однако для клинического успеха важны не только первичная стабильность, но и сохранение ее на протяжении всего периода эксплуатации МВ. К сожалению, в настоящее время согласно статистическим данным и проведенным ранее исследованиям в среднем в 16% клинических случаев происходит дестабилизация ортодонтических имплантатов [13—18].

Цель исследования — сравнительное изучение стабильности сразу после вкручивания и через 7 сут после нагружения под углом 70° разработанного отечественного ортодонтического МВ «Турбо», 9 мм (Россия) с зарубежными аналогами VectorTas, 10 мм (США) и BioRay, 10 мм (Тайвань) в эксперименте.

Данное исследование проводилось в отделении ортодонтии и лаборатории материаловедения ФГБУ НМИЦ «ЦНИИС и ЧЛХ» МЗ РФ. Было использовано12 саморежущих МВ по 4 от каждого производителя: VectorTas (длина 10 мм, диаметр 2 мм, США), BioRay (длина 10 мм, диаметр 2 мм, Тайвань), «Турбо» (длина 9 мм, диаметр 2 мм, Россия). Получено положительное токсикологическое заключение в ВНМИТ и патент на полезную модель (№197297 от 20.04.20; рис. 1, рис. 2, а—в). Характеристика каждого МВ представлена в табл. 1.

Рис. 1. Ортодонтические минивинты.

а — «Турбо»; б — VectorTas; в — BioRay.

Рис. 2. Резьба ортодонтических минивинтов.

а — «Турбо»; б — VectorTas; в — BioRay.

Таблица 1. Характеристика ортодонтических минивинтов

Примечание. * — асимметричная резьба (от 50 до 70°).

Каждый ортодонтический МВ был установлен в нативный препарат нижней челюсти свиньи. Всего в исследовании использовалось 4 нативных препарата нижней челюсти свиньи. Каждый образец кости был отделен от мягких тканей и хранился при температуре 3 °C и влажности 50%. Средняя толщина кортикальной кости составляла 2±0,09 мм, что соответствует диапазону толщины верхней и нижней челюстей человека. Толщину кортикальной пластинки измеряли по данным компьютерной томографии. Все имплантаты были установлены одним исследователем вручную с использование динамометрического ключа (Sweden&Martina, Италия) и переходников к каждому МВ до полного погружения резьбы в костную ткань. Длина резьбовой части у МВ «Турбо» составляла 6 мм, у VectorTas и BioRay — 8 мм (рис. 3).

Рис. 3. Компьютерная томограмма нативного препарата нижней челюсти свиньи.

По данным проведенных ранее исследований, оптимальным для введения ортодонтического МВ считается угол от 60 до 70° [5, 19, 20]. В данном исследовании был выбран угол 70°. С целью обеспечения желаемого угла введения были изготовлены шаблоны с направляющей из низкоусадочной моделировочной пластмассы GC Pattern Resin LS (GC Corporation, Япония; рис. 4). Используя пластмассовый шаблон, проводили предварительное препарирование костной ткани конусовидным направляющим сверлом (диаметр 1 мм) в месте введения ортодонтического МВ с последующей его установкой (рис. 5).

Рис. 4. Шаблон с направляющей под углом 70°.

а — вид сбоку; б — вид спереди.

Рис. 5. Установка ортодонтического минивинта.

Имитацию ортодонтической силы создавали путем приложения к каждому МВ статической нагрузки. По данным доступной литературы, для корпусного перемещения однокорневого зуба требуется 70—90 г [21—23]. Однако в клинической практике необходимо достаточно часто проводить корпусное перемещение не только одного зуба, но и группы зубов en masse с созданием усилия 150—200 г. Поэтому в данном эксперименте было выбрано среднее значение 175 г. К каждому ортодонтическому МВ, используя динамометр The Richmond Orthodontic Stress and Tension Gauge (ETM Corporation, США), было приложено усилие с помощью ортодонтической эластической цепочки без шага (Ormco, США) равное 175 г (рис. 6).

Рис. 6. Нагружение ортодонтических минивинтов с помощью эластической цепочки с силой 175 г.

Максимальные значения крутящих моментов (КМ; торка) при выкручивании регистрировали динамометрической машиной (Zahoransky AG, Германия), а стабильность количественно оценивали прибором «Периотест» (Periotest M, Германия) сразу после установки и через 7 сут после нагружения МВ (рис. 7).

Рис. 7. Измерительная аппаратура.

а — динамометрическая машина (ZahoranskyAG, Germany); б — прибор «Периотест» (Periotest M, Германия).

Полученные значения КМ (торка) на динамометрической машине (Zahoransky AG, Германия) при выкручивании непосредственно после установки и после приложения статической нагрузки представлены в табл. 2.

Таблица 2. Средние значения крутящих моментов (торка) при выкручивании минивинтов сразу после их установки и через 7 сут после приложения статической нагрузки

Значения, зарегистрированные прибором «Периотест» (Periotest M, Германия) до и после нагружения представлены в табл. 3.

Таблица 3. Результаты периотестометрии сразу после установки минивинтов и через 7 сут после приложения статической нагрузки

Самые высокие КМ при выкручивании непосредственно после установки наблюдались у МВ VectorTas и «Турбо» (28,6±0,2 и 26,0±0,2 Нсм соответственно). После приложения статической нагрузки максимальные КМ при выкручивании отмечались у ортодонтических МВ VectorTas и «Турбо» (26,0±0,2 и 24,7±0,2 Нсм соответственно). Самые низкие КМ при выкручивании непосредственно после установки и после приложения статической нагрузки наблюдались у МВ BioRay (24,7±0,2 и 19,5±0,2 Нсм соответственно).

Результаты периотестометрии, зарегистрированные сразу после вкручивания ортодонтических МВ, находились в допустимом диапазоне (от +0,1 до +9,9) для дальнейшего нагружения МВ в зависимости от клинической картины. После приложения статической нагрузки наблюдалось увеличение показателей периотестометрии: у VectorTas на 28,6%, у BioRay на 16,7% и у «Турбо» на 21,4%. В дальнейшем КМ, полученные при выкручивании до и после приложения статической нагрузки, были сопоставлены и проанализированы (рис. 8).

Рис. 8. График изменения крутящих моментов ортодонтических минивинтов после 7 дней нагрузки.

Ось абсцисс — время (сутки), ось ординат — значения крутящих моментов (Н·см).

У всех ортодонтических МВ после нагружения наблюдалось снижение КМ: у «Турбо» — на 5%, у VectorTas — на 9% и у BioRay на 21%. КМ МВ «Турбо» при выкручивании сразу после установки на 9% ниже VectorTas и на 5% выше, чем у BioRay, а при выкручивании через 7 сут после нагружения — на 5% ниже VectorTas и на 21% выше, чем у BioRay.

Ортодонтические минивинты «Турбо» успешно прошли лабораторное испытание. По первичной стабильности и устойчивости после 7 сут нагрузки незначительно уступают минивинтам VectorTas и превосходят минивинты BioRay.

Учитывая полученные результаты в эксперименте, положительное токсикологическое заключение и выданный патент на полезную модель, можно рекомендовать разработанный отечественный ортодонтический минивинт «Турбо» к клиническим испытаниям.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflict of interests.