Пластическая деформация

Пластическая деформация — это такая деформация, которая приводит к остаточному изгибу, т.е. тому, который имеет место при удалении внешней нагрузки. Примером такой деформации могут быть свойства алюминиевой проволоки, которую если сильно согнуть и убрать затем внешнее воздействие, то она и остаётся в таком деформированном состоянии по сравнению с исходной формой. Как видно из графиков 1 и 4, большие изгибы (В1-у°) стальной дуги сопровождаются пластической деформацией, которой нет у сверх-упругих сплавов Ni-Ti (B-yi).

Учитывая среднюю скорость корпусного перемещения зубов («0,2—0,3 мм в неделю) и принимая во внимание, что сразу после установки дуги зуб будет перемещаться и слегка разворачиваться в направлении действующей силы, что уменьшает изгиб дуги, можно сде-лать заключение: при наложении стальной дуги в 0,35 мм на зуб с большим смещением она будет «работать» только 1 нед. При более тонкой стальной дуге — чуть больше. После же этого для продолжения лечения требуется замена дуги.

С нитиноловой дугой совершенно иная ситуация. Как видно из графика 1 (см. рис. 190), при уменьшении изгиба на 0,3—0,4 мм (позиция В — у) сила уменьшается примерно в 2 раза и остаётся практически постоянной. На графике 4 (рис. 195) видно, что силы F и F1, со-ответствующие изгибам «у» = 1,5 мм и «уЬ> = 1,0 мм, которые последовательно проходит при перемещении зубов дуга Ni-Ti, практически равны (F « 220 г, F1 ж 200 г). На рисунке 194 представлены два положения дуги: 1 — сплошная линия соответствует изгибу «у»; 2 — пунктирная линия — изгибу «у1», который достигается через некоторое время.

Таким образом, из-за большого модуля упругости и пластических деформаций, характерных для нержавеющей стали (а также ряда других ортодонтических материалов), дуги из них не подходят для первых этапов лечения, так как оказывают слишком большие силы, значительно превосходящие ортодонтические (100—150 г). Кроме того, эти силы пре-рывистые, т.е. действующие в течение относительно короткого времени. Нитиноловые же дуги оказывают на зубы небольшое и растянутое по времени силовое воздействие, и поэтому они являются наиболее подходящими для исправления зубов, имеющих большие отклонения от правильной позиции. При этом не требуется постоянный контроль врача, так как дуга «работает» сама.

С помощью специальных математических расчётов С.Е.Муравьёв, Г.Б.Оспанова и со-авт. рассчитали значения сил, развиваемых ортодонтическими дугами из некоторых сплавов при больших изгибах, в частности фирмы «ORMCO» (табл. 7)*. Исходя из этих результатов, авторы предлагают следующую последовательность смены ортодонтических дуг для начальных этапов лечения. Если расстояние между ближайшими к аномалийно расположенному зубу брекетами менее 17—18 мм, то вначале следует установить тонкую дугу круглого сечения (фирмы «ORMCO», Кассис). После выравнивания зубов надо установить либо прямоугольную нитиноловую дугу большего сечения, либо прямоугольные дуги из титан-молибденовых сплавов (ТМА).

В тех ситуациях, когда промежуток между опорными зубами превышает 17—18 мм (например, при адентии), можно сразу установить квадратную дугу из сплава NeoSentalloy. В этом случае наряду с нивелированием зубного ряда будет осуществляться и торк-контроль. После выравнивания зубов применяются те же дуги, что и в предыдущем варианте.,. Фирма «ORMCO» предлагает выбор дуг в зависимости от фазы лечении (табл. 8).

Лечение должно начинаться с проволочных дуг, имеющих большую зону эластичности и низкую жёсткость. Круглые и прямоугольные плетёные дуги имеют жёсткость ниже 200 г. В начальной фазе лечения, когда ещё только предстоит выравнивание зубов и дуга должна быть в значительной степени изогнута, даже проволока с низкой жёсткостью и большой зоной эластичности оказывает достаточное силовое воздействие. Дугу же с большим сопротивлением часто невозможно установить в паз брекета. А если бы это удалось сделать, то неизбежно будет превышен допустимый диапазон силы.

По мере выравнивания зубов появляется возможность действия на них более жёсткими дугами, так как снижается величина требуемого их изгиба. Средние значения сил, например, в системе Van-Simplex, примерно выглядят следующим образом: начальная дуга имеет жёсткость в пределах 100—200 г; следующая, промежуточная — в пределах 500—800 г, и третья, конечная дуга имеет жёсткость от 1200 до 1800 г.

Круглые дуги малого диаметра из нержавеющей стали, Respond, Tripleflex, Ni-Ti, CuNi-Ti, круглая ТМА, D-Rect, Turbo Wire и другие, имеющие низкую зависимость «изгиб—сила», предназначены для устранения скученности и ротаций, установки вертикального взаиморасположения зубов. Выбор профиля и величины сечения дуги зависит от характера патологии.

Дуги из нержавеющей стали, будучи одними из первых изобретённых ортодонтических проволок, и по сей день являются наиболее распространёнными. Врачей привлекает, прежде всего, предсказуемость и многофункциональность этой проволоки. Они могут применяться при начальных, промежуточных и конечных стадиях лечения аномалий. Круглая дуга может применяться для первичного выравнивания зубных рядов, при умеренной скученности, незначительных аномалиях положения отдельных зубов, иными словами, во всех ситуациях, когда необходимы низкая сила трения и более выраженная жёсткость, т.е. для дистального перемещения клыков, закрытия трем (совместно с эластической цепочкой). Причём дуга выбирается заведомо меньшего диаметра, а именно 0,40 мм (0,016 дюйма) для паза 0,45 мм (0,018 дюйма) и дуга 0,45 мм (0,018 дюйма) для паза 0,55 мм (0,022 дюйма).

Круглая дута более гибкая, чем прямоугольная такого же диаметра и при выраженных нарушениях положения зубов, когда требуется большая гибкость, только она может быть достаточно изогнута, чтобы войти в пазы брекетов. При нивелировании зубного ряда на круглую проволоку гораздо легче нанести подчёркнутую или обратную кривую Шпее. Поэтому, если контроль за наклоном (инклинация или торк) зубов не является первоочередной задачей или, как упоминалось, имеется выраженное нарушение положения зубов, предпочтительней использовать в качестве начальной круглую дугу.
При наличии в зубном ряду первоначальных, т.е. до начала лечения, трем и диастем между передними зубами может также применяться стальная круглая дуга в 0,40 мм (0,016 дюйма) без «омега-петель», но в сочетании с эластичной цепочкой, которая прикрепляется от первого моляра одной стороны до первого моляра другой. Такая комбинация закроет все промежутки, но вызовет потерю наклона передних зубов. Однако в большинстве случаев при наличии трем наклон зубов обычно больше нормы, так что это не является недостатком.
Прямоугольная проволока из нержавеющей стали применяется для контроля зубных рядов в трёх плоскостях. Наиболее часто она используется в технике прямой дуги, однако в последнее время приоритеты стали смещаться в сторону дуги TMA. Преформированная дуга (рис. 196) нужных размеров, выбранная путём сверки по шаблону, применяется для расширения или сужения зубного ряда, коррекции окклюзионной плоскости путём нанесения подчёркнутой или реверсионной кривой Spee. В практике для каждого конкретного пациента адаптируют одну из стандартных форм. При этом требуется очень тщательный выбор формы, размеров ортодонтического аппарата в соответствии с индивидуальными параметрами зубов, зубных рядов, альвеолярных отростков и типов лица.

Понятие идеальной зубной дуги связано с тремя конституциональными типами лица (рис. 197): долихоцефалический тип (узкое лицо), мезоцефалический тип (среднее лицо) и брахицефалический тип (широкое лицо). Этим типам лица в определённой степени соответствует и форма зубных дуг и альвеолярных отростков (см. рис. 197).
Дуга Respond, самая мягкая из всех существующих (жёсткость 5% по отношению к дуге из нержавеющей стали такого же диаметра), состоит из пяти коаксиально скрученных стальных проволок. Показаниями к применению является инициация начала перемещения зубов, так как при толщине 0,387—0,425 мм (0,0155—0,017 дюйма) дуга практически не может развить чрезмерные силы, даже при выраженной скученности зубов. Проволоку можно применять и в качестве несъёмного ретейнера.

Начальная дуга Respond для верхнего зубного ряда обычно плетёная 0,437 мм (0,017 дюйма), фиксация которой в первое же посещение, т.е. сразу после установки брекетов, вполне безопасна и осуществляется достаточно быстро и легко. Можно эту процедуру от-ложить до следующего посещения, но это удлиняет время лечения. Названная дуга чрезвычайно гибкая, с крайне незначительным силовым усилием, и уровень дискомфорта для пациента невелик. После установки дуги пациент должен обследоваться через 2 нед., при этом связываются оставшиеся ротации, и когда все они будут устранены (обычно во 2-е и 3-е посещение), устанавливается дуга 0,40 мм (0,016 дюйма) из нержавеющей стали с «омега-петлями» (рис. 198). Последние применяются на многих дугах Van-Simplex мези-ально к последнему моляру. Главное назначение «омега-петли» состоит в возможности прикрепления проволочной дуги к щёчной трубке моляра.

По прошествии месяца можно использовать ещё одну такую же дугу или перейти к никель-титановым дугам. Однако если до лечения имелась выраженная тортоаномалия зубов, следует отдать предпочтение дуге Tripleflex.

Дуга Tripleflex в виде круглых плетёных стальных проволок (рис. 199) широко применялась до появления никель-титановых дуг, которые намного дороже. В настоящее время дуга Tripleflex толщиной 0,437 и 0,525 мм (0,0175 и 0,021 дюйма) наиболее широко используется в качестве несъёмного ретейнера. Проволоку можно изогнуть на модели и затем фиксировать на оральной поверхности зубов.

Решая задачу разработки прямоугольной проволоки с низкой зависимостью силы действия от изгиба для использования на начальных этапах лечения, фирма «ORMCO» в 1976 г. предложила дугу D-Rect (ди-рект). Последняя представляет собой прямоугольную плетёную восьмипрядевую проволоку (рис. 200) из нержавеющей стали с жёсткостью 9%. Дуга D-Rect может быть начальной при умеренной или слабовыраженной скученности зубов, а также конечной при установке окклюзионных контактов.
Выбор начальной дуги на нижней челюсти зависит от того, какие цели преследует врач в отношении установки резцов. При использовании круглой дуги нижние резцы отклонятся вестибулярно. Если это осложнит дальнейшее лечение и/или нет большой скучен-ности, можно начать лечение с прямоугольной дуги, что даёт возможность контролировать торк с самого начала. В данной ситуации может быть также использована прямоугольная плетёная дуга 0,425x0,627 мм (0,017x0,025 дюйма) D-Rect, которая предпочтительнее в плане контроля за торком.

Этой же фирмой была разработана прямоугольная плетёная девятипрядевая проволока Force-9 (рис. 201), похожая на предыдущую, т.е. D-Rect, но более жёсткая (приблизительно на 40%). На начальных этапах лечения возможности Force-9 более ограничены, но в качестве промежуточной и конечной дуги, особенно когда требуется нанесение изгибов, показания для её применения намного шире. Кроме того, преимущество этой дуги состоит в разнообразии вариантов.

В системе Vari-Simplex на основе измерений конечных форм ортодонтических дуг на обеих челюстях путём многочисленных сопоставлений было найдено, что одна форма (V — образная) подходит фактически для всех верхнечелюстных дуг в пределах небольшого стандартного отклонения. Но для нижней челюсти потребовались две дуги из нержавеющей стали. Одна дуга имеет U-образную форму, а другая (V-образная) с более расходящимися дисталь-ными концами. Дуги \ari-Simplex разработаны для брекетов с пазом в 0,45 мм (0,018 дюйма) и рассчитаны на максимальное его заполнение, что очень важно для любой системы техники прямой дуги. По мнению R.G.Alexander, использование такого паза улучшает комфорт пациента, сокращает время лечения и обеспечивает более лёгкое перемещение зуба. Если дута вставлена в паз неполностью, то параметры, заложенные в брекет, не будут использованы.

Стандартная никель-титановая дуга (нитинол) является весьма эффективной и может быть использована как начальная. Большое её преимущество состоит в том, что она имеет два различных по величине уровня сил. В начале лечения при сильно выраженных аномалиях положения зубов, которые прикрепляются к этой дуге, величина силового воздействия очень незначительна. По мере выравнивания и устранения ротаций сила возрастает. Имея среднюю, примерно 12% жёсткость от нержавеющей стали, дуги Ni-Ti при малых изгибах приобретают жёсткость около 28%, тогда как при больших — всего 7%. Кроме того, при изгибе на 90° нитиноловая дуга (Ni-Ti, т.е. Ni — никель, Ti — титан, NOL — Noval ordinance laboratory) может пружинить обратно до 9° от предыдущего состояния, имея самую большую зону эластичности среди имеющихся в свободной продаже проволочных дуг (см. рис. 202, Alexander R.G.).

Выпрямление дуги — это величина её восстановления после временной деформации, происходящее при снятии нагрузки. Эту величину чаще всего обозначают числом градусов, на которые дуга возвращается после изгибания под определённым углом, т.е. это процент деформации. Например, дуга, изогнутая до угла в 90° (рис. 202) и вновь выпрямившаяся до 45°, имеет 50% восстановление.

Нержавеющая сталь была первым основным материалом в ортодонтии, начиная с 1930-х годов, поэтому её используют в качестве основы для сравнения с другими сплавами и конфигурациями дуг.

Как видно из таблицы, нитиноловая проволока весьма эластична, обладает эффектом запоминания формы, сохраняя без периодической активации постоянную силу, достаточную для ортодонтического перемещения зубов. Всё это и позволяет использовать её в качестве начальной дуги. В клинической ситуации, когда скученность сопровождается глубокой кривой Шпее и язычным наклоном резцов, хорошим выбором является реверсион-ная дуга Ni-Ti (рис. 203). В данном случае проведение первого этапа лечения совмещается с одновременной коррекцией окклюзионной плоскости, что значительно сокращает сроки лечения. При лечении необходимо строго контролировать надёжность фиксации опорных колец и следить за возможным вестибулярным наклоном резцов. Необоснованно долгое применение реверсионной дуги чревато также гиперкоррекцией и мезиальным наклоном корней первых моляров.

Недостатками нитиноловой дуги являются её значительная хрупкость и дороговизна. В нашей стране применяются изготовленные из никель-титана круглые ортодонтические дуги фирмами «Кассис», «Пумпа», «Ортодент-Т». Последняя выпускает и четырёхгранные дуги с величиной поперечного сечения 0,45x0,45 и 0,43x0,64 мм, которые могут применяться уже на начальных этапах в процессе нивелирования зубного ряда с помощью техники прямой дуги, с заданным значением торка в пазе брекета.

Попытка совместить в одной дуге свойства прямоугольной плетёной и никель-титановых дуг удалась при разработке Turbo-wire (жёсткость 8% по отношению к нержавеющей стали, рис. 204). Применяется в качестве начальной дуги при умеренной и выраженной скученности зубов, когда необходим ранний контроль над торком. Дуга практически не способна развить большое усилие и может быть плотно зафиксирована в пазах брекетов уже в самом начале лечения. Обладает всеми положительными свойствами Ni-Ti, а именно суперэластичностью, устойчивостью к деформации при обратном соотношении зависимости силы от величины изгиба.

Термозависимый сплав никеля и титана (COPPER Ni-Ti) применяется для изготовления дуги, которая может работать в значительном диапазоне температур. Если никель-титановую проволоку охладить до минусовой температуры, то она потеряет упругость. При плюсовой температуре свойства никеля и титана проявляются в полном объёме. В связи с тем, что температура в полости рта 36—37°С, термореактивные свойства сплава можно не принимать в расчёт.

Установлено, что если к сплаву Ni-Ti добавить определённое количество меди, то начало активации этой проволочной дуги (CuNi-Ti) можно сместить до приемлемых для ортодон-тии температур. В зависимости от процентного содержания меди в сплаве фирма «ORMCO» выпускает дуги с различным началом активации, а именно при 27, 35, 40°С. До наступления температуры активации дуга не оказывает силового воздействия на зубы.

Проволока CuNi-Ti 27°C применяется по тем же показаниям, что и Ni-Ti, легко вставляется в паз брекета и может быть хорошей промежуточной дутой. Наиболее часто применяемой модификацией этих дут является CuNi-Ti 35°C, так как она развивает меньшую силу и может применяться в начальных стадиях лечения для нивелировки зубных рядов, устранения умеренной скученности зубов и тортоаномалии. Эту дугу можно также применять как промежуточную, т.е. переходную от круглой к жёсткой прямоугольной. Дуга CuNi-Ti 40°С развивает прерывистую силу, становясь активной при 40°С, и может применяться при выраженных аномалиях положения зубов, например, при вестибулярных супраокклюзиях клыков, так как не развивает чрезмерных сил.

Одной из специально разработанных проволочных дут фирмы «ORMCO» для применения на последних стадиях ортодонтического лечения является TITANIUM — NIOBIUM/FA, что в дословном переводе означает «Титан-ниобий/завершающая дуга». Имея жёсткость 80% от дуги ТМА, титан-ниобий обладает упругостью, равной нержавеющей стали, хорошо сохраняет изгибы и поддаётся действию межчелюстных эластиков.

Переходные или промежуточные дуги: Force-9, Ni-Ti, CuNi-Ti, ТМА, нержавеющая сталь малого сечения, при помощи которых происходит переход от круглых дут к жёстким прямоугольным. Выбор сечения зависит от степени несоответствия инклинации (вестибу-лоорального наклона) соседних зубов. Промежуточной дугой, которая часто используется в клинических ситуациях без удаления зубов, является проволока ТМА (В-фаза сплава титана и молибдена), которая была изобретена корпорацией «ORMCO» в 1980 г. Согласно инструкции применяется эта дута для выполнения нижеследующих задач:
• умеренная скученность, сменный прикус;
• умеренная скученность и адентия в боковых участках;
• лингвальные дуги при отсутствии дуги Ni-Ti требуемого размера; необходимость ранней коррекции окклюзионной плоскости;
• необходимость применения межчелюстных эластиков на ранних этапах лечения;
• необходимость в компенсирующих изгибах в середине лечения;
отсутствие у пациента возможности посещать ортодонта с обычной периодичностью; необходимость использования более жёсткой дуги, когда применение нержавеющей стали может вызывать болезненные ощущения.

Для выполнения этих и многих других задач ТМА подходит как нельзя лучше. В тех случаях, когда при использовании других проволочных дуг необходима последовательная смена нескольких, ТМА позволяет обойтись одной. Жёсткость дуги ТМА составляет 80% от нержавеющей стали, и она примерно в 2,5 раза жёстче нитиноловой. В то же время она имеет хорошие пружинящие свойства, практически не обладает усталостью.

Круглые дуги ТМА 0,40 и 0,45 мм (0,016 и 0,018 дюйма) можно рекомендовать в качестве замены нитиноловых для исправления умеренной скученности зубов при необходимости нанесения на начальную дугу изгибов и петель. Квадратные и прямоугольные дуги меньшего, чем паз брекета сечения, применяются как переходные от начальных к нержавеющей стали.

Прямоугольные дуги 0,425x0,625; 0,475x0,625; 0,525x0,625 мм (0,017x0,025, 0,019x0,025, 0,021 х0,025 дюймов) показаны на ранних стадиях лечения. Воздействие, оказываемое проволокой ТМА с сечением 0,525x0,625 мм (0,021x0,025 дюйма), равно по силе дугам 0,40x0,55мм (0,016x0,022 дюйма) из нержавеющей стали, однако оно более постоянно и не требует активации в течение длительного периода времени.

Важным преимуществом титан-молибдена, которого нет ни у одной ортодонтической дуги, является отсутствие в её составе никеля. Последний является достаточно сильным аллергеном, и поэтому ТМА оказывается практически единственным сплавом, который можно применять при наличии аллергии.

Дуги ТМА достаточно легко поддаются формированию, но при работе с ними необходимо соблюдать осторожность. В частности, при создании компенсирующих изгибов следует избегать применения инструментов с острыми гранями, так как это может привести к над-лому проволоки. Удачным инструментом для формирования изгиба являются клювовидные щипцы, имеющие закруглённые части (рис. 205). Использование преформированных дуг (рис. 206) значительно облегчает работу ортодонта и сокращает сроки лечения, ибо в заводских условиях легче нанести на дугу равномерный и симметричный изгиб, который лучше удерживает заданную форму.

При наличии реверсионной кривой Шпее не требуется активация дуги, а её прямоугольное сечение предохраняет от возможности вестибулярного наклона резцов. Дуга ТМА с реверсионной кривой Шпее и «Т»-петлями может также использоваться для коррекции глубокого прикуса (рис. 206), особенно при необходимости закрытия постэкстракционных промежутков. «Т»-петли достаточно легко активируются, а реверсионная кривая предохраняет от орального наклона резцов.
Преформированная дуга, в общем и целом, предполагает значительные преимущества перед прямой проволокой:
•  экономия времени врача за счёт уменьшения количества манипуляций, затрачиваемых на её формирование;
имеет лучшее постоянство и симметрию формы, которые ей придаются заводским путём, с более чётким соблюдением стандартов.
Применение таких дуг требует весьма незначительной припасовки.

Если большинство ротаций на нижнем зубном ряду исправлены начальной дугой, то главной функцией промежуточной дуги является контроль за инклинацией и уровнем ок-клюзионной плоскости. Для этой цели могут быть использованы дуги из нержавеющей стали 0,40x0,45 или 0,42x0,62 мм. / Конечной дугой на любой челюсти почти всегда является дуга из нержавеющей стали 1' диаметром 0,42x0,62 мм. Важно, чтобы конечная дуга оставалась во рту пациента как минимум 5 мес. для того, чтобы все векторы сил, встроенные в паз брекета, проявили себя полностью и дуга выработала свой ресурс (Alexander R.G.) При наличии глубокой кривой Шпее на дугу должна быть нанесена реверсионная кривая. При этом важно достичь полного вхождения дуги в паз брекета, но если этого не произошло, то на следующем приёме необходимо ещё раз сменить 0,010 дюйма (0,025 мм) стальную лигатуру для гарантии пол-ного заполнения паза. В некоторых случаях необходимо снять дугу и увеличить реверси-онную кривую, чтобы несколько ускорить процесс.

Вместо конечных ортодонтических дуг в заключительной фазе лечения для окончательного исправления окклюзии могут применяться позиционеры. Однако положительный успех при их использовании может быть только в том случае, когда позиционер устанавливается сразу же при снятии ортодонтических аппаратов, применяемых до этого. Изготавливаться позиционер должен поэтому заблаговременно, для чего получают оттиски с зубных рядов вместе с фиксированными на них аппаратами.