III СОДЕРЖАНИЕ К ЧИТАТЕЛЮ ............................................................................................................... VII ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................... IX Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ЗАВИСИМОСТИ В БИОМЕХАНИКЕ ........................................................................................................ 1 1.1. 1.1.1. 1.1.2. 1.2. Термины и понятия в биомеханике ................................................................................ 1 Глоссарий основных терминов и понятий в биомеханике................................................... 1 Термины фиксация, стабилизация, устойчивость и трактовка этих понятий в специализированной стоматологической литературе ......................................................... 4 Условие прочности и условие жесткости – основа биомеханического анализа ......................................................................................................................................... 7 1.2.1. Условие прочности .................................................................................................................................. 7 1.2.2. Условие жесткости .................................................................................................................................11 1.2.3. Нагрузка (усилие, сила) и деформация ........................................................................................15 1.3. Основные биомеханические характеристики костных тканей и методика их определения ...................................................................................................................... 18 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. Экспериментальные методы определения механических характеристик ................18 Механические характеристики костных тканей по данным литературы ...................20 Определение механических характеристик мягких и костных тканей на основе данных компьютерной томографии..............................................................................................25 Выводы и практические рекомендации ......................................................................................33 Раздел 2. БИОМЕХАНИКА В ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ОРТОПЕДИИ ........................... 35 2.1. 2.2. 2.3. Биомеханический анализ процесса жевания по данным литературных источников ............................................................................................................................... 36 Расчетные схемы для нижней челюсти ....................................................................... 41 Сравнительный анализ биомеханики процессов откусывания и жевания пищи ............................................................................................................................................ 44 2.3.1. Приближенный анализ расчетной схемы для нижней челюсти ..................................... 44 2.3.2. Геометрические характеристики сечений челюсти ............................................................. 48 2.3.3. Внешние и внутренние силы (нагрузки), действующие на нижнюю челюсть ...........51 2.4. Расчет на прочность тела нижней челюсти, мыщелкового отростка и накостных пластин при переломах .............................................................................. 53 2.4.1. Анализ подвижности отломков кости ..........................................................................................55 IV Биомеханика и компьютерные технологии в челюстно-лицевой ортопедии и дентальной имплантологии 2.4.2. Определение усилий в прямой пластине и кости при остеосинтезе ...........................57 2.4.3. Уточнение усилий в прямой накостной пластине и костях челюсти при остеосинтезе.............................................................................................................................................60 2.4.4. Расчет минипластины на прочность ............................................................................................ 64 2.5. Особенности биомеханики мыщелкового отростка нижней челюсти в норме .......................................................................................................................................... 70 2.5.1. Особенности расчетной схемы нижней челюсти пациента ..............................................70 2.5.2. Приближенный анализ внутренних усилий в нижней челюсти в процессе откусывания пищи .................................................................................................................................72 2.5.3. Уточнение расчетной схемы тела НЧ по данным компьютерной томографии и приближенное определение напряжений ................................................................................75 2.5.4. Твердотельная модель и конечно-элементный анализ в зоне мыщелкового отростка .........................................................................................................78 2.5.4.1. Построение твердотельной и конечно-элементной модели для мыщелкового отростка...78 2.5.4.2. Результаты конечно-элементного анализа напряжений и перемещений в зоне мыщелкового отростка ........................................................................................................................................81 Выводы и практические рекомендации ......................................................................................88 2.6. Контрфорсы, траектории и анализ напряженно-деформированного состояния челюстей с использованием современных компьютерных технологий................................................................................................................................ 88 2.6.1. Особенности анатомии и гистологии верхней и нижней челюсти ................................89 2.6.2. Основные данные анализа компьютерных томограмм ...................................................... 90 2.6.3. Определение количественных значений механических характеристик костных тканей...........................................................................................................................................................91 Выводы и практические рекомендации ......................................................................................97 2.6.4. Анализ напряженно-деформированного состояния нижней челюсти с использованием компьютерных технологий ...........................................................................97 Выводы и практические рекомендации ................................................................................... 102 2.7. Особенности биомеханики в стоматологии детского возраста ...................103 2.7.1. Особенности использования общих соотношений механики в стоматологии детского возраста................................................................................................................................ 103 2.7.2. Анатомия зубочелюстной системы – основа расчетной модели при биомеханическом анализе .............................................................................................................104 Выводы и практические рекомендации ...................................................................................108 2.8. Компьютерная томография и биомеханическое сопровождение в челюстно-лицевой ортопедии ......................................................................................108 2.8.1. Особенности челюстно-лицевых операций на нижней челюсти с использованием компьютерных технологий ..................................................................... 110 2.8.1.1. Особенности реконструкции фронтальной части нижней челюсти при двустороннем переломе..................................................................................................................................................................... 110 2.8.1.2. Особенности операции при реконструкции тела и угла нижней челюсти ..................................115 2.8.1.3. Особенности реконструкции нижней челюсти в ментальном отделе при лечении с применением сетчатого пластинчатого имплантата........................................ 124 2.8.2. Расчет нижней челюсти на прочность и жесткость при функциональной нагрузке ................................................................................................................................................... 128 2.8.2.1. Напряжения и перемещения в НЧ в зоне сетчатого имплантата (после операции) ............... 129 2.8.2.2. Анализ напряженно-деформированного состояния нижней челюсти в процессе жевания пищи ............................................................................................................................................................................. 132 Содержание V 2.8.3. Анализ напряженно-деформированного состояния НЧ с использованием комплекса MIMICS-ANSYS ................................................................................................................ 135 Выводы и практические рекомендации ...................................................................................140 2.9. Реконструкция посттравматического дефекта нижней челюсти с использованием компьютерных технологий......................................................... 141 2.9.1. Исходное (предоперационное) состояние нижней челюсти пациента .................... 141 2.9.2. Особенности проектирования костного трансплантата и сетчатого имплантата ............................................................................................................................................. 147 Выводы и практические рекомендации ................................................................................... 151 2.10. Диагностика, биомеханический анализ и проектирование резекционных протезов для верхней челюсти с использованием компьютерных технологий ............................................................................................. 151 2.10.1. Предварительный биомеханический анализ функционирования резекционного протеза ................................................................................................................... 152 2.10.2. Диагностика и проектирование резекционных протезов с использованием компьютерных технологий ............................................................................................................. 159 2.10.3. Оценка эффективной площади фиксации резекционных протезов ..........................164 Выводы и практические рекомендации ................................................................................... 165 Раздел 3. БИОМЕХАНИКА В ДЕНТАЛЬНОЙ ИМПЛАНТОЛОГИИ .............................. 167 3.1. 3.2. Дентальная имплантология – одно из направлений современной стоматологии......................................................................................................................... 167 Сравнительный анализ монографии C.E. Mish «Dental Implant Prosthetics» («Ортопедическое лечение с опорой на дентальные имплантаты») и монографии «Биомеханика в стоматологии»......................................................... 179 Выводы и практические рекомендации ...................................................................................203 3.3. 3.4. Особенности расчетов в дентальной имплантологии...................................... 205 Возможности и особенности подбора имплантатов с использованием компьютерных технологий ............................................................................................. 210 3.4.1. Анализ анатомо-топографических условий для имплантации с использованием комплекса MIMICS-SolidWorks ....................................................................................................... 210 3.4.2. Анализ механических характеристик мягких и костных тканей на основе комплекса MIMICS-ANSYS ................................................................................................................ 215 3.4.3. Численная оценка эффективной жесткости костных тканей вокруг имплантата ............................................................................................................................................. 219 Выводы и практические рекомендации ...................................................................................223 3.4.4. Особенности биомеханики имплантатов с микрорезьбой ............................................223 3.4.4.1. Экспериментальное исследование биомеханики имплантатов с микрорезьбой.....................225 3.4.4.2. Особенности распределения нагрузки между витками имплантата ...........................................228 3.4.4.3. Особенности биомеханики самонарезающейся резьбы........................................................................ 232 Выводы и практические рекомендации ...................................................................................235 3.5. 3.5.1. Особенности биомеханики съемных и несъемных протезов на имплантатах .......................................................................................................................... 235 Основные особенности протезирования зубочелюстной системы съемными и несъемными зубными протезами ...........................................................................................236 3.5.2. Основные понятия, зависимости и определения, используемые при биомеханическом анализе съемных и несъемных зубных протезов ........................238 3.5.3. Предварительный биомеханический анализ съемных и несъемных протезов ...239 VI Биомеханика и компьютерные технологии в челюстно-лицевой ортопедии и дентальной имплантологии 3.5.4. Об опорной функции имплантатов при съемном протезировании...........................248 Выводы и практические рекомендации ...................................................................................254 3.5.5. Оценка эффективности фиксации съемных протезов ......................................................255 3.5.5.1. Оценка эффективности функциональной присасываемости съемных протезов ...................256 3.5.5.2. Оценка эффективности фиксации съемных протезов за счет поверхностного натяжения жидкости ........................................................................................................................................... 257 3.5.5.3. Анализ экспериментальных данных по оценке адгезионной прочности .......................................259 Выводы и практические рекомендации ...................................................................................263 3.6. Особенности биомеханики условно-съемных протезов на имплантатах .......................................................................................................................... 264 3.6.1. Особенности конструкции условно-съемных протезов..................................................265 3.6.2. Предварительный биомеханический анализ УСП ...............................................................266 3.6.2.1. Особенности фиксации УСП...............................................................................................................................266 3.6.2.2. Особенности стабилизации УСП .................................................................................................................... 267 Выводы и практические рекомендации ................................................................................... 275 3.7. Особенности биомеханики пластинчатых имплантатов ..................................276 3.7.1. Анализ геометрических параметров и механических характеристик нижней челюсти пациента по данным компьютерной томографии ............................................277 3.7.2. Конструкция имплантатов и нагрузка .......................................................................................280 3.7.3. Анализ идеализированной конечно-элементной модели ..............................................282 Выводы и практические рекомендации ...................................................................................294 3.8. Особенности биомеханики субпериостальных имплантатов ...................... 294 3.8.1. Субпериостальный имплантат как объект биомеханического исследования ......295 3.8.2. Биомеханический анализ субпериостальных имплантатов на базе основных зависимостей механики ...................................................................................................................296 3.8.3. Анализ анатомо-топографических условий для имплантации с помощью комплекса MIMICS–SolidWorks ......................................................................................................302 3.8.4. Биомеханический анализ свойств костной ткани под опорной лентой субпериостального имплантата на основе данных компьютерной томографии ............................................................................................................................................307 Выводы и практические рекомендации ................................................................................... 314 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 316 ЛИТЕРАТУРА .............................................................................................................. 317