ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДУ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ПОЗИЦІОНУВАННЯ ІММОБІЛІЗУЮЧОЇ СИСТЕМИ ПРИ ВИВИХАХ ЗУБІВ У ДІТЕЙ
DOI:
https://doi.org/10.35220/2078-8916-2023-49-3.19Ключові слова:
діти, травматичні пошкодження, щелепно-лицева ділянка, CAD/CAM, зуби, шинувальна конструкціяАнотація
На сьогодні комп’ютерне моделювання в поєднанні з експериментальними методами дослідження напружено-деформованого стану (НДС) біомеханічних систем (БС) є найбільш інформативними сучасними інструментами не тільки планування хірургічних операцій, а й визначення можливості та способу застосування фіксуючих пристроїв. Метод скінченних елементів (МСЕ) добре пристосований до складної геометрії тканин щелепно-лицевої ділянки (ЩЛД). Його перші застосування у сфері стоматології були проведені ще у 1973 році. Мета дослідження. Визначення оптимального рівня розташування шинувальної конструкції на травмованих зубах верхньої щелепи дитини залежно від двох варіантів сформованості кореня та наявності контактів між зубами під дією двох напрямків функціонального навантаження на зуби. Матеріали та методи. Об’єктом дослідження стали 24 тривимірні комп’ютерні моделі біомеханічної системи верхньої щелепи з системою шинування для фіксації зубів. Для досягнення поставлених цілей за допомогою методів CAD/CAE та даних комп’ютерної томографії були створені моделі напружено-деформованого стану біомеханічної системи верхньої щелепи з шинувальними конструкціями зубного ряду. Результати. Завдяки аналізу отриманих результатів встановлені якісні характеристики полів переміщень і напружень. Зуби, що мають 70 % несформованого кореня, менш стійкі до впливу навантаження на стиск та згин. Система виявляє в 2,8 рази більший опір стисненню Рzi, ніж згину Pyi. Відсутність контакту сприяє збільшенню рухливості системи в 1,5 рази. Висновки. Виявлено патогенетичні фактори, що впливають на жорсткість фіксації шини на травмованих зубах, зокрема ступінь сформованості кореня, напрям силового впливу, положення шини на коронковій частині зуба, наявність контакту між сусідніми зубами. Розраховано оптимальний рівень позиціонування шинувальної конструкції на коронках травмованих зубів.
Посилання
Маланчук В.О., Крищук М.Г., Копчак А.В. Імітаційне комп’ютерне моделювання в щелепно-лицевій хірургії. Київ: Видавничий дім «Асканія», 2013, 231с.
Яковенко Л.М., В.П. Єфименко, А.Ю. Макаревич, Т.О. Ковтун Травми тимчасових і постійних зубів у дітей (діагностичні заходи, лікувальна тактика). Науковий журнал Медичні перспективи. 2016. № 4. С. 106-115
Єщенко В.О. Імітаційне моделювання напружено-деформованого стану біомеханічних систем для кісток кінцівок та щелепи людини з пошкодженнями.
Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Серія машинобудування. 2013. № 2 (68). С. 84-91.
Леоненко П.В., Єщенко В.О. Скінчено-елементний аналіз імітаційної трьох-вимірної моделі біомеханічної системи «кісткова тканина – дентальни імплантат – супраконструкція». Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». 2012. № 65. С. 105-109.
Павленко О.В., Леоненко П.В., Крищук М.Г., Єщенко В.О. Раціональне планування хірургічних та ортопедичних реконструктивних заходів шляхом ство
рення індивідуальних імітаційних моделей біомеханічної системи з дентальними імплантатами. Вісник Української медичної стоматологічної академії. Полтава, 2013. № 21. Т.13. С. 25 – 29.
Бабкина Т.М., Демидава Е.А. Сучасні підходи до діагностики травм щелепно-лицевої ділянки. Вісник стоматології. 2013. № 3. С. 83-90.
Мандзюк Т., Вовк В. Огляд проблем комп'ютерного моделювання біомеханічних систем у стоматології. Вісник Львівського університету. 2008. № 14. C. 105–122
Benzing U. R., Gall H., Weber H. Biomechanical aspects of two different implant-prosthetic concepts for edentulous maxillae. The International journal of oral & maxillofacial implants. 1995. № 10(2). Р. 188–198.
Cervino G. Fiorillo L., Arzukanyan A. V., Spagnuolo G., Campagna P., Cicciù, M. Application of bioengineering devices for stress evaluation in dentistry: the last 10 years FEM parametric analysis of outcomes and current trends. Minerva stomatologica. 2020. № 69(1), 55–62. doiI: 10.23736/S0026-4970.19.04263-8.
Jain A., Prasantha G. S., Mathew S., Sabrish S. Analysis of stress in periodontium associated with orthodontic tooth movement: a three dimensional finite element analysis. Computer methods in biomechanics and biomedical engineering. 2021. № 24(16). 1841–1853. https://doi.org/10.1080/10255842.2021.1925255
Bo Huo еt al. An Homogeneous and Anisotropic Constitutive Model of Human Dentin. J. Biomech. 2005. Vol. 38. P. 587–594.
Katz J. L., Meunier A. The Elastic Anisotropy of Bone and Dentitional Tissues. J Mater Sci Mater Med. 2005. Vol. 16. N 9. P. 803–806.
Neves A.A., Pereira L.C., Duda F.P. Stress Distribution in Bidimensional Finite– element Models Regarding Enamel Anisotropic Properties. 83rd General Session Exhibition of the IADR. 2005. Vol. 1. P. 1–2.
Терапевтична стоматологія дитячого віку. Том 1 / Л.О. Хоменко та ін. Видавництво медичної літератури "Книга плюс", 2014 430 с.
Firrao D. et al. Convegno Nazionale IGF XX, Torino 24-26 giugno 2009. P 25.
Маланчук В. О., Крищук Н. Г., Короткоручко А. А. Особливості відтворення функціональних навантажень в імітаційних моделях кісток середньої зони обличчя. Український медичний часопис. 2011. № 2 (82) III – IV.
Ansys Help “help/ans_elem/Hlp_E_SOLID187.html”
Леоненко П.В., Крищук М.Г., Єщенко В.О. Порівняльний біомеханічний аналіз конструкцій зубних шин в експериментальному моделюванню генералізованого пародонтиту. Ліки України плюс. 2013. № 2 (15). C. 60–64.
João Paulo M. Tribst, Amanda Maria de O. Dal Piva, Erik J. Blom, Cornelis J. Kleverlaan, Albert J. Feilzer. Dental biomechanics of root-analog implants in different bone types. The journal of prosthetic dentistry. https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2022.10.005
Ming-Lun Hsu and Chih-Ling Chang. Application of Finite Element Analysis in Dentistry, Finite Element Analysis, David Moratal (Ed.), doi: 10.5772/10007
Ковтун Т.О. Визначення розподілу навантаження в біомеханічній системі «зубний ряд–шина–кістка» у дітей з травмами зубів. Новини стоматології. 2019. № 3 (100). С. 82-87.
