Вы здесь

Особенности съемных протезов с балочной фиксацией

Съемные протезы с балочной фиксацией имеют ряд преимуществ: шинируют опорные зубы; позволяют дозированно распределить жевательную нагрузку между периодонтом и слизистой оболочкой протезного ложа; обладают большей эстетичностью, чем съемные протезы с кламмерами. Однако параметры применяемых в них элементов должны быть теоретически обоснованы. Их основной элемент - штанга (балка, "рельс"). Именно ее линейные и прочностные параметры мы посчитали необходимым рассчитать.

В качестве материала для изготовления штанги используют хромо-никелевую нержавеющую сталь и кобальтохромовый сплав с сопротивлением R= 5600 кГс/мм2. Сечение штанги чаще всего круглое, диаметр d от 1,9 до 2,4 мм. Длина штанги (L) при отсутствии первого нижнего моляра со средним размером коронки в медиодистальном направлении 11,5 мм, отношение L/d>5. По принятым в строительной механике положениям, данная штанга относится к балкам, а, следовательно, для ее расчета применимы формулы сопротивления материалов. Общая длина балки составляет L = 0,5 Ln+Lo+0,5 Ln, где: Ln и Ln - размеры левого и правого опорных зубов. Расчетный пролет в случае отсутствия двух премоляров и первого моляра на нижней челюсти составит, таким образом, 33 мм, а центры опор, допускающих свободный поворот балки, совпадут с центрами опорных зубов.

Расчеты показали, что даже применение вышеназванных материалов не позволяет применять любое конструктивное решение при изготовлении как съемной, так и несъемной частей лечебного аппарата. Требуемый по прочности диаметр балки при вертикальной нагрузке 40 кГс, приложенной в середине пролета балки длиной 3,3 см, составит 3,92 мм. Применение штанги такого диаметра на практике нереально. Единственное рациональное решение - применение не одной, а двух контрштанг, расположенных в непосредственной близости к осям опорных зубов. При ширине контрштанг 3 мм расстояние "а" от центра опорного зуба до центра контрштанги, то есть до места приложения силы, составит 0,7 см. Примем максимальное усиление Р1, зафиксированное при дроблении скорлупы ореха - 26,6 кГс. Если нагрузка симметрична относительно середины балки и 50% ее передается на слизистую оболочку протезного ложа, то Р=Р1/2=13,3 кГс и, следовательно, на каждую из контрштанг будет передаваться усилие Рк=7 кГс. Для такой схемы изгибающий момент в балке диаметром 1,9 мм по всей средней части между контрштангами составит 4,9 кГс/см.

Изгибающий момент на опорах, при принятой нами схеме и симметричном загружении, вычисляем по формуле: Ма=Мв=Рк. а1(1 - a1/ Lo), где Lo - расстояние между коронками опорных зубов: а1 - расстояние от коронки опорного зуба до центра контрштанги, а1=3/2 = 1,5 мм.

При штанге длиной в 2,2 см, то есть при отсутствии двух зубов, и 3,3 см при отсутствии трех и равномерном распределении нагрузки изгибающий момент возрастает пропорционально квадрату пролета, то есть при возрастании Lo в 1,5 раза М увеличится в 2,25 раза. При передаче нагрузки через две контрштанги увеличение Lo в 1,5 раза увеличит изгибающий момент всего на 2,4%. Фактическое напряжение в опорном сечении балки составит: 1452 kFc/cm2<R=5600 кГс/см2. Следовательно, прочность обеспечена и диаметр балки 1,9 мм достаточен.



Наиболее неблагоприятный момент может возникнуть в тех случаях, когда вся величина жевательной нагрузки будет передаваться в области одной из контрштанг. В этом случае изгибающий момент будет равен 1,823 кГс/см, а фактическое напряжение составит 2711,6 Krc/cM2<R=5600 кГс/см2. Приведенный расчет показывает, что и в данном случае имеется значительный запас по прочности материала. Подавляющая часть нагрузки будет передаваться на ближайший опорный зуб и составит 13,81 кГс.

Как показывает анализ, наибольшие проблемы будут связаны не с прочностью балки, а с восприятием нагрузки периодонтом опорных зубов. При этом на них будет действовать вертикальная сила Ра = 13,81 кГс и изгибающий момент.

Жевательные нагрузки, воспринимаемые периодонтом опорных зубов, как нормальные, значительно отличаются для разных функциональных групп. Так, средние значения нагрузок, воспринимаемых резцами, составляют 5-10 кГс, клыками - 15, премолярами - 13-18 и молярами около 30 кГс (Г.П. Соснин, 1981). Отсюда необходимо сделать следующий вывод: если прочностные характеристики и линейные размеры балки удовлетворяют предъявляемые к ним требования, то необходимо учитывать и опорную реакцию самих зубов. Так, при расположении балки между моляром с одной стороны и резцом - с другой, необходимо иметь ввиду, что при усилии на протез, превышающем его нормальную несущую способность, может возникнугь прямой травматический узел и для предотвращения этого момента целесообразно использовать под опору не один, а несколько рядом стоящих резцов. Вариантом правильного решения в данном случае может быть и увеличение величины зазора между штангой и контрштангой с целью передачи большей нагрузки на слизистую оболочку протезного ложа и уменьшение высоты коронковой части резца с переносом фиксирующего элемента съемного протеза максимально близко к его продольной оси.

Таким образом, для определения линейных и прочностных параметров балки могут быть использованы методы строительной механики и сопротивления материалов. На основании расчетов установлено, что для нормального распределения жевательных нагрузок на периодонт опорных зубов и балку необходимо при круглом профиле ее сечения и диаметре 1,9 мм использовать две контрштанги длиной по 3 мм, расположенные на расстоянии 1,5 мм от коронок опорных зубов. Обосновано использование дополнительных опор при расположении балки между зубами различных функционально ориентированных групп, а в качестве альтернативы - увеличение зазора между штангой и контрштангой и уменьшение высоты коронковой части зубов с переносом фиксирующего элемента ближе к их продольным осям.