- •Глава 5 Этиология ортодонтических аномалий
- •Специфические причины аномалий окклюзии Нарушения эмбрионального развития
- •Тератогены, влияющие на челюстно-лицевое развитие
- •Нарушения скелетного роста
- •Мышечные дисфункции
- •Акромегалия и гипертрофия половины нижней челюсти
- •Нарушения развития зубов
- •Генетические факторы
- •Факторы окружающей среды
- •Теория равновесия и развитие окклюзии
- •Функциональные воздействия на челюстно-лицевое развитие
- •Этиология в современной перспективе Изменения взглядов на этиологию
- •Этиология скученности и неправильного положения зубов
- •Этиология скелетных аномалий
Факторы окружающей среды
Влияние факторов окружающей среды в ходе роста и развития лица, челюстей и зубов состоит в основном в давлении в зависимости от физиологической активности. Функции должны адаптироваться к окружающей среде; например, то, как вы жуете и глотаете, будет отчасти определяться тем, что вам приходится есть; давление на челюсти и зубы будет осуществляться во время обоих действий и может воздействовать на рост челюстей и прорезывание зубов.
Соотношение между анатомической формой и физиологическими функциями очевидно у всех животных. Адаптацию челюстей и зубного аппарата за время эволюции показали найденные окаменелости. Соотношение форма—функция на данном уровне контролировалось генетически, и хотя они важны для общего понимания человеческого состояния, но имеют мало общего с отклонениями у любого индивидуума от современной нормы.
С другой стороны, есть все основания полагать, что соотношение форма—функция на всем протяжении жизни индивидуума может играть важную роль в этиологическом процессе аномалии окклюзии. Хотя изменения формы тела минимальны, человек, занимающийся физической активностью в подростковом возрасте, имеет более сильные мышцы и прочный скелет, чем тот, кто ведет сидячий образ жизни. Если функция может влиять на рост челюстей, изменение функции может послужить причиной аномалий окклюзии. Кроме того, жевательные упражнения и другие формы физической терапии являются важными составляющими ортодонтического лечения. Однако если функция не влияет на модель развития индивидуума, изменение функции его челюстей не будет иметь практически никакого этиологического или терапевтического эффекта. Благодаря его важности для современной ортодонтии особое место уделяется оценке потенциального функционального вклада в этиологический процесс аномалии окклюзии и в возможный рецидив после лечения.
Теория равновесия и развитие окклюзии
С огласно применяемой в физике теории равновесия объект, подвергшийся воздействию неуравновешенного усилия, получает ускорение и меняет свое положение в пространстве (рис. 5-22). Если же объект подвергается воздействию нескольких сил, но остается в прежнем положении, то эти силы находятся в равновесии. С этой точки зрения зубной ряд находится в равновесии, поскольку зубы подвергаются различного рода усилиям, но не меняют своего положения при обычных условиях. Даже если зубы и перемещаются, то это происходит так медленно, что в каждый момент времени мы можем наблюдать статичное равновесие.
Рис. 5-22. Если вы слегка нажмете сбоку на колоду карт, лежащую на столе, карты не продвинутся, поскольку существует равновесие между усилием вашего пальца и сопротивлением трения. Если же усилие пальца превысит трение, карты изменят свое положение. Зубные перемещения происходят только при нарушении равновесия воздействующих на прикус усилий.
Эффективностью ортодонтического лечения является демонстрация того, что силы, прилагаемые на зубы, находятся в обычном равновесии. Если зуб подвергается длительному воздействию со стороны ортодонтического приспособления, то он перемешается. С точки зрения физики сила, использованная ортодонтом, изменила первичное равновесие, что привело к перемещению зуба. Хотя зубной ряд подвергается очень большим усилиям в ходе функции, небольшие дополнительные усилия, если они используются довольно длительное время, могут нарушить равновесие и привести к перемещению зуба. Природа сил, необходимых для зубного перемещения, подробно описана в главе 9.
Положения теории равновесия также применимы и к скелету, включая и лицевой скелет. Скелетные изменения в ответ на функциональные запросы происходят при обычных обстоятельствах и усиливаются в необычных экспериментальных ситуациях. Как было описано в главе 2, костные отростки, к которым крепятся мышцы, особенно подвержены воздействию мышечных усилий. Форма нижней челюсти особенно предрасположена к изменениям, так как она в большой степени зависит от формы ее функциональных отростков. Изменения размера скелета входе функционирования ограничены мышечными отростками костей, однако прочность скелета в общем и целом усиливается при выполнении тяжелой работы и ослабляется при ее отсутствии.
Влияние равновесия на зубной ряд. Понять влияние равновесия на зубной ряд можно лучше всего при рассмотрении влияния различного типа давления. Хотя может казаться, что сила, умноженная на длительность, и является эффектом, это не так. Длительность применения силы вследствие биологической реакции более важна, чем ее величина.
Э тот важный момент можно пояснить посредством исследования реакции на усилия, прилагаемые во время процесса жевания. Когда на зубы воздействуют тяжелые жевательные усилия, наполненная жидкостью периодонтальная связка выполняет функцию амортизатора, стабилизируя зуб в момент изгиба альвеолярной кости и перемещения зуба на небольшое расстояние вместе с костью. Если большое давление сохраняется дольше нескольких секунд, то нарастает болевое ощущение, и жевательное давление быстро ослабевает. Данный тип тяжелого промежуточного давления не оказывает воздействия на долгосрочное положение зуба (подробнее об этом см. главу 9). Может наблюдаться множество патологических реакций на тяжелые промежуточные окклюзионные контакты, включая чрезмерную подвижность и боль, но пока нормально функционирует пародонтальный аппарат, окклюзионные силы редко длятся так долго, чтобы могли возникнуть изменения положения зубов и травмы.
Рис. 5-23. Шрамы в углу рта у этого ребенка вызваны ожогом в раннем возрасте в результате кусания электрического провода. По теории равновесия следует ожидать искажения формы зубной дуги в месте контакта со шрамом, что и наблюдается на самом деле.
Вторым возможным фактором, влияющим на равновесие зубного ряда, является давление губ, щек и языка. Такое давление намного легче, чем при жевательной функции, но и длится оно намного дольше. Эксперименты подтверждают, что даже очень легкое усилие способно переместить зубы, если оно имеет длительное действие. Порог длительности у людей равен приблизительно 6 ч. Поскольку давление на зубы со стороны губ, щек и языка в положении покоя оказывается большую часть всего времени, положение зубов меняется под воздействием этого слабого давления.
Э то легко проиллюстрировать на примерах. Если в результате травмы губы на ней образовались рубцы и контрактура, резцы в этой области будут перемещены в лингвальном направлении под воздействием давления со стороны губы (рис. 5-23).
Рис. 5-24. У этой пациентки большой участок щеки был потерян в результате тропической инфекции. Вестибулярный наклон зубов после утраты сдерживающего давления со стороны щеки является иллюстрацией нарушения равновесия. (Цит. по: Moss JP, Picton DCA: Arch Oral Biol 12:1313-1320, 1967.)
В другой ситуации, если исчезает сдерживающее давление губы или щеки, зубы наклоняются ветибулярно под воздействием неуравновешенного давления со стороны языка (рис. 5-24). Увеличение языка в результате опухоли или по другой причине вызовет лабиальное смещение зубов, даже при наличии уравновешивающего давления губ и щек, поскольку равновесие в данном случае нарушается (рис. 5-25).
Рис. 5-25. После паралича у этого пациента одна сторона языка упиралась в боковые зубы нижней челюсти слева. А — вид ротовой полости. В — модели, установленные на артикуляторе. Сильное смещение зубов у этого взрослого пациента было вызвано усиленным давлением языка, нарушившим равновесие. (Снимки предоставлены Dr. T.Wallen.)
Данные наблюдения делают очевидным тот факт, что, в отличие от жевательных сил, длительное легкое давление губ, щек и языка в положении покоя играет важную роль в определении положения зубов. Однако маловероятно, что промежуточное кратковременное давление, создаваемое при контакте языка и губ с зубами в процессе глотания или речи, может оказать какое-либо значительное воздействие на положение зубов28. Что касается жевательных сил, то их величины было бы достаточно для изменения положения зубов, но длительность воздействия недостаточна (табл. 5-2).
Таблица 5-2
Возможные факторы воздействия на равновесие: величина и продолжительность усилия на зубы в ходе функции
Факторы, влияющие на равновесие |
Величина усилия |
Продолжительность усилия |
Контакты зубов |
|
|
Жевание |
Очень сильное |
Очень краткое |
Глотание |
Слабое |
Очень краткое |
Давление мягкой ткани губ, щек и языка |
|
|
Глотание |
Умеренное |
Краткое |
Говорение |
Слабое |
Очень краткое |
Покой |
Очень слабое |
Длительное |
Внешнее давление |
|
|
Привычки |
Умеренное |
Переменное |
Ортодонтическое лечение |
Умеренное |
Переменное |
Внутреннее давление |
|
|
Периодонтальные волокна |
Слабое |
Длительное |
Десневые волокна |
Переменное |
Длительное |
Д ругим возможным фактором, влияющим на равновесие, может быть давление из внешних источников, наиболее известными из которых являются различные привычки и ортодонтические аппараты. В качестве примера можно привести ортодонтический аппарат, оказывающий легкое давление на внутреннюю сторону зубного ряда, которое может быть использовано для расширения дуги в сторону и вперед для создания достаточного пространства для выравнивания всех зубов. После некоторого расширения дуги давление щек и губ начинает увеличиваться. Можно ожидать, что пока аппарат остается в полости рта, даже если оно больше не оказывает активного воздействия, оно будет служить фиксатором для сдерживания этих возрастающих усилий. Однако если оно будет снято, то произойдет нарушение равновесия, и зубы будут смещены лингвально до достижения новой точки равновесия.
Вопрос о том, может ли привычка выполнять функции ортодонтического аппарата по изменению положения зубов, был предметом споров еще в I веке н.э., когда Цельсий рекомендовал ребенку с кривым зубом надавливать на него пальцем, чтобы тот встал в нормальное положение. Исходя из нашего современного понимания равновесия этот метод можно было бы считать эффективным, если бы ребенок надавливал пальцем на зуб не менее 6 ч в день.
Рис. 5-26. Модели челюстей 11-летних близнецов, один из которых (А) продолжал сосать большой палец несколько часов в день, в то время как другой (В) избавился от этой привычки в 6-летнем возрасте. Смешение передних зубов у сосущего палец очевидно. (Снимки предоставлены Dr. T.Wallen.)
Этот подход может быть использован и по отношению к другим привычкам: если привычка сосать палец оказывает давление на зубы с длительностью, превышающей пороговую (6 или более часов в день), то в этом случае зубы могут быть смещены (рис. 5-26). Если же привычка имеет меньшую длительность, ее эффект будет почти незаметным независимо от величины давления. Какой бы ни была модель поведения, врожденной или приобретенной, ее влияние на положение зубов определяется не усилием, прилагаемым к зубам, а длительностью применения этого усилия.
С помощью данной концепции легко понять, как игра на музыкальном инструменте может быть связана с развитием аномалий прикуса. В прошлом многие врачи, зная о влиянии на положение передних зубов игры на духовом инструменте, даже прописывали эти инструменты как часть ортодонтического лечения. Например, игра на кларнете может привести к увеличению сагиттальной щели из-за положения язычка инструмента между резцами. Таким образом, данный инструмент может рассматриваться как потенциальная причина возникновения аномалии класса II и терапевтическое приспособление для лечения аномалий класса III. Струнные инструменты, такие как скрипка или виолончель, требуют особого положения головы и челюсти во время игры, что влияет на давление языка и губ/щек и может привести к развитию асимметрии. Хотя такие эффекты и наблюдались у профессиональных музыкантов29, они не были столь выражены, а у большинства детей они практически отсутствуют30. Весьма вероятно, что длительность давления языка и губ во время игры на инструменте не достаточна для произведения эффекта.
Другим возможным фактором воздействия на зубное равновесие является периодонтальная система волокон, как в десневой ткани, так и внутри периодонтальной связки. Мы уже отмечали, что в случае потери зуба появляется тенденция к закрытию промежутка, отчасти благодаря усилиям, создаваемым транссептальными волокнами десен. Значимость данных усилий была продемонстрирована экспериментально на обезьянах посредством удаления одного из зубов и нанесения нескольких надрезов на деснах, чтобы сеть транссептальных волокон была разрушена и не смогла восстановить свою непрерывную структуру. В этом случае закрытие промежутков было практически полностью остановлено31.
Такая же сеть десневых эластичных волокон растягивается во время ортодонтического лечения и стремится оттянуть зубы назад к их начальной позиции. Клинические опыты доказали, что после ортодонтического лечения часто требуется предотвратить подобные усилия, сделав надрезы на транссептальных волокнах десны, которые впоследствии заживут, а зубы останутся в правильном положении (см. главу 18). В отсутствие промежутков после удаления или перемещения зубов в ходе ортодонтического лечения сеть десневых волокон оказывает минимальный эффект на зубное равновесие.
Периодонтальная связка сама по себе может участвовать в равновесии оказываемых на зубы усилий. В настоящее время принцип работы механизма прорезывания понят не до конца, однако достоверно известно, что прорезывающее усилие создается внутри периоднтальной связки. Данное усилие обладает достаточной величиной и достаточным постоянством для перемещения зуба. Весьма вероятно, что в результате той же метаболической активности создаются усилия, служащие частью «активной стабилизации» зубов, вносящие непосредственный вклад в равновесие. Степень данного процесса в непрорезывающихся зубах неизвестна. Однако известно то, что механизм прорезывания остается потенциально активным на протяжении всей жизни, поскольку зуб может снова начать прорезываться спустя много лет после очевидного завершения данного процесса, если его антагонист будет удален. Поэтому существует по меньшей мере потенциал метаболической активности в периодонтальной связке для оказания воздействия на равновесие.
Рассмотрение прорезывающих усилий приводит нас к заключительному аспекту зубного равновесия: воздействие усилий на зубы должно рассматриваться не только в переднезадней и трансверсальной плоскостях относительно положения зуба в зубном ряду, но также и в вертикальной плоскости относительно того, насколько прорезался данный зуб. Вертикальное положение любого зуба, безусловно, определяется равновесием между силами, осуществляющими прорезывание, и противоположными силами. Жевательные силы являются главными силами, противоположными прорезыванию, однако более длительные усилия со стороны мягких тканей, таких как язык в промежуточном положении между зубами, имеют большее значение, как и при равновесии в горизонтальной плоскости.
Воздействие равновесия на размер и форму челюсти. Челюсти представляют собой костную массу с прикрепленными к ней функциональными отростками (см. рис. 4-12). Функциональные отростки костей изменяются при потере или изменении функций. Например, кость альвеолярного отростка служит только для поддержания зубов. Если зуб не прорезался, альвеолярная кость не будет формироваться в месте, где он должен был бы находиться, а в месте удаления зуба альвеола рассасывается и, в конце концов, полностью атрофируется. При удалении одного из зубов-антагонистов другой обычно начинает прорезываться дальше, и даже если кость рассасывается на той челюсти, где зуб был утрачен, новая альвеолярная кость формируется с другой стороны, где прорезывается зуб. Положение зуба, а не его функциональная нагрузка определяет форму альвеолярного края.
То же самое применимо и для мышечных отростков: для определения формы кости более важно место прикрепления мышц, чем механическая нагрузка или степень активности. Однако рост мышц определяет положение места прикрепления, и, таким образом, в результате этого роста могут происходить изменения формы челюсти, особенно угла нижней челюсти.
Если рассматривать мыщелковый отросток нижней челюсти в качестве функционального отростка, то появляется заманчивая возможность изменения роста нижней челюсти посредством изменения ее положения. На протяжении последнего столетия идея о том, что при помощи смещения нижней челюсти вперед или назад можно изменить ее рост, принималась, отвергалась и, в конце концов, была частично признана снова. Очевидно, что данная теория имеет большое значение для этиологии аномалии окклюзии. Например, если ребенок выдвигает нижнюю челюсть вперед при закрывании рта из-за мешающих резцов или большого размера языка, то будет ли это стимулировать рост нижней челюсти и приведет ли это к аномалии класса III? Может ли положение ребенка на животе во время сна, так что вся масса головы приходится на подбородок, вызвать недоразвитие нижней челюсти и аномалию класса II?
Э ффект длительности прилагаемых усилий менее ясен для челюстей, чем для зубов. Однако считается, что здесь применим тот же самый принцип: степень усилия менее важна, чем его продолжительность. Положение челюсти впереди, только когда зубы находятся в состоянии окклюзии, означает, что большую часть времени в состоянии покоя нижняя челюсть находится в нормальном положении. Мы считаем, что на функциональный отросток со стороны повторяющегося промежуточного усилия не будет оказываться воздействие из-за небольшой общей длительности и исходя из данного принципа будет реагировать и мыщелковый отросток. Нет ни экспериментальных, ни клинических подтверждений того, что кость нижней челюсти может изменяться под воздействием окклюзионных помех (однако следует помнить, что при этом может меняться прорезывание зубов и, следовательно, их конечное положение).
Рис. 5-27. Язык большого размера, как у этого пациента с нарушением функции щитовидной железы в раннем возрасте, может влиять на развитие нижней прогнатии, вызывая постоянное выдвижение нижней челюсти вперед.
Если на протяжении всего времени наблюдалось переднее положение нижней челюсти, что может случиться при больших размерах языка, то здесь может быть превышен порог длительности и, следовательно, появятся изменения в росте. Как показывают клинические исследования, пациенты с языком большого размера почти всегда имеют хорошо развитую нижнюю челюсть, однако всегда очень сложно определить размер языка. Лишь в выраженных случаях, например у пациентов с ранними дефектами щитовидной железы, можно быть уверенным в том, что увеличенный язык влияет на усиление роста нижней челюсти (рис. 5-27). Вероятно, это не является основной причиной нижней прогнатии32.
Хотя 50 лет назад было широко распространено мнение о том, что давление на нижнюю челюсть в результате различных привычек, а именно положение на животе во время сна, влияет на рост и вызывает аномалию класса II, доказательств тому практически найдено не было. Рост мягких тканей, перемещающих нижнюю челюсть вперед и образующих пространство между мыщелком и височной ямкой, является нормальным механизмом роста, однако замедление роста нижней челюсти посредством давления не относится к нормальному развитию и добиться этого крайне сложно, если вообще возможно.
С точки зрения теории равновесия мы можем сделать вывод о том, что промежуточные силы едва ли могут повлиять на положение зубов или форму и размер челюстей. Прочность кости на альвеолярных отростках и в основаниях челюстей должна варьироваться в зависимости от жевательных усилий, но форма при этом остается неизменной. Ни жевательные силы, ни давление со стороны мягких тканей в процессе глотания или речи не должны оказывать значительного влияния на положение зуба.
Значительные воздействия на равновесие зубов оказывает продолжительное давление со стороны языка, губ и щек в положении покоя. Кроме того, значительное воздействие на равновесие оказывается со стороны эластичных десневых волокон и метаболической активности внутри периодонтальной связки (см. табл. 5-2). Эти воздействия на равновесие отражаются на вертикальном и горизонтальном положении зубов, а также в большой степени и на том, насколько прорезались зубы и каково их положение в зубном ряду. Основным эффектом воздействия на равновесие должны быть позиционные изменения, затрагивающие функциональные отростки, включая мыщелковый отросток.
Для напоминания отметим, что функциональные модели и привычки, способные привести к аномалиям окклюзии, рассматриваются как потенциальные этиологические агенты с точки зрения теории равновесия.