Российский журнал биомеханики

Конечно-элементное моделирование является обычно используемой методологией при анализе концентрации напряжений в структурах зубов. Главное ограничение метода состоит в чрезмерных упрощениях, обычно требующихся ввиду сложных условий, в которых работают структуры ротовой полости. Поэтому цель данного исследования состоит в том, чтобы проверить, какие допущения и методы моделирования, связанные с внутренними структурами зуба, материальные свойства и условия нагружения влияют на механическое поведение в моделях зубов. Для этого построена обобщенная модель первого моляра нижней челюсти и проведено ее параметрическое изучение.

Представлена математическая модель, описывающая отклонение медицинской стальной инъекционной иглы при ее движении в фантоме мягких тканей (имитация тканей человека). Данная модель необходима для обеспечения корректировки роботы роботизированной системы при проведении операций брахитерапии или схожих операций, где требуется высокоточное позиционирование кончика иглы. Поскольку кончик иглы является асимметричным, то при движении в тканях игла будет деформироваться, что приведет к ее отклонению от прямолинейного движения. Таким образом, внедряя и поворачивая иглу вокруг своей оси, можно провести кончик иглы по заданной траектории. Разрабатываемая модель необходима для корректировки движения иглы в тканях человека или для прогнозирования оптимальных мест прокола. В работе рассмотрена общая постановка задачи и решена одна из подзадач, а именно расчет отклонения кончика иглы при поступательном движении в однородном материале. Приведены результаты моделирования для различной плотности материала и различного угла острия иглы. Проведено сравнение экспериментальных данных с результатами, полученными при расчете с помощью разработанной модели.

Целью настоящей работы было изучение особенностей микроструктуры и минеральной насыщенности в очаге искусственно (in vitro) созданной деминерализации эмали зуба (кариес эмали) методом компьютерной микротомографии. Метод микротомографии, реализуемый с помощью рентгеновской компьютерной установки Nikon Metrology XT H 225, обеспечил возможности аттестации макро- и микроструктуры малогабаритных образцов зубов человека in vitro , без нарушения целостности, особой подготовки и предварительного разрушения объектов, за относительно короткое время. Многоуровневый анализ, основанный на визуально-инструментальной (по критериям ICDAS ), стереомикроскопической ( Olympus SZX -16; Olympus DP -73; Olympus Stream Motion v .1.8) и микротомографической оценке зубов с искусственно ( in vitro ) созданной по оригинальной методике (патенты РФ на полезную модель №172561 и №171409 от 16.12.2016) очаговой деминерализацией эмали позволил получить объемную информацию о характере моделируемого поражения эмали, подтвердил высокую чувствительность и специфичность используемой экспериментальной модели начального кариеса. Реализован алгоритм качественного и количественного анализа компьютерных томограмм зубов, включающий: 3 D -реконструкцию зуба и собственно очага деминерализации эмали с оценкой объемных характеристик, сохранности структуры и др.; морфометрический анализ линейных размеров и геометрических характеристик очагов поражения эмали и их отдельных зон; определение минеральной плотности в различных зонах очага поражения методом эталонной денситометрии. Искусственный кариес эмали клинически соответствовал ICDAS (2), по данным микротомографии представлял рентгенопрозрачный структурно-неоднородный очаг поражения треугольной формы, глубиной 423,8 ± 107,4 мкм, с разноуровневой утратой минеральной насыщенности, наиболее выраженной в его центральных зонах ((1,47-1,86) ± ± 0,17 г/см3). Отметим перспективность использования метода компьютерной микротомографии и разработанной модели искусственного кариеса эмали для оценки in vitro минеральной насыщенности очага деминерализации при апробации различных средств и методов профилактики и лечения ранних стадий кариеса зубов.

Целью настоящей работы явилось исследование первичной и вторичной стабильности дентальных имплантатов, установленных с помощью пред- и послеоперационной лазеротерапии аппаратом B-CureLaserDentalPro методом частотно-резонансного анализа. Фотобиостимулирующие эффекты низкоинтенсивного лазерного излучения аппаратом B-CureLaserDentalPro продемонстрированы на примере гармонизации формирования костно-имплантационного комплекса. В слепом рандомизированном сравнительном плацебоконтролируемом проспективном исследовании определено, что профессиональное и индивидуальное использование диодного лазера 5-го поколения с длиной волны 808 нм, мощностью 250 мВт, частотой импульсов 14 кГц, расфокусированным лучом 4,5х1,0 см, плотностью потока энергии 14,4 Дж/мин на пике (3,2 Дж/см2 в мин) на этапах предоперационной подготовки и послеоперационного сопровождения дентальной имплантации обеспечивает полноценную остеоинтеграцию имплантатов по показателям вторичной стабильности, ISQ 2, определяемым частотно-резонансным методом ( OsstellISQ ), своевременное функциональное нагружение имплантата постоянной ортопедической конструкцией с долгосрочным благоприятным прогнозом лечения. По результатам исследования внутригрупповые, а также индивидуальные показатели вторичной стабильности имплантатов при включении в комплекс дентальной имплантации лазеротерапии в профилактическом и лечебно-реабилитационном режимах соответствовали критерию «превосходные» и превышали показатели первичной стабильности в среднем на 14,6%. В группе сравнения полноценная остеоинтеграция отмечена у 96,5% пациентов и с достоверно ( p < 0,001) меньшим (на 5,9%) приростом значения ISQ ; неуспех лечения фиксировали в 3,5% наблюдений (дезинтеграция и утрата имплантата).

Коэффициент Пуассона (коэффициент поперечной деформации) играет важную роль в деформационном поведении материалов. Наравне с модулем Юнга он составляет две независимые и наиболее информативные материальные константы твердых тел. Для твердых тканей зуба (эмали и дентина) коэффициент Пуассона должен соответствовать коэффициенту Пуассона реставрационных материалов во избежание перенапряжений на границе разделов реставрационный материал - эмаль и реставрационный материал - дентин. Кроме того, величина коэффициента Пуассона влияет на деформационную прочность эмали и дентина, а именно трещиностойкость при возникновении в них напряженно-деформированного состояния. В данной работе впервые получена ориентационная зависимость коэффициента Пуассона дентина зубов на основе матриц упругих постоянных и коэффициентов податливости гексагональных кристаллов, какими являются кристаллы гидроксиапатита дентина. Результаты вычисления коэффициентов Пуассона дентина как кристаллической системы с гексагональной структурой представлены в виде таблиц и на диаграммах в полярной и декартовой системах координат. Также рассчитаны экстремальные (минимальный и максимальный) коэффициенты для соответствующих направлений продольной и поперечной деформаций в кристаллографической системе координат. Показано, что максимальное значение коэффициента Пуассона дентина (0,53) больше верхнего предела для коэффициента Пуассона изотропных материалов, в том числе известных реставрационных материалов, что в ряде случаев может снижать качество реставраций в микрообъемах. Отмечается, что аналогичный анализ может быть выполнен и для эмали зубов.