Биомеханика имплантации, пример 3: Установка двух имплантатов под наклоном может снизить нагрузку на имплантаты
Этот пример иллюстрирует ключевое преимущество имплантатов, установленных под наклоном, а именно перераспределение нагрузки на один или все имплантаты. В частности, самая простая ситуация заключается в установке дистального имплантата со значительным наклоном для уменьшения протяженности консольной части протеза.
На рис. 1а схематично изображены два вертикально установленных имплантата 1 и 2 на определенном расстоянии b друг от друга. Имплантаты служат опорой протеза, на дистальный конец которого строго вертикально действует сила Р в точке на расстоянии а от имплантата 2. Если предположить, что такой протез фиксируется шаровидными креплениями, т.е. нагрузка не оказана на соединения между имплантатами и протезом, то эту ситуацию можно проанализировать с помощью простой двухмерной статичной модели и модели Экалака.
В данном случае действуют вертикальная сила на имплантат 1 (F1), которая приводит к деформации растяжения (вертикально вверх) со значением (a/b)Р, и вертикальная сила на имплантат 2 (F2), которая приводит к компрессионной деформации (вертикально вниз) со значением (1 + a/b)Р. В эти формулы можно поместить требуемые цифры (со знаком «+» для деформации растяжения и знаком «-» для компрессионной деформации), а = 30 мм, b = 10 мм и Р = 100 Н, при силе +300 Н для F1 и -400 Н для F2. Эти результаты представлены на рис. 4-3d вместе с показателями двух других вариантов (рис. 1b и 1с).
Рисунок 1. Возможность снижения вертикальных сил, действующих на два имплантата, которые являются опорой протеза с консолью, при приложении к ее концу силы (Р). Расстояние между имплантатами b и длина консоли а варьировались, (а) Вертикальные имплантаты. (b) Расстояние между имплантатами увеличено, длина консоли уменьшилась. (с) Имплантат 2 наклонен дистально, что приводит к увеличению расстояния между имплантатами, как в ситуации (b). (d) Снижение вертикальных сил, действующих на имплантаты 1 и 2, благодаря увеличению расстояния между ними (b - с 10 до 20 мм) и уменьшению длины консоли (а - с 30 до 20 мм). (Вертикальная сила в области соединения между протезом и имплантатом 2 отличается от осевой силы в области имплантата 2. См. анализ в примере 1 (просим пользоваться формой поиска по сайту выше)).
При увеличении расстояния между имплантатами b с 10 до 20 мм и, соответственно, уменьшении длины консоли а с 30 до 20 мм (рис. 1b) значения F1 и F2 можно пересчитать по той же формуле. При использовании для обозначения растяжения и компрессии тех же знаков, что и выше, F1 будет составлять +100 Н, a F2 -200 Н. Увеличение расстояния между имплантатами и укорочение консольной части привело к снижению вертикальной нагрузки по сравнению с ситуацией на рис. 1а.
Таким образом, при прочих равных условиях предпочтительнее устанавливать два вертикальных имплантата так, как показано на рис. 1b, т.е. с большим расстоянием между ними (20 мм) и меньшей консолью (20 мм). Однако в некоторых случаях установка имплантата 2 в оптимальном положении затруднена из-за отсутствия соответствующих анатомических условий (Krekmanov et al.).
Для решения проблемы дефицита костной ткани было предложено устанавливать имплантат 2 с дистальным наклоном, чтобы задействовать доступный объем кости в его апикальной части и сместить ортопедическую платформу дальше от имплантата 1, увеличивая расстояние между платформами имплантатов до 20 мм. Анализ Скалака подтверждает эффективность такого подхода, поскольку модель предполагает учет расстояний а и b на уровне соединения имплантатов с протезом, безотносительно положения их апексов. Ситуация на рис. 1с с наклоном имплантата 2 и действием вертикально направленной силы ассоциируется с таким же распределением нагрузки, как на рис. 1b.
P.S. Термин «вертикально направленная сила» означает строгое направление вектора силы вверх или вниз параллельно длинной оси страниц этой книги. Более того, эти вертикально направленные силы воздействуют на протез в проекции его соединения с имплантатами. Вертикальную силу, действующую на имплантат 2 на рис. 1, можно разделить на осевую и боковую составляющие.
Кроме того, очень важно понимать, что, несмотря на одинаковую вертикально направленную силу, действующую на имплантаты в области их соединения с протезом, ситуации на рис. 1b и 1с сильно различаются. Модель Скалака показывает, что на рис.1b и 1с на имплантат 2 действует одинаковая сила F2, хотя эти имплантаты установлены по-разному. Разный наклон имплантатов, безусловно, оказывает влияние на нагрузки и деформации протеза, имплантатов и костной ткани.
В примере 2 (просим пользоваться формой поиска по сайту выше) вертикальная сила 150 Н, действующая на имплантат, установленный под наклоном, приводит к большей деформации, чем такая же сила, действующая на вертикально установленный имплантат. Однако основная причина установки имплантата 2 (рис. 1с) под наклоном заключается в отсутствии достаточного объема кости для вертикальной имплантации на расстоянии 20 мм от имплантата 1. Иными словами, такая ситуация исходно не является оптимальной, а установка имплантата 2 под наклоном позволяет позиционировать его ортопедическую платформу на расстоянии 20 мм от имплантата 1, что является приемлемой альтернативой.
В примере 7 (просим пользоваться формой поиска выше) на моделях конечных элементов величина деформаций во всех частях структуры зависит от множества факторов, в том числе от выраженности наклона и диаметра имплантата. Все три представленных примера в отдельных статьях на сайте подтверждают безопасность и эффективность установки имплантатов под наклоном, если только нагрузка остается в допустимых пределах для всех составляющих структуры.
