Художественное анатомическое моделирование зубов — DENTALMAGAZINE.RU
Л. М. Ломиашвили
д. м. н., профессор кафедры терапевтической стоматологии ОмГМА
С. Г. Михайловский
врач-интерн ОмГМА
С. В. Вайц
аспирант кафедры терапевтической стоматологии ОмГМА
«Идти туда, не знаю куда, и делать то, не знаю что» — сложная задача! Это касается практически всех сфер нашей жизни, в том числе и стоматологии. Даже если вы представляете будущую конструкцию восстанавливаемого зуба, ваши руки не всегда воспроизводят правильность его форм и объемов.
Студентов художественно-графического факультета учат, что «сто натюрмортов надо написать, чтобы сто первый получился правильно»! К сожалению, в вузах студентам стоматологического факультета в ограниченном объеме даются знания о формах зубов, недостаточное количество часов отводится на воспроизведение зубов из подручных материалов (глина, пластилин, пластика).
Умение правильно восстанавливать форму отсутствующих твердых тканей зубов в клинической стоматологии имеет первостепенное значение.
Руки стоматолога — это и есть основной инструмент для моделирования зубов! Развить это умение можно с помощью занятий художественным моделированием.
Цель занятий: развитие зрительной памяти, мануальных навыков, творческого мышления и способности восприятия форм в пространстве. Каждый, кто желает познать этапы восстановления, может приступить к первым упражнениям, имея минимум условий — материал и простые инструменты.
Моделирование зубов — творческий процесс, где помимо знаний об анатомии должна присутствовать свобода выбора материала, из которого можно создавать модели. Перед тем как начать работу, необходимо ознакомиться с основными свойствами материалов, выбрать, какой из них больше подходит вам.
При вырезании, иссечении формы из твердых материалов: дерева, камня и других — скульптор постепенно, шаг за шагом, срезает материал, освобождая заключенную в нем форму. Такой прием широко используется и в терапевтической стоматологии, например на этапе конкурирования поверхности пломбы.
Лепка — выполнение скульптуры из мягких материалов. Для лепки можно выбрать любой материал, обладающий пластичностью. Это может быть пластилин, скульптурная глина, пластика, воск.
Основные этапы моделирования 16 зуба из скульптурной глины
Скульптурная глина издавна применялась в искусстве для воссоздания форм. Этот недорогой материал идеально подходит для лепки зубов, работать с глиной по-своему приятно, она мягкая, не липнет к рукам, твердеет постепенно. Скульптурная глина требует более длительной подготовки к работе, чем пластилин, который чаще всего используется для моделирования зубов. Если глина сухая, то для начала ее нужно смешать с водой до консистенции сметаны, оставить на некоторое время до высыхания и образования пластичной массы. После этого глина становится твердой только через несколько часов, этого времени вполне достаточно, чтобы успешно завершить работу.
Рис. 1. Материал обладает необходимой пластичностью и готов к работе. Придание будущей модели формы шара
Рассмотрим моделирование первого правого моляра верхней челюсти (16 зуб). Задаются габаритные очертания модели 16 зуба (рис. 2, 3), намечается расположение основных поверхностей: медиальной контактной (М), дистальной контактной (D), вестибулярной (V) и небной (P).
Рис. 2. Придание габаритных очертаний модели
Рис. 3. Моделирование вершин основных бугров.
Определяются вершины основных бугров. На жевательной поверхности наносится разметка (рис. 4), соответствующая фиссуре первого порядка Н-образной формы.
Рис. 4. Нанесение разметки, соответствующей фиссуре первого порядка, H-образной формы на окклюзионной поверхности
Завершение формирования внешних контуров модели и экватора (рис. 5) проводится руками.
Рис. 5. Сглаживание неровностей и формирование экватора
До этого этапа все действия выполнялись руками (рис. 6).
Рис. 6. Работа руками позволяет лучше ощутить основные свойства материала
Для моделирования жевательной поверхности зуба лучше пользоваться инструментами. Шпателем углубляется фиссура первого порядка (рис. 7, 8).
Рис. 7. Углубление фиссуры первого порядка, отделяющей передний щечный бугорок (2) от заднего щечного (1) и переднего небного (4). Задний небный бугорок (3)
Рис. 8. 1 — задний щечный бугорок, 2 — передний щечный бугорок, 3 — задний небный бугорок
Моделируя, не нужно рисовать фиссуры, а необходимо разделить основные бугорки, так чтобы между ними появилась фиссура Н-образной формы (рис. 9).
Рис. 9. Завершение моделировки фиссуры первого порядка Н-образной формы
Инструменты для работы выбираются такие, какими удобнее работать: это может быть шпатель, гладилка. Необходим инструмент для формирования фиссур, например зонд. Достаточно 2—3 инструментов.
После завершения работы модель всегда можно скорректировать, срезав лишнее скальпелем или шпателем. Полученная модель зуба может храниться долго, напоминая о результатах работы.
Рис. 10. Моделировка продольного (2), медиального (1), дистального (3) валиков переднего щечного бугорка
Рис. 11. Сформированы фиссуры второго порядка на переднем щечном бугорке
Рис. 12. Моделировка основного (2) и дополнительных (1, 3) валиков переднего небного бугорка
Рис. 13. Окончательный вид модели 16 зуба
Рис. 14. Внешний вид модели 16 зуба. Окклюзионная поверхность
Рис. 15. Внешний вид модели 16 зуба. Небная и жевательная поверхности
Моделирование из пластики
Пластика — еще один материал, из которого можно создать красивую модель зуба.
Затвердевание материала происходит при помещении его в горячую воду или нагреве до 110—120 градусов в печи в течение 5—10 минут. Возможность длительной работы и фиксация результата нагреванием — в этом сходство пластики с композитом. Повторно пластику использовать нельзя. Хорошо подходит для создания фантомных моделей зубов.
Первым этапом работы с этим материалом будет разогревание его в руках и придание формы шара, затем придание габаритных очертаний модели, определение основных поверхностей модели зуба (рис. 16) (M — медиальная контактная поверхность, D — дистальная контактная поверхность, V — вестибулярная поверхность, L — язычная поверхность), нанесение разметки, соответствующей фиссуре первого порядка Ж-образной формы.
Рис. 16. Придание габаритных очертаний модели, нанесение разметки, соответствующей фиссуре первого порядка, Ж-образной формы. M — медиальная контактная поверхность. D — дистальная контактная поверхность, V — вестибулярная поверхность, L — язычная поверхность
На жевательной поверхности инструментом, шпателем или гладилкой по нанесенной разметке проводится углубление фиссуры первого порядка, выделяются пять основных бугорков (рис. 17) (1 — передний язычный, 2 — задний язычный, 3 — передний щечный, 4 — задний щечный, 5 — дистальный).
Рис. 17. Вершины основных бугорков: 1 — передний язычный бугорок, 2 — задний язычный бугорок, 3 — передний щечный бугорок, 4 — задний щечный бугорок, 5 — дистальный бугорок
Также формируется экватор модели 36 зуба. Образование фиссур второго порядка происходит за счет моделирования продольного, медиального, дистального валиков четырех основных бугорков (рис. 18—19).
Рис. 18. Моделирование продольного (b), дистального (а), медиального (с) валиков, переднего язычного бугорка (1). 1 — передний язычный бугорок, 2 — задний язычный бугорок, 3 — передний щечный бугорок, 4 — задний щечный бугорок, 5 — дистальный бугорок
Рис. 19. 1 — передний язычный бугорок: (а) продольный валик, (b) дистальный валик, (с) медиальный валик. 2 — задний язычный бугорок. 3 — передний щечный бугорок: (а) продольный, (b) медиальный валик, (с) дистальный валик. 4 — задний щечный бугорок: (а) продольный валик, (b) дистальный валик, (с) медиальный валик. 5 — дистальный бугорок. 6 — дополнительный бугорок. Рис. 19. 1 — передний язычный бугорок: (а) продольный валик, (b) дистальный валик, (с) медиальный валик. 2 — задний язычный бугорок. 3 — передний щечный бугорок: (а) продольный, (b) медиальный валик, (с) дистальный валик. 4 — задний щечный бугорок: (а) продольный валик, (b) дистальный валик, (с) медиальный валик. 5 — дистальный бугорок. 6 — дополнительный бугорок
Дистальный бугорок имеет менее дифференцированную поверхность (рис. 20).
Рис. 20. Конечный результат моделирования. 1 — передний язычный бугорок. 2 — задний язычный бугорок. 3 — передний щечный бугорок. 4 — задний щечный бугорок. 5 — дистальный бугорок
Модели, выполненные из пластики, можно хранить долгое время, они будут напоминать о достигнутых результатах в моделировании.
Рис. 21. Язычная и медиальная контактная поверхности модели моляра нижней челюсти. M — медиальная контактная поверхность. D — дистальная контактная поверхность. V — вестибулярная поверхность. L — язычная поверхность
Рис. 22. Вестибулярная и жевательная поверхности модели моляра нижней челюсти
Моделирование 36 зуба из пластилина: основные этапы
Пластилин — пожалуй, самый распространенный материал, он легкодоступен, не требует особой подготовки к работе. Взяв нужное количество, его достаточно разогреть, размять в руках, и можно приступать к работе. Не имея опыта работы с данным материалом, на первых этапах лучше работать без инструментов, чтобы почувствовать его свойства, а затем создавать формы с помощью инструментов. После разминания пластилин уже готов к лепке, но разогревать его нужно недолго, так как он становится слишком мягким и липким и будет плохо держать форму.
Рассмотрим основные этапы моделирования 36 зуба из пластилина. Придаем пластилину форму шара (рис. 23).
Рис. 23. Придание материалу формы шара
Наметив основные поверхности и вершины бугорков будущей модели, углубляем фиссуру первого порядка Ж-образной формы. В результате на жевательной поверхности образуется пять бугорков (рис. 24) (1 — передний язычный, 2 — задний язычный, 3 — передний щечный, 4 — задний щечный, 5 — дистальный).
Рис. 24. Формирование габаритных очертаний, вершин основных бугров: переднего язычного (1), заднего язычного (2), переднего щечного (3), заднего щечного (4) и дистального (5). Поверхности: М — мезиальная, D — дистальная, V — вестибулярная, L — язычная
С помощью инструмента (рис. 25) проводится моделирование дистального валика (В), продольного валика (А), медиального валика (С), переднего язычного бугорка (1) и моделирование (рис. 26) медиального валика (В), продольного валика (А), дистального валика (С), заднего язычного бугорка (2).
Рис. 25. Моделирование дистального валика (В), продольного валика (А), медиального валика (С), переднего язычного бугорка (1). (2) задний язычный бугорок, (3) передний щечный бугорок, (4) задний щечный бугорок, (5) дистальный бугорок
Рис. 26. Моделирование медиального валика (В), продольного валика (А), дистального валика (С), заднего язычного бугорка (2). Моделирование проводится шпателем
Рис. 27. Конечный результат, модель моляра нижней челюсти выполнена из пластилина
Клинический случай
Полученные в процессе художественного моделирования навыки помогают врачу-стоматологу добиться высоких результатов в своей практической деятельности. Рассмотрим клиническую ситуацию: 36 зуб, кариес дентина средний (рис. 28).
Рис. 28. Зуб 3.6: кариес дентина
Отпрепарирована кариозная полость зуба 3.6 (рис. 29).
Рис. 29. Отпрепарирована кариозная полость зуба 3.6
Внесена первая порция пломбировочного материала по модульным технологиям Л. М. Ломиашвили (2004) (рис. 30—31).
Рис. 30. Внесена первая порция пломбировочного материала по модульным технологиям Л. М. Ломиашвили (2004)
Рис. 31. Графическое отображение модулей-одонтомеров, стремящихся к фиссуре I порядка
Внесена вторая порция пломбировочного материала. Внешний вид реставрации до этапа шлифовки, полировки (рис. 32).
Рис. 32. Внесена вторая порция пломбировочного материала. Внешний вид реставрации до этапа шлифовки, полировки
Вид реставрации зуба 3.6 после этапа шлифовки, полировки (рис. 33).
Рис. 33. Внешний вид реставрации зуба 3.6 после этапа шлифовки, полировки
Таким образом, постоянное совершенствование мануальных навыков при работе с подручными материалами дает возможность профессионалам приблизиться к естественным очертаниям восстановленных зубов в клинической стоматологии.
Сведения об автореЛомиашвили Лариса Михайловна, д. м. н., завкафедрой терапевтической стоматологии ОмГМА, Россия, Омск
Lomiashvili L. M., Doctor of Medicine, Head of the Department of Therapeutic Dentistry, Omsk State Medical Academy, Russia, Omsk
Михайловский Сергей Геннадьевич, врач-интерн ОмГМА, Россия, Омск
Mikhailovsky S. G., intern doctor OmGMA, Russia, Omsk
Вайц Сергей Владимирович, аспирант кафедры терапевтической стоматологии ОмГМА, Россия, Омск
Weitz S. V., PhD student, Department of Therapeutic Dentistry, Omsk State Medical Academy, Russia, Omsk
Methodological approaches to modeling teeth from plastic materials
Аннотация. К сожалению, в вузах студентам стоматологического факультета в ограниченном объеме даются знания о формах зубов, недостаточное количество часов отводится на воспроизведение зубов из подручных материалов (глина, пластилин, пластика). А ведь правильность вновь созданных форм — это путь к разгадке гармонии! Умение правильно восстанавливать форму отсутствующих твердых тканей зубов в клинической стоматологии имеет первостепенное значение.
Annotation.Unfortunately, in higher education institutions, students of the Faculty of Dentistry are given limited knowledge about the forms of teeth, not enough hours are devoted to reproducing teeth from improvised materials (clay, plasticine, plastic). But the correctness of the newly created forms is a way to unravel harmony! The ability to properly restore the shape of missing hard tooth tissues in clinical dentistry is of paramount importance.
Ключевые слова:моделирование; скульптурная глина; моделирование из пластики; платилин; 16 зуб, 36 зуб; реставрация зуба.
Keywords:modeling; sculptural clay; plastic modeling; platilin; 16 tooth, 36 tooth; tooth restoration.
Вариант техники моделирования прямым методом окклюзионной поверхности боковых зубов
Результаты исследований по изучению особенностей строения боковых зубов, и в частности их окклюзионного рельефа, легли в основу разработки варианта техники моделирования их окклюзионной поверхности. Суть предлагаемой техники состоит в том, что моделирование бугорков и рельефа окклюзионной поверхности выполняется по принципу «конверта». При этом реставрация проводится с последовательным восстановлением противоположных бугорков. Мы предлагаем учитывать две клинические ситуации:
а) разрушение окклюзионной поверхности боковых зубов при сохранении высоты бугорков;
б) полное разрушение окклюзионной поверхности боковых зубов. Реставрация окклюзионной поверхности при полном ее разрушении была проведена у 11 пациентов на 5 премолярах и 7 молярах, а при сохранении высоты хотя бы одного бугорка — у 9 пациентов на 4 премолярах и 5 молярах. Этапы моделирования представлены в схемах (рис. 2, 3, 6, 9) и клинических случаях (рис. 4, 7, 8). При реставрациях применялись светоотверждаемые композиты Филтек П-60, Филтек Зет-250 и Филтек флоу (3М/ЭСПЕ) с соблюдением инструкции по их применению.
Этапы моделирования окклюзионной поверхности первого верхнего моляра при ее полном разрушении
1. Изучение межокклюзионных взаимоотношений, рельефа и особенностей структуры «косого гребешка».
Перед началом реставрации для более детального изучения окклюзионных взаимоотношений между зубными рядами, и в частности между зубом с разрушенной окклюзионной поверхностью и антагонистами, целесообразно снять оттиски и изготовить диагностические модели из высокопрочного гипса для предупреждения возможного истирания отдельных деталей рельефа в процессе изучения моделей. На диагностических моделях определяют индивидуальные особенности ортогнатического прикуса, межокклюзионные взаимоотношения в области боковых и фронтальных зубов, степень перекрытия нижних фронтальных зубов верхними, а также топографию окклюзионных контактов. Особое внимание уделяется изучению окклюзионного рельефа и строению «косого гребешка». При отсутствии возможности изготовления диагностических моделей указанные выше критерии можно определить в условиях полости рта. При помощи артикуляционной бумаги (например, Бауш) изучают топографию окклюзионных контактов на нерационально восстановленной окклюзионной поверхности, а также наличие или отсутствие вертикального смещения зубов. При полном разрушении окклюзионной поверхности необходимо определить проекцию вестибулярного дистального (срединного) бугорка первого нижнего моляра по отношению к разрушенной поверхности зуба-антагониста. С помощью функциональных тестов следует изучить степень дезокклюзии при движениях нижней челюсти в сагиттальной и трансверзальной плоскостях — как ориентир определенной взаимосвязи между глубиной перекрытия зубов во фронтальном участке, высотой бугорков боковых зубов и окклюзионными кривыми. Чем больше выражено фронтальное перекрытие зубов, тем больше выражена высота бугорков боковых зубов и резче окклюзионные кривые. При обнаружении нефункциональных окклюзионных контактов перед началом лечения следует устранить их путем избирательного пришлифовывания.
2. Определение цвета реставрации с помощью шкалы цветовых оттенков композитного материала.
3. При наличии дефекта зуба, который нельзя отнести ни к одному из классов по Блэку, мы следовали технике построения бокового зуба с учетом биомиметического принципа, предложенной Радлинским С.В. (1996, 1999, 2000). По этой технике реставрация боковых зубов начинается с оральной и вестибулярной стенок, затем строятся контактные поверхности, а середина до полного построения всех вертикальных стенок коронки остается незаполненной. В этой технике вестибулярная и оральная стенки играют роль главных позиционеров коронки, что можно сравнить с «марками», используемыми для создания уровня при укладке керамической плитки. Благодаря построению «марок» мы последовательно переводим произвольный дефект коронки в дефект МОД — медиально-окклюзионнодистальный. С построением проксимальной дистальной контактной стенки дефект коронки из МОД переводится в дефект МО — медиальноокклюзионный. При этом через свободное центральное пространство, не заполненное пломбировочным материалом, свет полимеризационной лампы проникает легче, что обеспечивает лучшую полимеризацию проксимальных стенок реставрации. Далее выполняется медиальная контактная стенка с переводом дефекта в О — окклюзионный.
4. Моделирование медиального вестибулярного бугорка с предварительным определением его высоты по зубу противоположной стороны зубной дуги и ориентация на высоту коронки второго премоляра на рабочей стороне.
При отсутствии сохраненной высоты бугорков с обеих сторон восстановление проводится по средним значениям высоты бугорков. Так как вестибулярная поверхность медиального бугорка более выпуклая, чем дистального, мы формируем ее двумя отдельными порциями материала. После первого слоя намечаем продольный валик и его скаты на окклюзионной поверхности, а затем завершаем моделирование вестибулярной поверхности бугорка в основе. Для правильного пространственного ориентирования при построении бугорков, как предлагает Ветчинкин А. В. (2002), моделирование проводится с учетом трех основных линий: линии, соединяющей верхушки вестибулярных бугорков, линии центральной борозды окклюзионной поверхности и линии, соединяющей верхушки оральных бугорков.12
5. Моделирование вестибулярного дистального бугорка и формирование вестибулярной борозды (границы одонтомеров) с переводом ее на окклюзионную поверхность к центру коронки.Ее глубина и протяженность варьирует в широких пределах.
6. Моделирование медиального небного бугорка и поперечного эмалевого валика — «косого гребешка».
Отдельной порцией материала формируем небную поверхность бугорка и намечаем его будущую верхушку так, чтобы она находилась на одной линии с верхушкой вестибулярного дистального бугорка. Медиальный гребень плавно переводим в достаточно выраженный медиальный краевой гребень, а дистальный соединяется в центральной части жевательной поверхности с гребнем продольного валика вестибулярного дистального бугорка. Таким образом, сформирована дистальная поверхность «краевого гребешка», которая разделяет окклюзионную поверхность коронки на две неравные части. Далее моделируем от верхушки бугорка к центру жевательной поверхности гребень продольного валика, медиальный и дистальный скат. В месте соединения с гребнем продольным валика медиального вестибулярного бугорка формируется центральная борозда. Дистальный скат данного бугорка через образовавшуюся поперечную борозду, совпадающую с линией наибольшей диагонали от вестибулярно-медиального края до дистально-небного, соединяется с медиальным скатом вестибулярного дистального бугорка.
При значительном разрушении небной поверхности коронки бугорок Карабелли реставрируется отдельной порцией материала.
7. Моделирование медиального дополнительного бугорка и формирование передней центральной (триангулярной) ямки.
8. Моделирование самого низкого дистального небного бугорка, дополнительного дистального бугорка и формирование задней центральной (триангулярной) ямки с дистально-небной бороздой.
9. Определение характера смыкания восстановленного зуба с зубами-антагонистами, локализации окклюзионных контактов при помощи артикуляционной бумаги (например, Бауш), их коррекция в центральной и функциональной окклюзии.
10. Финишная обработка реставрации.
Этапы моделирования окклюзионной поверхности первого верхнего моляра при сохранении высоты бугорков
Принципы и последовательность моделирования в таких клинических ситуациях подчиняются правилам, описанным выше, с учетом количества сохранившихся бугорков и узора окклюзионной поверхности, характерного для данного зуба.
Пример восстановления окклюзионной поверхности зуба 26 при сохранении высоты бугорков
Этапы моделирования окклюзионной поверхности первого нижнего моляра при полном ее разрушении
1. Изучение межокклюзионных взаимоотношений, рельефа и определение типа узора на первых нижних молярах.
Перед началом реставрации необходимо изучить окклюзионные взаимоотношения между зубными рядами, и в частности между первыми молярами на стороне пораженного зуба. При разрушенной, нерационально восстановленной окклюзионной поверхности симметричного зуба или его отсутствии необходимо определить место окклюзионного контакта медиального небного бугорка верхнего моляра-антагониста. В таких случаях мы рекомендуем проводить реставрацию окклюзионной поверхности зуба с наиболее простым узором в виде знака «плюс» («+»). В норме при узоре в виде знака «плюс» характерно наличие одной центральной ямки, с которой в положении центральной окклюзии медиальный язычный бугорок верхнего моляраантагониста образует окклюзионный контакт. При узорах в виде буквы «игрек» («Y») и буквы «икс» («Х») характерно наличие медиальной и дистальной центральной ямки. Медиальный язычный бугорок образует при этих типах узора окклюзионный контакт в области дистальной центральной ямки. Из этого следует, что местоположение окклюзионного контакта, образованного медиальным язычным бугорком, может служить ориентиром для оптимального восстановления разрушенной жевательной поверхности первого нижнего моляра до исходного состояния. Это позволит создавать более точные окклюзионные межбугорковые взаимоотношения и в каждом клиническом случае выбирать индивидуальный план восстановительного лечения. Таким образом, в зависимости от типа узора при моделировании мы будем учитывать их характерные особенности. В ходе биометрии моделей определяли также наличие или отсутствие миграции зубов и характер перекрытия нижних зубов верхними во фронтальном участке.
2. Определение цвета будущей реставрации при использовании шкалы цветовых оттенков ВИТА Классик.
3. Построение опорных частей коронки отдельными порциями реставрационного материала и перевод дефекта из произвольного в МОД (медиально-окклюзионно-дистальный).
4. Перевод дефекта МОД в МО (медиально-окклюзионный). Установка секционной матрицы и клина для построения проксимального дистального контактного пункта. Контактные пункты на боковых зубах расположены ближе к вестибулярной поверхности, а язычные проксимальные поверхности развернуты в оральную сторону. Для правильного построения контактного пункта клинья необходимо устанавливать с язычной стороны.
5. Перевод дефект МО в О (окклюзионный).Установка секционной матрицы и клинышка с построением проксимального медиального контакта.
6. На данном этапе, независимо от типа узора, на основе принципов формообразования коронок зубов из модулей-одонтомеров, предлагаемых Ломиашвили Л.М, Аюповой Л.Г. (2004), начинаем моделирование жевательной поверхности с вестибулярного дистального бугорка, который занимает центральное положение вестибулярной части моляра, с предварительным определением высоты коронки по симметрично расположенному зубу. При отсутствии сохраненной высоты бугорков с обеих сторон восстановление проводится согласно средним значениям высоты одонтомера. Формирование медиальной границы вестибулярной поверхности бугорка следует проводить на расстоянии в среднем около 5 мм от медиального угла коронки с наклоном в язычную сторону, оставляя место для моделирования медиального вестибулярного бугорка. Дистальную границу бугорка формируем на расстоянии около 4 мм, оставляя 2 мм для дистального бугорка, что соответствует средним значениям медиально-дистального размера коронки по данным одонтометрии постоянного первого моляра нижней челюсти. Таким образом мы одновременно устанавливаем границы трех вестибулярных бугорков и двух борозд, из которых медиальная вестибулярная борозда несколько длиннее и более выражена, чем дистальная вестибулярная.
7. В зависимости от типа узора, при узоре в виде знака «плюс» приступаем к моделированию язычного дистального бугорка.Этот бугорок реставрируется выше и острее дистального (заднего). Медиальная граница этого бугорка (язычная борозда) формируется на уровне медиальной вестибулярной борозды с формированием в центральной части коронки одной центральной ямки или общей точки контакта между бугорками. Далее проводим моделирование вестибулярного медиального бугорка последовательно отдельными порциями материала. Его моделирование как более массивного бугра проводим уже по имеющимся дополнительным анатомическим ориентирам — вестибулярному дистальному и медиальному язычному бугоркам. Между медиальным вестибулярным и медиальным язычным бугорками часто расположен дополнительный бугорок.
При узоре в виде буквы «икс» («Х») проводится моделирование язычного дистального бугорка таким образом, чтобы продольный валик данного бугорка пересекал по диагонали центральную часть коронки в направлении вестибулярного медиального бугорка, где между ним и язычным дистальным бугорком должен быть сформирован прямой, не разделенный бороздой контакт. Далее проводим последовательно отдельными порциями материала моделирование вестибулярного и язычного медиального бугорков.
При узоре в виде буквы «игрек» («Y») проводится моделирование медиального язычного бугорка, который своим выраженным продольным валиком соединяется через короткую борозду в центральной части коронки с вестибулярным дистальным бугорком, разделяя окклюзионную поверхность на две части. Далее проводим последовательно построение отдельными порциями материала язычного дистального и вестибулярного медиального бугорков. После этого проводим моделирование язычного медиального бугорка. Язычный медиальный бугорок несколько выше и крупнее язычного дистального, а также выше и острее медиального вестибулярного. Угол, образованный скатами бугорков, обращенными друг к другу, близок к прямому. При моделировании язычного медиального бугорка дополнительным ориентиром для правильного формирования его медиальной границы, по нашему наблюдению, может служить воображаемая линия, проведенная от верхушки язычного бугорка второго премоляра к медиальной центральной ямке первого нижнего моляра. Далее следует моделирование дополнительного медиального бугорка.
8. Моделирование дистального бугорка является финишным этапом в моделировании окклюзионной поверхности первого нижнего моляра для всех трех основных типов узора.
9. Определение характера смыкания восстановленного зуба с зубами-антагонистами, топографии окклюзионных контактов при помощи артикуляционной бумаги (например, фирмы Бауш), их коррекция в центральной и функциональной окклюзии.
10. Финишная обработка реставрации.Такой алгоритм моделирования окклюзионной поверхности моляров, по нашему мнению, позволяет не только наиболее правильно восстановить утраченный анатомический рельеф, но и выполнить направленную полимеризацию, используя диагональные позиции световода.
Этапы моделирования окклюзионной поверхности первого нижнего моляра при сохранении высоты бугорков
В таких клинических ситуациях дефект коронки зуба можно описать как дефект МОД (медиально-окклюзионно-дистальный), или дефект МО (медиально-окклюзионный) и ОД (окклюзионно-дистальный), которые необходимо перевести в дефект О (окклюзионный). После препарирования и изоляции операционного поля от влаги, если недостаточно пространства между зубами для установки секционной матрицы и восстановления контактного пункта, необходимо предварительно провести сепарационную подготовку («расклинивание») с использованием деревянных клиньев, которые способны адсорбировать влагу и увеличиваться в объеме. В дальнейшем основные принципы и последовательность моделирования — по указанным выше правилам, с учетом количества тканей сохранившихся бугорков и узора окклюзионной поверхности, характерного для данного зуба.
Этапы моделирования окклюзионной поверхности второго моляра нижней челюсти при полном ее разрушении
Основные принципы и последовательность моделирования — по описанным выше правилам, с учетом узора окклюзионной поверхности, характерного для данного зуба.
Последовательность:
1) моделирование язычного дистального бугорка;
2) моделирование медиального вестибулярного бугорка;
3) моделирование язычного медиального бугорка;
4) моделирование вестибулярного дистального бугорка.
Обсуждение полученных результатов
Анатомическая форма первых моляров верхней и нижней челюстей по своему строению является одной из самых сложных в зубочелюстной системе, и независимо от того, каким методом будет проводиться восстановление дефекта коронковой части зуба, ключевым моментом является моделирование рельефа окклюзионной поверхности. Для каждой структурной единицы жевательной поверхности природой предназначена своя функция, а особенности анатомо-морфологического строения этих структурных единиц определяют расположение окклюзионных контактов, удерживающих высоту прикуса. Благодаря такой тонкой дифференциации значительным образом увеличивается рабочая площадь жевательной поверхности зубов, обеспечивая оптимальное выполнение функции. Поэтому этапы моделирования окклюзионной поверхности опираются на основные анатомические особенности строения коронковой части премоляров и моляров верхней и нижней челюстей. С учетом этого легче планировать последовательность этапов моделирования зубов композитными материалами и исключить возможные ошибки, допускаемые в последовательности моделирования окклюзионной поверхности в каждом конкретном клиническом случае. На основании вышеизложенного был разработан вариант техники моделирования бугорков и рельефа окклюзионной поверхности боковых зубов по принципу «конверта», когда реставрация проводится с последовательным восстановлением противолежащих бугров.
Доказано, что всегда и во всех случаях каждая сила должна быть уравновешена другой, равной ей по величине и противоположной по направлению, в каждой точке конструкции. Это утверждение справедливо для любых конструкций, существующих в природе, независимо от их размеров и сложности. Если это условие не соблюдается или изменяется по какой-либо причине, то под действием нагрузки происходит нарушение равновесия между всеми элементами конструкции, а со временем — ее разрушение.16 Человек является частью живой природы, а зубочелюстная система представляет собой комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих структурных элементов, обеспечивающих в норме гармоничную функцию всей конструкции. Рассматривая функцию зубочелюстной системы с точки зрения вышесказанного, можно убедиться на известном факте, что жевательное давление, передаваемое через зубы на нижнюю челюсть, приводит к ориентации перекладин губчатого вещества костной ткани в определенном направлении, соответственно локальным напряжениям, по так называемым траекториям. В совокупности линии траекторий встречных нагрузок создают структуру, напоминающую каркас, и отражают функциональную деятельность нижней челюсти. С точки зрения теории сопротивлений нижнюю челюсть рассматривают как тело равного сопротивления.17, 18 Становится понятным, что в отношении конструкционных особенностей зубных рядов наиболее стабильная окклюзия будет наблюдаться при контакте зубных бугров с фиссурами антагонистов в центральной окклюзии, при которой развиваются наибольшие силы и, соответственно, часто используемая при жевании функция.19 Как отмечает Новиков В. (2001), такое соотношение между буграми и краевыми гребнями напоминает «кирпичную кладку», принципом которой является то, что кирпичи каждого верхнего ряда кладут так, чтобы каждый из них перекрывал шов между кирпичами нижнего ряда, что является оптимальным для равномерного распределения нагрузки и обеспечения эффективного жевания. Кроме того, морфологическое строение бугров боковых зубов имеет также немаловажное значение для выполнения функции зубочелюстной системой. Как указывает Радлинский С.В.,3 каждый бугорок жевательной поверхности по форме напоминает четырехгранную пирамиду, основание которой имеет форму неправильного четырехугольника и находится внутри зубной коронки, а треугольные грани образуют четыре ребра. Одно из них, расположенное на окклюзионной поверхности коронки, с точки зрения жевательной эффективности является самым важным, так как на расстоянии 1-2 мм от вершины бугорков на нем находятся окклюзионные контактные точки, которые и приводят к измельчению пищи, а грани пирамиды обеспечивают устойчивость биоконструкции во время функции. Можно предположить, что такая форма бугорков не только обеспечивает функцию измельчения и жевания пищи, но и позволяет равномерно распределять окклюзионное давление по ребрам бугорков к основанию пирамиды, уровень которой расположен в области экватора. Ребра при этом являются не только дробителями пищи, но и «дробителями нагрузки», предотвращая перегрузку тканей пародонта по длинной оси зуба. Это предположение подтверждают исследования, проведенные Бояновым Б. и Райчевым Л.,20 которые показали, что при нагрузке на зуб напряжение распространяется вдоль продольных осей или тангенциально — в контактных точках между зубами-антагонистами.
Функциональные особенности распределения нагрузки необходимо учитывать при моделировании бугорков жевательной поверхности, так как окклюзионные контакты при жевании, существенно не отличаясь от таковых при глотании, наиболее часто возникают во время скользящих движений в различных направлениях и с разных исходных точек, образуя таким образом окклюзионные области во время жевания и обеспечивая оптимальное выполнение функции.19 Местоположение и число окклюзионных контактов, так же как и направление прилагаемого усилия во время смыкания зубов, влияют на активность мышц, поднимающих нижнюю челюсть.21 Нарушения окклюзии приводят к деформации окклюзионной плоскости, изменению нагрузки на элементы височнонижнечелюстных суставов, способствуя развитию хронической миткротравмы и рефлекторно снижая активность жевательных мышц. Только в привычном смыкании зубных рядов, свободном от нарушения, отмечается их максимальная активность.22
Установлено также, что боковые зубы с небольшим расстоянием между вестибулярными и язычными бугорками имеют менее благоприятные условия для нормальной трансверзальной окклюзии с учетом топографического положения антагонистов и расположения осей зубов.23 Из этого следует, что при значительном разрушении коронки зуба, когда утрачены основные анатомические ориентиры окклюзионной поверхности и нет аналогичного зуба с сохраненной морфологией, при моделировании следует брать за основу средние анатомические размеры данного зуба. Это необходимо для более точного восстановления высоты коронки зуба и правильной ориентации ее в зубном ряду, что предотвращает разрушение под действием жевательной нагрузки в различных плоскостях.
Предлагаемый вариант техники моделирования окклюзионной поверхности моляров опирается на анатомические особенности их строения, которые, по нашему мнению, являются ориентирами при реставрации, и только дополняет известные методы. Например, Радлинский С.В. (1999) предлагает восстанавливать окклюзионную поверхность отдельными порциями реставрационного материала, имитируя отдельные бугорки зуба, которые своими границами сформируют специфический рисунок фиссур, характерный для данного зуба.3 По мнению Новикова В. (2001), следует ориентироваться на сохраненные вершины бугров и основное формирование жевательной поверхности проводить после полимеризации реставрационного материала специальными алмазными борами различной зернистости на этапе финишной обработки реставрации.9 Салова А.В., Рехачев В.М. (2004) на клиническом примере демонстрируют восстановление зуба 46 и рекомендуют реставрировать вначале щечные опорные бугры, затем язычные направляющие, а ослабленные бугры уменьшать по высоте на 2 мм и в дальнейшем перекрывать композитом.10
Соблюдение всех этапов работы с реставрационным пломбировочным материалом в прямой технике и моделирование окклюзионной поверхности представляет собой сложную задачу, трудновыполнимую без использования раббердама или вспомогательных инструментов (валикодержатели различного типа) для максимальной изоляции реставрируемого зуба от загрязнения слюной и др. С другой стороны, чем больше площадь разрушения окклюзионной поверхности, тем сложнее добиться положительного результата лечения без определенного алгоритма моделирования. Этот алгоритм, с одной стороны, должен быть легким для восприятия и запоминания, а с другой, должен являться «гибким инструментом» в руках стоматолога, который можно было бы легко приспосабливать к различным клиническим ситуациям, и он не менялся бы по своей сути. При этом обязательным является предварительная оценка окклюзионных контактов и планирование контуров будущей реставрации.24
Знание топографии и анатомии окклюзионной поверхности боковых зубов поможет ориентироваться в особенностях архитектоники и правильно восстанавливать коронку зуба. Нерациональное пломбирование, как и протезирование, которое нарушает максимальный межбугорковый контакт, может способствовать развитию структурных изменений в тканях пародонта, вызывать хроническое нарушение активности жевательных мышц и приводить к дисфункции височно-нижнечелюстных суставов (боль, щелканье, хруст и т. д.).25
Выводы
1. При моделировании окклюзионного рельефа боковых зубов следует руководствоваться их индивидуальной архитектурой, то есть узорами рельефа.
2. Предложен метод моделирования окклюзионной поверхности боковых зубов по принципу «конверта», который обеспечивает наиболее точное воспроизведение окклюзионной архитектуры.
Источник: radlinskiy.ru
Системный подход к моделированию фронтальных зубов (1517) — Зуботехническая — Новости и статьи по стоматологии
Передние зубы верхней челюсти характеризуются как функциональными, так и эстетическими параметрами. По своей особенности – это те зубы, которые видны как при разговоре, так и при улыбке. Именно поэтому существует такое значительное количество подходов, пытающихся максимально сымитировать все тонкости анатомии зубов верхней челюсти. Учитывая, что техник кроме формы, также должен понимать характеристики цвета, текстуры, ротации и пространственной позиции зубов, ему достаточно легко потеряться во всех этих деталях. Именно поэтому в данной статье мы будем фокусироваться не на отдельных элементах моделирования, а на системном походе к восстановлению морфологии и структуры фронтальной группы зубов.
После окончания моделирования основной формы, техник может приступать к восстановлению индивидуальных характеристик зуба, следуя предложенному протоколу и тем самым экономя огромное количество времени.Описанный подход является уникальным как при моделировании всех шести передних единиц, так и при восстановлении формы одного зуба, независимо от того работает техник с воском или окончательными конструкциями, в обычном или цифровом режиме. Ведь самое важное кроется в деталях, которые подчеркивают после моделирования основной формы будущих реставраций.
Пошаговый протокол
1. При восстановлении нескольких передних зубов, моделирование следует всегда начинать с середины ряда, а именно с лабиального режущего края центральных резцов. Середину реставрации определяют по срединным анатомическим ориентирам лица: по линии, соединяющей переносицу, верхушку носа и центр подбородка. Вторую межзрачковую линию (фото 1) моделируют перпендикулярно к срединной линии лица: режущие края резцов с губной стороны должны быть параллельными межзрачковой линии.
Фото 1. Лицевые ориентиры и перенос межзрачковой линии на горизонтальную плоскость центральных резцов.
2. После этого моделируют контактные точки: позиция таковых от резцов до клыков смещается все больше к пришеечной области, как показано на фото красной линией (фото 2 — 3).
Фото 2. Область контактных точек смещается более пришеечно от резцов до клыков.
Фото 3. Область контактных точек смещается более пришеечно от резцов до клыков (красные линии).
3. На следующем этапе моделируют язычные поверхности. Поскольку все зубы берут участие в акте жевания, следовательно, моделировать их язычную поверхность без учета взаимодействия с зубами-антагонистами попросту невозможно. Режущий край зубов, по своей сути, является их режущим гребнем, на фото линия режущего края с губной стороны изображена красной, а с лингвальной стороны – синей (фото 4 — 5). Эти края являются границами режущего гребня. Не следует забывать, что язычный край данного гребня является не только эстетической, но и функциональной составляющей, которая взаимодействует во время жевания с нижними резцами, в то время как губной край верхних зубов визуализируется при улыбке и разговоре пациента. Губной край реставрации можно удлинять или переносить до тех пор, пока он не компрометирует функции, эстетики и фонетики моделируемых зубов. Режущие края редко являются симметричными и параллельными (фото 4 — 5). Проще говоря, функция язычной стороны резцов является производной от их губного контура.
Фото 4. Режущий гребень состоит из лабиального края (красная линия) и лингвального края (синяя линия).
Фото 5. Режущий гребень состоит из лабиального края (красная линия) и лингвального края (синяя линия).
4. Линия мезиального угла, которая представлена на фото черной линией, является следующим элементом для моделирования (фото 6). Если посмотреть на зубы с лицевой стороны, то их можно разделить на сегменты по вертикали (фото 3): центральный можно разделить на три части, боковые резцы и клыки – на две. Линия мезиального угла центрального резца начинается около его контактной точки и оканчивается в пришеечной части зуба в области мезиальной трети его боковой стороны. Линия данного угла должна максимально соответствовать линии соседнего центрального резца. Аналогичный латеральный ориентир для бокового резца начинается в области или выше контактной точки и заканчивается в пришеечной области около середины стороны зуба. Линия мезиального угла клыков также начинается выше контактной точки и движется к середине зуба.
Фото 6. Линия мезиального угла (черная линия).
5. После этого приступают к моделировке линий дистальных углов (фото 7), снова двигаясь от области центральных резцов до клыков. Данные ориентиры должны максимально совпадать у зубов с правой и левой стороны. Конечно же, ширина симметричного зуба может отличаться, но оптически их можно модифицировать для того, чтобы линии дистальных углов максимально совпадали.
Фото 7. Линия дистального угла смещается от резцов до клыков.
6. Высота пришеечного контура, нарисованная белой линией (фото 8 — 9), должна максимально повторять контур мягких тканей (розовый). Поэтому при моделировании данного параметра нужно использовать дубликат позиции мягких тканей. Верхушка цементно-эмалевого соединения центрального резца находиться в области дистальной трети, а бокового резца и клыка – в области середины зуба (фото 6).
Фото 8. Высота пришеечного контура (белая линия) повторяет контур мягких тканей.
Фото 9. Высота пришеечного контура (белая линия) повторяет контур мягких тканей.
7. Последним шагом в моделировании является корректировка губной составляющей режущего края. Форма данного образования (фото 10) может сильно варьировать, поскольку не взаимодействует с режущими краями нижних резцов во время жевания.
Фото 10. Форма лабиального края.
Как правило, губные края центральных резцов и клыков повторяют горизонтальную линию, но в ходе моделирования автор использует Kois Waxing Guide (Panadent) (фото 11), для того чтобы убедится, что резцы и клыки точно находятся в одной горизонтальной плоскости.
Фото 11. Kois Waxing Guide используется для проверки горизонтальной плоскости резцов и клыков.
Если очертить основные формы моделирования без зубов, то все становится простым и понятным (фото 12). Важно правильно заполнить эти линии в ходе реставрации и правильно соединить соответствующие точки. После грубого моделирования техник приступает к восстановлению индивидуальных параметров. При вестибулярном виде зубов дистальная сторона клыков выпадает из поля зрения или прослеживается очень слабо (фото 13), поэтому визуальная форма зубной дуги может быть расширена за счет лучшей визуализации дистальной стороны третьих зубов.
Фото 12. Вид базовых линий без зубов.
Фото 13. При вестибулярном виде дистальная часть клыков видна слабо.
Выводы
Воссоздание эстетических контуров передних зубов требует значительного опыта, знаний и навыков. В ходе данного процесса все составляющие аспекты являются важными: морфология зубов, эстетика лица, контур мягких тканей, а также параметры окклюзии. В ходе моделирования важно не зациклиться на какой-то конкретной форме или зубе, но учитывать всю концепцию зубного ряда на основе базового оптимального алгоритма. В дальнейшем же элементы моделировки можно индивидуализировать, значительно экономя время на процессе восстановления необходимых дентальных характеристик.
Автор: Steve McGowan, CDT
Основы моделирования зубов
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РТ
ГАОУ СПО «НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Методическая разработка
Теоретического занятия
Тема: Основы моделирования зубов.
Одонтометрия, одонтоскопия.
МДК 02.01 «Технология изготовления несъёмных протезов»
группа № 122 специальность 310205
« Стоматология ортопедическая»
Преподаватель: Сергеева Л.С.
Рассмотрено и утверждено на заседании ЦМК клинических дисциплин
Протокол № ______ от „______” _______________ 2015г.______________
Председатель ЦМК Шамина Н.А.__________
Тема: Основы моделирования зубов.
Одонтометрия, одонтоскопия.
.
Учебные цели:
После изучения данной темы студент должен уметь:
1. Что такое моделирование?
2. Цель моделирования
3. Техника нанесения воска
4. Одонтометрия, одонтоскопия.
Воспитательные цели:
Изучение данной темы способствует воспитанию:
-
чувства профессиональной гордости; -
педантизма при заполнении медицинских документов; -
гуманного отношения к пациентам.
В результате освоения данной темы у студента должны формироваться следующие общие компетенции:
ОК 1 | Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. |
ОК 2 | Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество. |
ОК 4 | Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. |
ОК 5 | Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности. |
ОК 6 | Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями. |
Изучение данной темы является базой, на которой будут формироваться следующие профессиональные компетенции, соответствующие основному виду профессиональной деятельности:
ПК 2.1. | Изготавливать пластмассовые коронки и мостовидные протезы. |
ПК 2.2. | Изготавливать штампованные металлические коронки т штампованно-паяные мостовидные протезы. |
ПК 2.4. | Изготавливать цельнолитые коронки и мостовидные зубные протезы. |
Общее время занятия – 2 часов
Оснащение занятия: Лекция, учебники , интернет –издания.
,
Форма организации занятия : Занятие подготовлено в монологическом варианте, с элементами беседы с использованием наглядных пособий.
План проведения занятия
№/п | Название этапа | Описание этапа | Цель этапа | Вре-мя, мин |
1 | Организацион-ный этап. | Преподаватель отмечает присутствующих, проверя-ет наличие формы, объяв-ляет тему, цели занятия, обосновывает актуаль-ность изучаемой темы. | Сконцентрировать внимание на изучение данной темы и активизировать познавательную деятельность студентов. | 5 |
2 | Изложение нового материала | Дать понятие моделированию.. | Создать мотив для изучения предмета несъемного протезирования. Активизировать познавательную деятельность студентов. | 15 |
Основные этапы нанасения воска | Способствовать формированию готовности получить необходимую информацию о этапах нанесения воска | 15 | ||
Цели моделирования . | Сформировать мотив для изучения работ зарубежных зубных техников по моделированию. Активировать познавательную деятельность студентов для получения дополнительной информации по предмету. | 25 | ||
Одонтометрия, одонтоскопия. | Знать какие методы еще существуют для моделирования коронок. | |||
3 | Заключение | Подвести итоги, повторить основные положения лек-ции, ответить на вопросы студентов. | Закрепить мотив к дальнейшему самостоятельному углубленному изучению темы для будущей успешной деятельности зубного техника. | 5 |
4 | Задание на дом | Освоение нового материала. | Способствовать формированию навыков организации собственной деятельности, выбора методов и способов выполнения профессиональных задач. | 3 |
5 | Резерв вре-мени препо-давателя | 2 |
Рекомендуемая литература
Основные источники:
1-Фридрих Йеттер, Кристин Пильц «Техника нанесения воска, техника изготовления коронок и мостов», 2005г «Renfert»
2-Гюнтер Зойберт «Принципы анатомического воского моделирования по Шульцу»2007 Москва, Санкт-Петербург, Алматы.
3-Герберт Шиллингбург, Эдвин Уилсон, Джек Моррисон, BS, DDS «Восковое моделирование окклюзионных поверхностей зубов»
Дополнительные источники:
1-В.С.Погодин, В.А.Пономарева «Руководство для зубных техников» Москва Медицина 2000
2-Н. Г. Аболмасов, Н. Н. Абломасов, В. А. Бычков, А. Аль-Хаким «Ортопедическая стоматология» Москва «МЕДпресс-информ» 2003
3-А. С. Щербаков, Е. И. Гаврилов, В. Н. Трезубое, Е. Н. Жулев «ОРТОПЕДИЧЕСКАЯ СТОМАТОЛОГИЯ» ИКФ «ФОЛИАНТ» Санкт- Петербург
2000 г
4-Е.Н.Жулев «Несъемные протезы. Теория, клиник и лабораторная техника» Нижний Новгород 2000
5-В.Н.Копейкина, М.З.Миргазизова «ОРТОПЕДИЧЕСКАЯ СТОМАТОЛОГИЯ» Москва «Медицина» 2001
Интернет-источники:
-
http://www.booksmed.com -
http://www.twirpx.com/files/medicine/pharmacology/common/ -
www.medulka.ru
Тема. «Основы моделирования .Одонтоскопия .Одонтометрия»
План лекции После изучения данной темы студент должен уметь:
1. Что такое моделирование?
2..Цель моделирования
3.Техника нанесения воска
4.Одонтометрия, одонтоскопия
5. Заключение.
Моделирование — моделирование коронок, заключается в воссоздании будущей формы коронок с наружной и апроксиамальных сторон, окклюзионной поверхности. По форме и величине отмоделированные зубы должны соответствовать естественным коронкам зубов. Искусственные зубы имеют форму и величину, отвечающие косметическим, функциональным и гигиеническим требованиям. Восстановление формы и величины коронок зубов при их поражении достигается различными способами протезирования и производится с учетом функции восстанавливаемых зубов. Знание особенностей строения каждого зуба в отдельности и их взаимоотношений с зубами антогонистами является основой успеха клинической и лабораторной техники .Всегда следует помнить ,что правильная форма коронки зуба придает естественный вид протезу и предохраняет десну от травмирования пищей .Форму коронок воссоздают моделированием то руки в соответствии с анатомической особенностью естественных коронок зубов .Задачей моделирования на культе зуба модели является восстановление анатомической формы, которая была нарушена не только патологическим процессом в твердых тканях зуба, но и препаровкой зуба под коронку. Моделирование под разные виды протезов происходит по разному, это связано с особенностями препаровки зубов. Непосредственно моделирование производят с помощью моделировочного воска путем постепенного наслаивания его на гипсовую культю зуба и последовательного восстановления всего рельефа и формы коронковой части зуба ,начиная с вестибулярной ,затем язычной (или небной) ,жевательной и боковых поверхностей. Смоделированный зуб по объему должен быть меньше восстанавливаемого. Для штампованных коронок на толщину металла 0.2-0.3млм, для металлокерамических 0.3-0.5мм. Первую порцию воска на гипсовую культю зуба наносят тонким слоем, движением шпателя от середины зуба к жевательной поверхности. Это направление необходимо соблюдать и в дальнейшим, чтобы избежать попадания воска на шейку зуба. Известны два метода моделирования:
1-моделирование из воскового блока с отпечатками зубов антогонистов,
2-поэтапное моделирование элементов окклюзионной поверхности.
Поэтапное моделирование- это более точный и менее трудоёмкий метод.
Цель моделирования— восстановление анатомической формы зуба,особенно его окклюзионной поверхности для обеспечения:
1-целостности коронок и зубных рядов,
2-распределения жевательного давления по вертикальной оси зуба.
Качественное моделирование окклюзионной поверхности обеспечивается следующими моментами:
1-правильным определением врачом центральной окклюзии,
2-правильной установкой моделей в артикуляторе,
3-соблюдением зубным техником основных принципов моделирования.
Основные элементы жевательной поверхности зубов- это бугорки. Каждый бугор имеет основание и вершину. Вершины бугров жевательных зубов несколько смещены к середине жевательной поверхности. Вершины всех зубов соединены краевым валиком, который ограничивает окклюзионную поверхность по перефирии. Наибольший диаметр зуба в 2 раза больше диаметра его окклюзионной поверхности. От вершины бугорка к середине жевательной поверхности проходят треугольные валики, по которым скользят окклюзионные поверхности зубов-антогонистов.
На контактных поверхностях зуб имеет выпуклые площадки и краевые ямки. Краевые ямки двух расположенных рядом зубов образуют апроксимальную ямку для бугорка зуба-антогониста. Между щечными и язычными (небными) бугорками жевательных зубов расположена центральная фиссура , где, как и в дополнительных фиссурах, сходятся скаты и гребни основных бугорков. С медиальной и дистальной сторон небная поверхность имеет 2 краевых валика. Эти валики в нижней трети зуба соединяются зубным бугорком, самой выпуклой частью зуба и местом окклюзионных контактов. Между этим бугорком и серединой режущего края находится срединный небный валик, по обе стороны которого расположены бороздки.
Рассмотрим моделирование жевательной поверхности 26 зуба. Каждый рабочий этап демонстрируется на отдельном снимке в соответствии с логической и технической последовательностью работы. Предпосылкой создания эстетического зубного протеза, является умелое копирование природы при моделировании щечной, небной и язычной, жевательной поверхностей, правильное оформление апроксимальных областей зубов, обеспечение функциональных качеств. Решающую роль в эстетике протеза также играет правильное расположение зубной оси, и подгонка пришеечной области к анатомии десневой зоны.
Мы начинаем нанесение воска с мезио-буккального бугоркаконуса толстым или среднии зондом.
После этого следует нанесение
Модель контролируется на артикуляторе на возможные балансные контакты.Также контролируется интерокллюзионное расстояние, по не
обходимости корректируется.
Добавляется краевая планка буккальных бугорков.
Создание палатинальных рабочих бугорков.
Контроль зубов с палатинальной стороны
Добавляются мезиальные и дистальные краевые планки
Приплавление краевых планок с окклюзионной стороны.
Добавляется дистальная поверхность
Мезиальная контактная точка формируется вогнутой. Затем следует контроль с применением копирки.
На следующем рабочем этапе моделируются как буккальные…
… так и палатинальные контуры бугорков.
Затем добавляются оставшиеся внешние контуры и моделируются.
С помощью шпателя коррегируются и точно формируются буккальный…
… и палатинальный внешний контур.
Контроль медиотрузии с буккальной стороны.
Контроль латеротрузии с буккальной стороны.
Моделирование начинается с треугольного выступа мезио-буккального бугорка. Здесь используется маленький зонт.
Контроль с помощью окклюзионной пленки, …
… который отмечает первый стопор за счет мезио-буккального откоса.
Мезио-палатинальный бугорок получает треугольный выступ по прямой линии к центральной ямке.
Резко выделенная дистальная планка переходит в криста-трансверза.
Дисто-буккальный бугорок получает треугольный выступ от кончика конуса к криста-трансверза.
После контроля с помощью окклюзионной пленки …
… становится четко видим предлежащий элемент в нижней области треугольного выступа.
Результат:
Готовая коронка со всеми контактными точками.
Последний раз контролируем латеротрузию…
… и соответственно медиотрузию.
Одонтометрия
Одонтометрия — это совокупность методов измерения элементов зубной системы, применяемых в антропологии. Одонтометрия является объективным методом изучения зубов. Под одонтометрией понимают совокупность методов измерения зубов (определения размеров зубов). Основным инструментом в одонтометрии является штангенциркуль, позволяющий проводить измерения с точностью до 0,1мм. Наиболее важным одонтометрическими параметрами являются:
1- высота зуба
2- высота (длина) корня
3- высота коронки
4- вестибуло-язычный размер (диаметр) коронки
5- вестибуло-язычный размер (диаметр) шейки зуба
6- медиально-дистальный размер (диаметр) коронки
7- медиально-дистальный размер (диаметр) шейки зуба
8- выраженность кривизны эмалево-цементной границы.
При измерении высоты зуба ножки штангенциркуля устанавливают перпендикулярно условной срединной вертикали. Высоту зуба определяют как расстояние между наиболее удаленными точками коронки и корня.
Высоту (длину) корня необходимо измерять в мезиальной норме, ориентируясь на границу основания коронки и верхушку корня зуба. При измерении ножки штангенциркуля распределяют перпендикулярно УСВ зуба.
Высоту коронки зуба определяют по разности между высотой зуба и высотой корня. На клыках и премоляров высотой коронки считают расстояние от верхушки острия до точки наибольшей выпуклости эмалево-цементной границы до верхушки самого высокого острия зуба.
Вестибуло-язычный размер (диаметр) коронки зуба определяют при вертикальном расположении ножек штангенциркуля, параллельно условной срединной вертикали зуба. Ножки штангенциркуля устанавливают на точки наибольшей выпуклости вестибулярной и язычной поверхностей.
Вестибуло-язычный размер (диаметр) шейки зуба определяют между точками наибольшей выпуклости эмалево-цементной границы вестибулярной и язычной поверхностей ножек штангенциркуля в горизонтальной плоскости перпендикулярно условной срединной вертикали зуба.
Медиально-дистальный размер (диаметр) коронки зуба рекомендуется ориентироваться на борозды жевательной поверхности. Наиболее удобной нам представляется методика определения мезиально-дистального размера, которая предполагает в качестве одонтометрических ориентиров использование проекции условной срединной вертикали зуба на его поверхности. Для этого на окклюзионной поверхности карандашом наносят две взаимно перпендикулярные линии (ортокрест), идущие в мезио-дистальном и вестибулярно-язычном направлениях, которые по вестибулярному, язычному , мезиальному и дистальному контурам соединяются с проекциями условной срединной вертикали зуба. При измерении мезиально -дистального размера коронки ножки штангенциркуля необходимо держать в горизонтальной плоскости перпендикулярно к мезиально-дистальной линии «ортокреста».
Медиально-дистальный размер (диаметр) шейки зуба понимают расстояние между наиболее выступающими в мезиальном и дистальном направлениях точками на уровне наиболее далеко заходящих на корень участков эмали коронки. При определении мезиально-дистального размера шейки ножки штангенциркуля необходимо держать горизонтально, параллельно вестибулярно-язычному диаметру, между наиболее удаленными точками мезиальной и дистальной поверхностей на уровне основания коронки( корня).
Выраженность кривизны эмалево-цементной границы определяют мезиальной и дистальной нормах как кратчайшее расстояние от точки её наибольшей выпуклости до уровня основания коронки.
Одонтоскопия
Одотоскопия — совокупность методов описания особенности развития и строения зубочелюстной системы, применяемых в антропологии. Под одонтоскопией понимают визуальное изучение и описание особенностей строения зуба, необходимые как этап его моделирования. Одонтоскопия — это визуальное изучение и описание особенностей строения органа. Зуб рассматривают в различных позициях .Описание зуба в медицинской и антропологической литературе начинают с вестибулярной нормы, затем дают характеристику зуба в окклюзионной, апроксимальной нормах, завершают одонтоскопию рассмотрением полости зуба. В ортопедической стоматологии особое внимание уделяют анатомии коронки зуба. При описании зуба дают характеристику контуров зуба и рельефа его поверхностей. Традиционной анатомический подход к описанию зубов предусматривает определение принадлежности зуба к его генерации (молочный или постоянный), классу (резец, клык, премоляр, моляр), стороне зубной дуги( левая, правая) и одонтоскопию в различных нормах( вестибулярной, оральной, медиальной и дистальной).
В каждой из норм необходима следующая характеристика:
1- формы структур: форма поверхностей коронки, форма бугорков окклюзионной поверхности, искривление корня,
2- количество морфологических образований (эмалевых валиков вестибулярной поверхности, бугорков жевательной поверхности),
3- качественных особенностей структур (расщепление бугорка, наличие или отсутствие затеков эмали),
4- пространственного расположения образований( локализация бугорков окклюзионной поверхности, направление борозд жевательной поверхности, положение гребешков, направление выпуклости эмалево-цементной границы)
5- взаимного расположения структур (отношение друг к другу краевых гребешков, бугорков окклюзионной поверхности, корней в многокорневых зубах)
6- величины и степени выраженности морфологических структур (затеки эмали).
Описание зуба приводят, Начиная с вестибулярной нормы, учитывая, что в полости рта зуб обращен к исследователю вестибулярной поверхностью. После описании вестибулярной нормы целесообразно дать характеристику лингвальной поверхности. Третьей позицией является окклюзионная норма, в которой описывают рабочую поверхность зуба. Далее характеризуют медиальную и дистальную поверхности, сравнивая их между собой. При одонтоскопии в каждой из норм рассматривают коронку и корень зуба, контуры которых по форме сопоставляют с геометрическими фигурами (треугольник, трапеция, квадрат, прямоугольник, ромб, овал). Сравнение с геометрическими фигурами удобно для характеристики общих закономерностей строения зуба. При одонтоскопии описывают особенности перехода контуров коронки в соответствующие контуры корня. При этом сопоставляют характер перехода контуров коронки и корня у поверхностей, расположенных друг против друга. Важной одонтоскопической оценкой является описание рельефа поверхности. При этом указывают наличие выступающих участков на коронки (эмалевые валики, гребешки, бугорки), углубления (борозды, ямки) на коронке и корне.
Поделитесь с Вашими друзьями:
СТРОЕНИЕ ЗУБОВ И ОСНОВЫ ИХ МОДЕЛИРОВАНИЯ — Студопедия
Воссоздание зубных рядов металлокерамическими реставрациями невозможно без знаний анатомии жевательного аппарата.
Различают три функционально ориентированные группы зубов:
фронтальные (передние, откусывающие) и боковые (разжевывающие).
Форма зубов соответствует их функции. Группу откусывающих зубов составляют резцы и клыки.
Резцами называют} зубы, коронки которых{ имеют режущий крайраспологают режущим краем} , клыки отличаются от них тем, что коронка {имеет заостренную коническую форму. | обладает заостренной конической формой. | распологает заостренной конической поверхностю.}
Откусывающих зубов — 12, они расположены по б на каждой челюсти: по 3 — от средней линии.
Группу разжевывающих зубов { объединяют | составляют }премоляры и моляры.
Премоляров — 8: по 4 — на каждой челюсти, по 2 — после клыков; моляров — 12: по б — на каждой челюсти, по 3 — после премоляров.
Разжевывающие зубы имеют многобугорковую жевательную поверхность: премоляры — 2 бугорка, моляры верхней челюсти — по 4 бугорка, моляры нижней челюсти — 5 и 4 бугорка.
В зубе различают три части (см. рис. 1):
Рисунок 1. Строение зуба Строение зубов и основы их моделирования А: 1 — коронка зуба; 2 — шейка зуба; 3 — корень зуба Б: 1 — эмаль; 2 —цемент; 3 — дентин; 4 — канал корня зуба; 5 — периодонт |
1. коронка выступает над десневым краем, покрыта эмалью, ее главную массу составляет дентин;
2. корень погружен в альвеолу челюсти, состоит из дентина, покрытого цементом;
3. шейка зуба расположена между коронкой и корнем, у ее верхней границы заканчивается эмалевый покров.
Различают следующие поверхности коронок зубов:
1. жевательные (окклюзионные), которые соприкасаются с зубами-антагонистами; у резцов они называются режущим краем, у клыков — рвущим бугром;
2. боковые (аппроксимальные), которыми зуб контактирует с соседними зубами; поверхность, обращенная к стоящему впереди зубу, носит название медиальной, а к стоящему позади — дистальной;
3. вестибулярные, которые обращены в сторону губы или щеки;
4. оральные, которые обращены в сторону полости рта.
На всех поверхностях зуба можно определить наиболее выпуклую часть. Линия, соединяющая наиболее выпуклые части зуба на всех его поверхностях, называется экватором.
Экватор разделяет зуб на окклюзионную и десневую части. Каждый зуб имеет определенные размеры. У коронки зуба принято различать высоту, ширину и толщину.
Высота коронки зуба — расстояние от режущего края или бугра жевательной поверхности до уровня шейки зуба. Ширина коронки зуба — расстояние между аппроксимальными поверхностями. Режущежевательная поверхность зубов шире, чем их пришеечная часть.
Толщина коронки зуба — вестибуло-оральный размер зуба. Размер высоты зубов убывает от фронтальной группы к жевательной, за исключением клыков.
Наряду с этими характеристиками имеются признаки принадлежности зуба к правой или левой части челюсти:
— признак кривизны коронки проявляется в том, что наибольшая выпуклость вестибулярной (зубной, щечной) поверхности расположена медиально;
— признак угла коронки выражается в том, что медиальная поверхность и режущий край резцов и клыков образуют более острый угол, чем угол, образуемый режущим краем и дистальной поверхностью;
— признак корня состоит в том, что корни резцов и клыков отклоняются в заднебоковом направлении, а премоляров и моляров — в заднем от продольной оси корня.
|
|
Клиническое применение модульных технологий в эстетической реставрации зубов
коронковой части зуба осуществлено материалами компании «ДМГ». Адгезивная
технология осуществлена на основе новых технологий с применением современной
бондинговой системы «Тего» (рис. 28,29 ). Послойное восстановление на основе
модульных технологий осуществлено композиционным материалом «EcuSphere Carat»
(рис.30,31). Обратите внимание на пошаговое восстановление коронковой части 36 зуба.
Изнутри выкладывается система модулей (пять клыков-одонтомеров в миниатюре),
стремящихся к фиссуре первого порядка Ж-образной формы. В данном примере в области
основания кариозной полости выложен материал с цветовой гаммой оттенка А 3,5.
Материал прекрасно адаптируется к стенкам и дну кариозной полости, прост в
применении, не липнет к инструменту, после его нанесения и придания определѐнных
заданных форм (модулей-одонтомеров), материал не растекается по поверхностям
твѐрдых тканей зуба. После этапа полимеризации первого слоя, воспользуемся другим
цветовым оттенком композиционного материала «EcuSphere Carat» А2 и осуществим
дальнейшее заполнение пространства, увеличивая в размере изначально заданные модули
–клыки – одонтомеры (рис.32,33,34). У оператора есть возможность более корректно
выставить модули в пространстве, соответственно индивидуальным особенностям
зубочелюстного аппарата пациента, а также уделить внимание вновь созданному
микрорельефу поверхностей зуба. Далее следует этап полимеризации второго слоя. И в
заключении воспользуемся цветовым оттенком композиционного материала «EcuSphere
Carat» В3, для придания гармоничных форм вновь созданному зубу (рис.35,36).
Использование различных цветовых оттенков, даѐт оптимальный косметический эффект,
сочетание разных красок между собой и их адаптация к твѐрдым тканям позволяет
достичь естественной окраски зуба.
После моделирования коронковой части приступаем к этапу шлифовки, полировки
вновь созданных поверхностей. Копировальной бумагой выявляем точки суперконтактов
(рис.37), а с помощью финишных боров компании «SS Weit» из набора KIT
«CARBIDE Trimming & Finishing Bur» убираем точки супраконтактов (рис.38).
Контурируем жевательную поверхность, подчѐркивая основные морфологические
элементы модулей –одонтомеров (валики и углубления) (рис.39,40).
Таким образом, осознанное моделирование коронковой части зуба по модульным
технологиям позволяет врачам не делать лишних движений, и уже на начальных этапах
моделирования закладывать правильный фундамент, для последующего построения
отсутствующих тканей. То есть, в процессе пошагового восстановления отсутствующих
тканей зуба очень важно повторять конфигурацию предыдущего слоя, чтобы выйти на
достойный конечный результат. При исполнении этапа шлифовки, мы также стараемся
максимально создать поверхность, напоминающую слияние модулей –клыков-
одонтомеров. И только тогда, пациент чувствует комфортность при смыкании зубных
рядов. Ведь мы повторили естественность созданных природой форм (рис.40,41).
Осмысление профессионалами вышесказанных принципов моделирования позволяет
осознано осуществлять восстановление отсутствующих тканей и лучше ориентироваться в
морфофункциональном состоянии зубочелюстного аппарата.
Моделирование одного зуба для 3D-модели зубов
Предлагается интегрированная схема моделирования одного зуба для 3D-модели зубов, полученной с помощью оптических дигитайзеров. Суть схемы моделирования — удаление областей сплавления, восстановление формы отдельного зуба и разделение отдельного зуба. В соответствии с характерными формами «впадины» областей слияния двух соседних зубов, области трехмерной модели зубов анализируются и классифицируются на основе минимальной кривизны поверхности.Форма одного зуба восстанавливается в соответствии с биоинформацией вдоль границы отверстия, которая создается после удаления области слияния. Используя удаленную границу из областей слияния между зубами и мягкими тканями в качестве эталона, можно правильно отделить зубы от трехмерной модели зубов один за другим. Экспериментальные результаты показывают, что предлагаемый метод позволяет достичь удовлетворительных результатов моделирования с высокой степенью приближения к реальному зубу и отвечает требованиям клинической оральной медицины.
1. Введение
Поскольку трехмерная (трехмерная) стоматологическая модель может быть легко получена с помощью различных видов интраоральных или экстраоральных методов измерения, включая оптические дигитайзеры [1–3], КТ (КЛКТ) [4, 5] и МРТ [6], CAD (Computer-Aided Design) / CAM (Computer-Aided Manufacturing) были внедрены в стоматологию и достигли больших успехов в клинических приложениях [7–10], таких как ортодонтия, челюстно-лицевая хирургия. Реставрации зубов проектировать и изготавливать намного проще по сравнению с традиционным сложным и трудоемким процессом.До- или послеоперационное моделирование можно использовать для оценки взаимоотношений зубного скелета и эстетики лица, проверки ортодонтических результатов в отношении мягких и твердых тканей и прямого трехмерного планирования лечения.
Как правило, 3D-модели зубов (включая 3D-модели отдельных зубов), используемые в стоматологической системе CAD / CAM, в основном получаются с помощью оптических дигитайзеров, которые обычно представлены с помощью водонепроницаемой треугольной сетки. Трехмерная стоматологическая модель представляет собой целостную модель без очевидной границы перехода между отдельным зубом и мягкими тканями.Два соседних зуба иногда сливаются вместе и без явного зазора между зубьями из-за перекрытия зубцов, более низкой точности измерения и методов триангуляции с ограниченным разрешением на этапе оцифровки. Чтобы выполнить предварительные требования для изготовления зубных реставраций и оценки виртуального поведения зубов, зубы должны быть независимыми друг от друга и сохранять первоначальную форму настоящего зуба. Точные методы восстановления формы отдельных зубов и удаления 3D-модели зубов играют жизненно важную роль в стоматологической системе CAD / CAM.
Несмотря на то, что поверхность 3D-модели зубов чрезвычайно неровная и сложная, области слияния между соседними зубами и области слияния между зубами и мягкими тканями распределены как «впадины» на 3D-модели. Таким образом, области трехмерной стоматологической модели можно проанализировать количественно, применив соответствующую геометрическую дифференциальную составляющую [11, 12] — минимальную кривизну. Области, идентифицированные на основе геометрического дифференциального компонента, представляют собой кластеризацию вершин с аналогичным поведением кривизны, которые также могут включать нецелевые области.В графическом поле целевые области обычно выбираются с помощью метода отображения выбора оконного многоугольника [13], что затрудняет работу с характерными областями трехмерных стоматологических моделей со сложной поверхностью. В этой статье мы предлагаем метод выбора пространственного многоугольника, край которого представляет собой прямую «линию» на поверхности 3D-модели зубов.
После выбора и удаления областей слияния соответствующие отверстия будут созданы на 3D-модели зубов. Исследователи проделали большую работу по восстановлению формы моделей треугольной сетки.Существующие подходы можно разделить на две основные категории: негеометрические [14–16] и геометрические [17–21]. () Негеометрические методы в основном основаны на атрибутах границы и ее n-кольцевых соседних вершин, чтобы восстановить полевую функцию [14, 15] или неявную поверхность [16], которая может приблизительно описать недостающую часть. Соответствующий участок реставрационной поверхности создается с использованием метода извлечения изоповерхности [22]. Результат восстановления негеометрических методов уникален, что не может обеспечить восстановление с заданной непрерывностью, а общая эффективность таких алгоритмов низка.() В геометрических методах граница отверстия триангулируется на основе плоскости отображения [20] или метода пространственной триангуляции [18], чтобы сначала получить начальный фрагмент поверхности, а затем исходный фрагмент поверхности уточняется и изменяется для получения фрагмента поверхности восстановления. . Ключевым элементом геометрических методов является триангуляция границы отверстия и последующая корректировка формы.
Область слияния между двумя соседними зубами с очевидным зазором между зубами похожа на перевернутую поверхность в форме «седла», левая и правая стороны которой отражают локальную форму соответствующего отдельного зуба, соответственно.Поскольку участок поверхности, реконструированный с помощью существующего метода восстановления формы, представляет собой «всю», а не «частичную» природу модели, если отверстия, образованные после удаления областей сплавления, будут непосредственно заполнены без дальнейшей обработки, мы получим Результаты реставрации аналогичны исходной модели, которая не соответствует биохарактеристикам одиночного зуба (см. рисунок 1 (c)). В этой статье мы предлагаем подход к восстановлению формы одного зуба: сначала отверстие делится на два подотверстия и триангулируется отдельно с использованием окклюзионной плоскости в качестве ориентира; во-вторых, результат триангуляции, соответствующий каждому частичному отверстию, разделяется и изменяется в целом в соответствии с биохарактеристиками отдельного зуба.
После восстановления формы 3D-модели зуба можно удалить отдельный зуб из 3D-модели. Для сегментации трехмерной стоматологической модели были предложены различные методы [23–25], которые основаны на информации об изображении трехмерной стоматологической модели в виде плоского вида. Вышеупомянутые методы ограничиваются сегментацией дентальных моделей с легким неправильным прикусом, и при работе с моделями с тяжелым неправильным прикусом могут возникнуть пропущенные промежутки или неправильные разрезы. В этой статье мы предлагаем метод удаления границ сегментации, который применяется непосредственно к 3D-модели зубов и может правильно отделить отдельный зуб от 3D-модели.
Методы моделирования отдельного зуба трехмерной стоматологической модели очень важны и нетривиальны (см. Рис. 1). В этой статье мы представляем интегрированную схему моделирования, которая в основном включает следующие шаги. ( ) Оцифровка 3D-модели зубов с помощью дополнительного или внутриротового метода измерения. ( ) Анализ, выбор и удаление областей слияния между соседние зубы. ( ) Восстановление формы одиночного зуба. ( ) Проанализируйте и выберите область слияния между зубами и мягкими тканями.( ) Выделите границу сегментации и отделите зуб от 3D-модели зуба.
2. Получение цифровой стоматологической модели
Традиционные измерительные устройства, используемые для измерения зубных слепков, включая делители и штангенциркуль, обеспечивают стандарт анализа гипсовых моделей [26, 27], но ручные методы измерения имеют недостатки в том, что они трудоемки, неточны, и возможность производить линейные измерения только в нескольких местах. С развитием компьютерных и оптических технологий слепок можно оцифровать с помощью различных методов сканирования [1–6].Трехмерная стоматологическая модель может принести пользу стоматологии CAD / CAM в плане точности, эффективности и простоты измерения размера зуба, формы дуги и ее размеров.
В этой статье трехмерная стоматологическая модель сканируется с гипсовых моделей с помощью имеющегося в продаже трехмерного сканера MCS-30 [28] в зависимости от техники структурированного света. Видеокамера записывает структурированные искажения света после его проецирования на исследуемые модели, а затем компьютер обрабатывает записанные изображения и объединяет их вместе, чтобы создать полную трехмерную модель зубов.Точность 3D-сканера MCS-30 с разрешением изображения 1280 * 1024 может достигать 10 м. Среднее количество треугольников сетки, отвечающих требованиям клинической точности, обычно составляет не менее 20 тысяч. Трехмерная стоматологическая модель представлена с помощью водонепроницаемой или двумерной треугольной сетки и обычно сохраняется в формате (стереолитографический) STL или (язык моделирования виртуальной реальности) VRML.
3. Анализ и выделение областей признаков
3.1. Обозначение
Позвольте быть двумерной треугольной сеткой, соответствующей поверхности, вложенной в, обозначим, что множество вершин в представляет собой единичный вектор нормали вершины.Мы определяем как 1-кольцевых соседей вершины и получаем n-кольцевых соседей посредством рекурсивного увеличения радиуса текущей окрестности: определяется как 1-кольцевые соседние треугольники, которые имеют общую вершину, обозначает размер набора соответственно.
3.2. Анализ дифференциальных характеристик стоматологической модели 3D
Позвольте быть точкой на поверхности. Рассмотрим все кривые, проходящие через точку. Каждому такому соответствует кривизна, заданная в. Из этих кривизны по крайней мере одна характеризуется как максимальная и одна как минимальная, и эти две кривизны известны как главные кривизны.В математике минимальная кривизна используется для описания холмов () и долин () трехмерных моделей, а максимальная кривизна используется для описания гребней () и впадин ().
После подробного анализа характеристик биосферы 3D-модели зубов мы обнаружили, что область слияния между зубами и мягкими тканями, области слияния между соседними зубами и области, включая гребни альвеолярной кости, распределены как «впадины» на 3D-изображении. дентальная модель, а области, соответствующие режущим краям, вершинам бугорков, напоминают «гребни».Таким образом, характерные области трехмерной стоматологической модели можно классифицировать количественно, используя информацию об основной кривизне.
Для модели гладкой треугольной сетки с однородными треугольниками дифференциальные компоненты второго порядка могут быть решены с использованием соответствующих операторов дискретной дифференциальной геометрии с гарантированной точностью, которые построены на основе оператора Лапласа-Бельтрами и методов сферического отображения [11] . Но когда форма треугольника неправильная, а сеточная модель зашумлена, результаты расчетов будут сильно отличаться от реальных значений.В этой статье мы предлагаем метод на основе локальной аппроксимации поверхности, используемый для оценки дифференциальных свойств второго порядка, который доказал свою надежность и точность в следующих экспериментах. Локальную форму любой произвольной комплексной поверхности можно приблизительно описать полиномиальной поверхностью порядка: где — коэффициенты полинома ,, (2) — параметрическое представление полиномиальной поверхности -порядка в локальной системе координат. Для вершины сеточной модели соответствующая локальная система координат определяется следующим образом:
Позвольте быть начальной точкой локальной системы координат.ось совпадает с нормалью к вершине. ортогональны друг другу в касательной плоскости вершины. Когда ось параллельна оси -оси абсолютной системы координат после применения серии операций вращения и перемещения, они также параллельны соответственно.
Позволяет обозначить ближайших соседей элемента в n-кольце. Мы применяем метод, предложенный Meyer et al. [11] для вычисления вектора дискретной нормали треугольной сетки: где и — два угла, противоположных краю, которыми соединены и.- взвешенное суммирование площадей треугольников от вершины. После того, как получено, мы можем получить отображенные вершины в локальной системе координат,. После определения вершин можно получить подходящую локальную поверхность, используя метод взвешенных наименьших квадратов. В этой статье соответствующая ошибка наименьших квадратов равна где ,. В данной статье применяется для решения локальной поверхности с высокой эффективностью. Когда 16 ~ 20, локальная поверхность может достичь лучшего приближения к реальной форме.Согласно первой и второй фундаментальным формам, можно определить гауссову кривизну и среднюю кривизну при. Поскольку дифференциальные характеры сеточной модели в вершине могут быть заменены на дифференциальные характеры локальной поверхности в, минимальная кривизна вершины может быть вычислена по следующему уравнению:
Для того, чтобы вычислить минимальную кривизну по формуле (5) более точно отражают региональные символы, значения кривизны необходимо дополнительно сгладить и уменьшить шумоподавление: где .
Мы рисуем цветовую карту минимальных значений кривизны, как показано на рисунке 2, чтобы визуализировать, где расположены области высокой и низкой кривизны. Самая высокая и самая низкая кривизна соответствуют красному и синему цвету, соответственно, остаткам присваиваются цвета между красным и зеленым в соответствии со значениями кривизны. Как видно из рисунка 2, область, отмеченная синим цветом, может четко включать в себя области слияния и области слияния.
Мы сравниваем метод оценки кривизны, предложенный в этой статье, с методом Meyer et al.[11] с использованием модели тора: где — радиус колеса, — радиус трубы. В этой статье мы выбираем и в качестве параметров тора. Мы получаем соответствующую модель зашумленного тора, добавляя гауссовский шум с уровнем шума, соответственно. На рисунке 3 показано, что средняя и гауссова кривизна устойчивы к шуму, а результаты оценки (см. Рисунок 4) намного более стабильны и надежны, чем результаты Meyer et al. [11], когда дифференциальные составляющие модели шума рассчитываются предложенным выше методом.
3.3. Постобработка областей признаков
После того, как трехмерная стоматологическая модель была проанализирована на основе информации о минимальной кривизне, области трехмерной стоматологической модели могут быть классифицированы и извлечены в соответствии с заданным порогом кривизны. Однако извлеченные области функций обычно содержат мелкие детали и отверстия (см. Рис. 5 (а)). Небольшие части, содержащиеся в областях признаков, могут быть эффективно идентифицированы в соответствии с взаимосвязью соседних вершин и могут быть автоматически удалены из областей признаков, когда количество вершин маленьких частей меньше заданного значения.Мы используем операцию математической морфологии, расширенную из поля изображения, чтобы заполнить небольшие дыры и сгладить границы областей признаков. Есть также четыре основных оператора, такие как ,, и, включенные в операцию трехмерной математической морфологии [29].
Позвольте обозначить индексный набор вершин в областях признаков. Операторы морфологии и, соответствующие трехмерным моделям, определены следующим образом:
Операция расширения используется для «притягивания» вершин, не отмеченных как вершины пространственных объектов, но лежащих внутри или на границе областей признаков и сохраняющих «форму» характерной области во время дилатации.Операция эрозии используется для удаления нежелательных ветвей и делает области элементов более гладкими и тонкими. Мы получаем операцию открытия, последовательно расширяя, а затем размывая область признаков. Операция закрытия получается путем смены порядка применения:
Многократное применение операций открытия и закрытия может эффективно отфильтровывать шум и артефакты областей признаков. На рис. 5 (b) показана характерная область после применения для открывания и закрывания.
3.4. Метод выбора пространственного многоугольника
Как видно из рисунка 5 (c), после дальнейшей обработки характерные области могут полностью включать области слияния между соседними зубами и области слияния между зубами и мягкими тканями. Однако, поскольку области признаков, извлеченные в соответствии с заданным порогом, представляют собой кластеризацию вершин с аналогичным поведением кривизны, также извлекаются нецелевые области, такие как области, включающие гребни альвеолярной кости.Чтобы точно получить целевые области, характерные области должны быть разделены и выбраны в интерактивном режиме. В этой статье мы предлагаем метод выбора пространственного многоугольника, край которого представляет собой прямую «линию» на поверхности 3D-модели зубов.
Позвольте и обозначить начальную позицию и конечную точку на треугольной сетке. Пространственная «линия» между этими двумя вершинами на модели с треугольной сеткой может быть приблизительно решена с помощью метода отслеживания направления, описанного следующим образом:
Пусть, будет нормалью к ,.Предположим, что с единичной длиной объект перемещается по поверхности треугольной сетки. Если это текущая позиция и следующая позиция в направлении, показанном на рисунке 6 (а), мы не меняем направление и следим за тем, чтобы поза параллельна нормали при движении внутри треугольника. или по краю, пока не доберется до. Когда находится в, мы меняем направление движения на, а позу — на. Потому что кусочно линейно непрерывно и лежит над треугольной сеткой, и должно принадлежать тому же треугольнику.Сегмент линии также является пересечением между треугольником, который включает, и нормальным сечением в точке перехода. Мы можем получить в соответствии с и как показано на рисунке 6 (а). Случайных треугольников, пересекающихся с нормальным участком, иногда может быть больше одного. Обозначим через точки пересечения. Мы выбираем, когда угол между и является наименьшим из всех. Начиная с, решается по очереди. Когда и находятся в одном треугольнике, мы получаем трехмерную «линию» (см. Рисунок 6).
Как показано на рисунке 7 (a), края пространственного многоугольника могут быть определены серией вершин на 3D-модели, которые выбираются интерактивно в соответствии с профилем целевой области.Треугольники отмечены «select», три вершины которого вместе попадают во внутреннюю часть пространственного многоугольника.
4. Восстановление формы отдельного зуба
После удаления областей слияния соответствующие отверстия создаются на 3D-модели зубов. Отверстия имеют типичную «седловидную форму», и каждое из них разделяют два смежных одиночных зубца (см. Рисунок 1 (b)). Если отверстия заполнить напрямую без дальнейшей обработки, мы получим восстановленную модель, аналогичную исходной (см. Рисунок 1 (c)).Причина отказа в том, что отверстие принадлежит двум смежным, но независимым друг от друга зубам. Если отверстие заполнено целиком, информация о границах двух независимых зубов будет в среднем распространяться в один и тот же участок поверхности реставрации и не может отражать биохарактеристики отдельного зуба. В этой статье мы представляем подход к восстановлению формы отдельного зуба. Чтобы добиться наилучшего приближения к оригинальному зубу, процесс реставрации должен удовлетворять следующим требованиям.(a) Заплата поверхности реставрации, соответствующая отсутствующей части, должна быть реконструирована таким образом, чтобы минимально отличаться от окружающих областей, а также должна сохранять плотность выборки исходной 3D-модели зуба. восстановленные зубы согласно свойствам независимости зубов. Область перехода между соседними зубами должна быть естественной и непрерывной.
Позвольте обозначить границу отверстия трехмерной стоматологической модели. представляет патч заполнения для., представляют собой участки поверхности, соответствующие различным этапам заполнения: триангуляция, уточнение, деформация. представляет собой окончательный результат реставрации, который соответствует предпосылкам реставрации.
4.1. Триангуляция границы отверстия
В геометрических методах граница отверстия в основном триангулируется на основе плоскости отображения [20] или метода пространственной триангуляции [18] для получения начального участка поверхности. Методы триангуляции плоскости отображения преобразуют трехмерную границу отверстия в двумерный многоугольник, проецируя его на плоскость отображения, которая подгоняется к граничным вершинам методом наименьших квадратов.Методы триангуляции плоскости отображения могут дать удовлетворительные результаты при работе с простым регулярным отверстием, которое после проецирования гомеоморфно диску. Но для сложного отверстия с резкими изменениями кривизны вдоль границы в проецируемом 2D-многоугольнике появится самопересечение. Барекет и Шарир [18] дают интересное решение проблемы триангуляции трехмерного многоугольника. Метод пространственной триангуляции [18] имеет порядок временной сложности (количество граничных вершин), который можно адаптировать для работы с границей с малым числом вершин, но трудно триангулировать большую дыру.В этой статье мы предложили метод пространственной триангуляции, основанный на локальном оптимизированном правиле весов, в котором полностью рассматриваются различные влияющие факторы, которые могут повлиять на триангуляцию.
Мы определяем весовую функцию, где, — набор весов, и назначаем вес каждому треугольнику с тремя последовательными вершинами. Обозначим через сумму прилегающих углов текущей вершины. В процессе триангуляции, когда после добавления нового треугольника, как показано на рисунке 8, образуются острые углы или треугольник с внутренним углом, близким к.Во избежание появления таких ситуаций треугольнику-кандидату следует присвоить вес с более низким приоритетом выбора, когда. мы обнаружили опытным путем, что может дать хорошие результаты.
В модели двумерной треугольной сетки лучшее количество соседних треугольников обычно составляет от 5 до 8. Во избежание схождения слишком большого количества вновь сгенерированных треугольников в одной граничной вершине, количество соседних треугольников с 1-кольцом вершин имеет быть ограниченным во время триангуляции. Итак, когда, вершина должна быть удалена в первую очередь, это означает, что треугольнику-кандидату должен быть присвоен вес с более высоким приоритетом выбора.В то же время, когда соседние треугольники с текущим 1-кольцом вершины ‘1 проецируются на их собственную касательную плоскость, не должно быть пересечения между спроецированными ребрами, кроме как в самой текущей вершине. Таким образом, новый добавленный треугольник должен одновременно удовлетворять условию проекции непересечения в точке ,,.
Когда, вес потенциального треугольника должен определяться его собственными геометрическими атрибутами, такими как длина кромки, площадь и внутренний угол. Чтобы получить участок поверхности триангуляции с умеренными внутренними изменениями, ребра должны быть распределены по границе в среднем аналогично шторному покрытию у окна, а вершины ребер должны быть парами относительно ближайших друг к другу в пространстве.Таким образом, треугольник-кандидат должен быть взвешен в соответствии с его соответствующей длиной ребра. Чем меньше периметр треугольника, тем выше приоритет выбора.
На основе анализа влияющего фактора, который будет влиять на результаты триангуляции, весовые функции, описываются следующим образом: где, и — радиус ограничивающей сферы модели. Мы применяем следующую процедуру для реализации процесса триангуляции:
Шаг 1. Вычислить все веса согласно приведенной выше весовой функции для каждого треугольника с тремя последовательными вершинами, и вставить веса, в которых вес сортируется, используя дерево AVL.
Шаг 2. Выберите максимум из набора веса и вставьте соответствующий треугольник в. Удалите веса треугольников и включите в них вершины. Удалите вершину из, а затем. Вычислите веса треугольника и вставьте их в.
Шаг 3. Выполняйте шаг 2 итеративно, пока количество вершин не станет меньше трех, и получите начальный фрагмент поверхности.
4.2. Отделение субскважин
Для восстановления участка поверхности с формой перевернутого «седла» граница скважины должна быть разделена на две субскважины, как показано на Рисунке 11 (а). Каждое подотверстие соответствует собственному зубу. Конечные точки края моста, с помощью которых граница отверстия соединяется с образованием двух отдельных подотверстий, являются двумя точками, наиболее удаленными от окклюзионной плоскости на щечной и лингвальной сторонах границы отверстия соответственно, и могут выбираться автоматически с помощью окклюзионного самолет в качестве ссылки.В этой статье окклюзионная плоскость снабжена четырьмя контрольными точками (включая кончики щечных выступов левого и правого первых моляров и мезиобуккальные точки левого и правого первых постоянных моляров), как показано на Рисунке 9.
Подотверстие () сначала заполняется локальной оптимизированной триангуляцией () его трехмерного контура (см. рисунок 11 (b)). Первоначальные участки поверхности заполнения объединяют вместе полный участок поверхности первоначального заполнения (см. Рисунок 11 (c)).
4.3.Refinement
Поскольку края в начальном фрагменте поверхности являются прямыми связями между граничными вершинами, фрагмент поверхности должен быть уточнен в соответствии с информацией о границах, чтобы получить следующий фрагмент поверхности, который приблизительно соответствует плотности окружающей сетки. Плотность сетки обычно измеряется исходя из средней длины краев. В этой статье больший треугольник разделен на три меньших с помощью метода разделения граней «1-3», в котором новая добавленная вершина является центроидом треугольника, а внутренние ребра расслабляются при разделении, чтобы сохранить форму Делоне. как триангуляция (см. рисунок 10).
4.4. Изменение формы
по-прежнему остается участком поверхности с непрерывностью как на границе, так и на внутренней стороне. Участок поверхности должен быть изменен, чтобы создать участок поверхности, который может как отражать локальные характеристики недостающей части, так и иметь хорошую степень визуальной реальности. В этой статье мы разрабатываем схему изменения формы на основе дискретного уравнения Эйлера-Лагранжа. Схема изменения формы описывается следующим образом.
Позвольте быть гладкой поверхности, соответствующей.обозначает частные производные k-го порядка и обозначает поверхностную границу. Квадратичная функция энергии [30] для поверхности имеет вид Чтобы фактически вычислить решение указанной выше задачи оптимизации, мы применяем вариационное исчисление для вывода соответствующего уравнения Эйлера-Лагранжа, которое характеризует минимизаторы уравнения (13) где — оператор Лапласа, () — граничные ограничения. Для обеспечения эффективности и стабильности алгоритмов диапазон значений ограничен до.Когда мы используем треугольную сетку в качестве представления подстилающей поверхности, оператор Лапласа дискретизируется как где — сумма площадей соседних треугольников с 1-кольцом вершины, а и — два угла, противоположных краю. Оператор Лапласа высшего порядка может быть решен итеративно И тогда (14) превращается в линейное уравнение с разреженной матрицей где — внутренние свободные вершины участка поверхности. — вершины связи с непрерывностью границы. Для ,, и поверхность, решенная из (17), соответствует мембране с минимизацией площади поверхности, тонкой пластине с минимальным изгибом и поверхности с минимальным изменением кривизны соответственно.
В соответствии с геометрическими характеристиками поверхности зуба участок поверхности, полученный после изменения формы, должен быть поверхностью с минимальным отклонением изгиба. Итак, в этой статье параметру ограничения присвоено значение 2. На этапе деформации треугольники, форма которых изменилась сильнее, должны быть уточнены. Если мы применим в качестве окончательного результата напрямую, иногда между соседними зубами может появиться небольшая интерференция (см. Рисунок 12). Мы используем следующее уравнение для контроля степени деформации:
На рисунке 12 показаны результаты восстановления с заданными различными значениями.Величина определяет степень деформации заплатки реставрации.
После восстановления формы 3D-модели зуба можно удалить отдельный зуб из 3D-модели. Дифференциальная информация 3D-модели зубов повторно анализируется и обрабатывается с использованием предложенных выше методов. Как видно из рисунка 14 (а), характерные области, идентифицированные на основе минимального значения кривизны, могут полностью включать в себя области смешения и уже имеют грубый профиль границы сегментации.Области признаков все еще слишком грубые, чтобы их можно было принять в качестве границы сегментации. Приходится загибать вершины границы области внутрь, пока не получится ее каркас шириной в одну вершину. Ключевым этапом выделения границ является определение того, должна ли вершина очищаться или нет, а каркас должен соответствовать исходной топологии области объекта. В этой статье процедура выделения границ сегментации разработана на основе сложности вершин [29]
; пусть обозначим 1-кольцевую окрестность вершины, упорядоченную против часовой стрелки.; если при этом записываем или. При сделанном выше предположении сложность вершины определяется следующим образом (см. Рисунок 13):
Если, вершина определяется как сложная. Если, вершина определяется как центральная вершина. Сосед центральной вершины называется сателлитной, если соответствующая ему сложность не меньше нуля. Во время выделения границы центральная вершина и комплексная вершина помечаются как вершины объекта, которые следует сохранить. Если центральная вершина удалена, маленькое замкнутое кольцо будет сформировано внутри области объекта, и региональная связность будет подорвана, если сложная вершина будет удалена.Множество сателлитных вершин обозначается символом, центральные вершины — символом, а комплексные вершины -. Затем мы получаем набор вершин-кандидатов, который будет удален следующим образом.
Мы каждый раз удаляем одну вершину из набора кандидатов и одновременно пересчитываем сложность соседней вершины. Набор ,, и обновляются после каждого удаления. Операция удаления и обновления повторяется до тех пор, пока «форма» областей признаков больше не изменится.
Каркас, полученный после применения для вышеупомянутой операции, также содержит ненужные открытые ветви, как показано на Рисунке 14 (b).Потому что граница сегментации, используемая для удаления одного зуба, представляет собой набор замкнутых колец. Ветви можно идентифицировать и обрезать, итеративно удаляя линейный сегмент из каркаса, у которого есть по крайней мере одна конечная точка, соединенная только с самим собой. Иногда будут существовать небольшие избыточные замкнутые кольца, которые необходимо удалить в интерактивном режиме. После обрезки мы получаем границу сегментации, как показано на рисунке 14 (c). На рисунке 14 (d) показан единственный зуб, удаленный в соответствии с границей сегментации.
6. Экспериментальные результаты и анализ
Для проверки правильности и адаптируемости предложенного метода мы провели серию экспериментов на различных типах 3D-моделей. На рисунках 16 и 17 показаны результаты моделирования двух типичных трехмерных моделей зубов (см. Таблицу 3), включая модель с нормальным расположением зубов и модель с серьезным нарушением прикуса. В таблице 1 представлена подробная информация о 3D-моделях зубов, включая размер ограничивающей рамки, номера вершин / треугольников до и после моделирования формы.
|
Как видно из рисунка 2, метод расчета минимальной кривизны, предложенный в эта бумага может эффективно обнаруживать области слияния. После количественного анализа 3D-модели зубов на основе минимальной кривизны и дальнейшей обработки с применением операции морфологии мы можем выделить целевые области в соответствии с соответствующими региональными характеристиками (см. Рисунок 7 (b)).
На рисунке 6 показано, что пространственная «линия», решаемая предложенным методом отслеживания направления, представляет собой приближенную геодезическую кривую, имеющую линейную временную сложность, где — номер вершины «линии». Выбор многоугольника осуществляется в реальном времени, и время, затрачиваемое на него, можно не учитывать. Таким образом, целевые регионы могут быть выбраны быстро и интуитивно (см. Рисунок 7).
Когда мы используем правило весов, предложенное в этой статье, для триангуляции границы отверстия, на начальном этапе, поскольку количество соседних треугольников невелико, граница триангулируется в основном на основе соседних углов и периметра треугольника-кандидата. .Как показано на Рисунке 18 (b), начальный этап — это также процесс, используемый для удаления зуба пилы и сглаживания границы. Поскольку граница триангулируется непрерывно, правило взвешивания выберет вершину в углу с наивысшим приоритетом выбора в качестве места пересылки. Две вершины нового добавленного ребра обычно имеют гораздо более высокий приоритет выбора, чем остальная часть границы, что будет двигать триангуляцию вперед до тех пор, пока на границе не покроется участок, похожий на занавес (см. Рисунки 18 (c) и 18 (d)). ).Правило весов делит процесс триангуляции на граничное сглаживание и граничное сжатие приближенно, с помощью чего может быть получен однородный и естественный фрагмент поверхности триангуляции. Временная сложность предлагаемого метода составляет (log) (N — количество граничных вершин).
Как видно из рисунков 10 и 11, исправление поверхности может достигать такой же плотности сетки, что и исходная модель, что позволяет избежать появления неправильных треугольников при наложении фрагмента поверхности с помощью операции корректировки изменения формы.На этапе настройки изменения формы для управления степенью деформации в (18) был введен параметр, гарантирующий, что восстановленный участок поверхности удовлетворяет условиям непрерывности и невмешательства. Мы применяем метод, предложенный Парком [31], для обнаружения самопересечения. Значение параметра ограничено диапазоном от 0,8 до 1,0 на основании большого экспериментального анализа, а шаг регулировки не должен быть больше 0,01. Затем степень деформации может автоматически изменяться от до до тех пор, пока пересечение не перестанет существовать.Мы применяем метод инкрементальных наименьших квадратов [32] для решения матрицы преобразования, которая может достигать скорости 50000 вершин в секунду на персональном компьютере с процессором P4, 2,4 ГГц.
Мы сравнили качество триангуляции (см. Рисунок 15) и эффективность (см. Таблицу 2) с методом, предложенным Барекет и Шарир [18]. Как видно из рисунка 15, метод, предложенный в этой статье, может иметь дело со сложными дырами с гораздо более однородным результатом триангуляции, чем метод Барекета и Шарира [18].Эффективность триангуляции [18] измеряется в минутах, и требуется не менее получаса, чтобы обработать 13–15 отверстий трехмерной стоматологической модели (без потери одного зуба), что не может удовлетворить фактические потребности в эффективности. Статистические результаты таблицы 2 показывают, что средняя эффективность триангуляции и восстановления может достигать 20000 В / с и 4000 В / с, соответственно, при использовании метода, предложенного в этой статье. Число вершин заплатки на поверхности реставрации обычно составляет 1/30 ~ 1/40 от исходной 3D-модели зуба.Таким образом, вся процедура моделирования трехмерной стоматологической модели может быть завершена за 2 ~ 3 минуты.
|
На рисунке 14 показано, что области слияния между зубами и мягкими тканями можно полностью удалить. Поскольку скелет нецелевых областей, таких как области, включающие гребни альвеолярных костей, представляет собой открытые ветви, которые можно удалить автоматически на этапе обрезки, нецелевые области не нужно удалять в интерактивном режиме.Регионы можно использовать напрямую для извлечения границы сегментации.
Разделенные зубы на рисунках 16 и 17 показывают, что методы моделирования, предложенные в этой статье, могут восстановить форму отдельного зуба и правильно сегментировать зубы.
Чтобы проверить точность, мы провели множество экспериментов по сравнению восстановленного зуба с соответствующим гипсовым одиночным зубом. Статистические результаты показывают, что радиальное отклонение между этими двумя моделями обычно составляет от 0 до 50 мкм, что может соответствовать клиническим требованиям.
7. Заключение
В этой статье мы предложили интегрированную схему моделирования отдельного зуба, которая в основном состоит из удаления областей слияния, восстановления формы отдельного зуба и разделения. Как видно из приведенных выше примеров, результаты моделирования могут удовлетворять биохарактеристикам настоящего зуба. В отличие от метода, основанного на изображении зубов в диапазоне обзора, мы напрямую вычисляем биоинформацию, необходимую для 3D-модели зубов. Мы продемонстрировали, что с помощью схемы моделирования можно достичь удовлетворительных результатов моделирования с высокой степенью приближения исходного зуба и удовлетворить требованиям клинической оральной медицины.
Выражение признательности
Эта работа была частично поддержана Китайской национальной программой исследований и разработок в области высоких технологий (программа 863) (грант № 2005AA420240), Ключевым научно-технологическим проектом Цзянсу в Китае (грант № BE2005014).
Трехмерное изображение внутренних структур зубов: Применение в стоматологическом образовании
Реферат
Предпосылки
Предоставление всесторонних знаний об анатомии зубов человека является одной из основных функций стоматологического образования, прежде всего потому, что полное понимание их внутренних структура — одна из предпосылок любого успешного клинического вмешательства.Для изучения и визуализации сложной внутренней организации зубов человека традиционно использовались несколько методов. В отличие от этих инвазивных методов, современные системы визуализации позволяют проводить неинвазивный анализ трехмерной структуры зубов человека. Из-за относительной простоты сбора, обработки и распространения соответствующих данных, методы цифровой визуализации также существенно повлияют на стоматологическое образование.
Highlight
В этой статье представлен широкий обзор традиционных и современных методов визуализации внутренних структур зубов.Особое внимание уделяется системам компьютерной томографии и их применению в эндодонтии. Кроме того, представлены результаты сравнения гистологии и микрокомпьютерной томографии. Помимо использования в фундаментальных исследованиях, цифровые данные также можно использовать для создания интерактивных трехмерных моделей, которые особенно подходят для учебных целей.
Заключение
Неинвазивные методы трехмерной визуализации, в частности, различные методы компьютерной томографии, открыли новую эру эндодонтических исследований.Благодаря своей цифровой природе результаты, полученные с помощью этих методов, можно не только легко анализировать и распространять, но и быстро интегрировать в учебные материалы. Недавние исследования, а также данные, представленные в настоящей публикации, показывают, что цифровые образовательные материалы позволяют лучше понять сложную анатомию зубов человека.
Ключевые слова
Компьютерная томография
Эндодонтия
Аддитивное производство
Визуализация
Обучение
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
Просмотреть аннотацию© 2016 Автор (ы).Опубликовано Elsevier B.V. от имени Японской ассоциации биологии полости рта.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Зубы, напечатанные на 3D-принтере
3D Dental Technology
Инструменты цифрового производства используются в стоматологии довольно давно. Компьютерное проектирование и производство (CAD / CAM) повысили качество восстановительных процедур, таких как коронки, виниры и зубные мосты. Но что отличает 3D-печать от этих более ранних процессов? Благодаря трехмерному производству результат будет предсказуемым, менее инвазивным и более быстрым, что позволит вам быстрее получить идеальную улыбку! Согласно статье, опубликованной в журнале Journal of 3D Printing in Medicine , аддитивное производство идеально подходит для индивидуального стоматологического лечения, такого как зубные протезы, зубные имплантаты и ортодонтические приспособления, такие как скобки и выравниватели.Если вы хотите улучшить свою улыбку, спросите своего стоматолога об этих 3D-процедурах.
Зубные протезы 3D
Потеря зубов может повлиять на вашу уверенность в себе; К счастью, в этом может помочь частичный или полный набор протезов. Традиционно для получения правильного набора требуется несколько посещений стоматолога, где они снимают слепки десен, записывают характер прикуса, выравнивание челюстей и проверяют правильность посадки. 3D-технология помогает сократить этот процесс. Используя внутриротовой сканер, ваш стоматолог может получить точный цифровой слепок вашего рта и дуги.3D-протезы могут дать вам естественную улыбку с меньшим количеством посещений стоматолога.
3D зубы
Знаете ли вы, что ваши зубы уникальны? Благодаря быстрому развитию аддитивного производства вы можете получить идеально подходящие трехмерные зубы. Стоматологи могут создать цифровую модель ваших зубов, которая затем будет напечатана на физическом замещающем зубе.
Зубные имплантаты 3D
Зубные имплантаты — это хирургические штифты, вставляемые в челюстную кость.Они работают как якорь для зубных протезов, коронок и сменных зубов. С помощью 3D-печати можно создавать костные зубные имплантаты с такой же сложной структурой, как и кость челюсти.
3D-выравниватели
Элайнеры и другие ортодонтические приспособления, такие как брекеты, специально разработаны для того, чтобы соответствовать рту и исправлять определенные аномалии прикуса , осторожно перемещая зубы в идеальное место для создания прямой улыбки. 3D-печать может использоваться в ортодонтии для создания цифровых моделей зубов.Эти модели используются для определения типа смещения и наилучшего курса лечения. Согласно статье, опубликованной в Journal of Stomatology, интраоральное сканирование имеет более высокую точность и надежный диагноз. Ортодонты обычно проходят обширные процедуры, чтобы обеспечить наилучшее лечение для своих пациентов. С 3D-технологией процесс намного короче, и вы по-прежнему получаете удобный набор элайнеров.
3D-печать — это захватывающий производственный инструмент, который используется в различных отраслях промышленности.Если вы хотите исправить отсутствующие зубы или смещенную улыбку, вам могут быть доступны 3D-печатные зубы, зубные протезы, зубные имплантаты или элайнеры. С помощью этой быстро развивающейся технологии вы можете получить индивидуальное лечение для достижения идеальной улыбки, которой вы заслуживаете.
Атрибуты моделирования зубьев шестерни с нагрузкой: Часть первая
Рисунки 1-14 любезно предоставлены The Gleason Works
За свою карьеру с зубчатыми колесами мне не раз доводилось пользоваться программой анализа контакта нагруженных зубьев Глисона.Одним из главных достоинств программы является глубокое понимание внутренних механизмов распределения нагрузки на зубья конической и гипоидной шестерен, несения нагрузки и передачи движения. Эта статья — первая из серии из двух частей — делится некоторыми из этих идей.
Основы
На рис. 1 представлена прямоугольная зубчатая передача, в данном случае спирально-коническая зубчатая передача, расположенная так, что зубья шестерни и шестерни находятся в зацеплении друг с другом. Процесс изготовления зубьев шестерни можно визуализировать на Рисунке 1, где видно, как фреза заменяет зуб сопрягаемой воображаемой образующей шестерни.Для изготовления зубчатой части резак и заготовка размещаются в станке, подобном изображенному на рисунке 2. Сегодняшние современные станки с ЧПУ в принципе используют те же элементы станка, хотя они больше не проявляются в структуре станка (рисунок 2). Характеристики фрезы, основные настройки станка и кинематические движения станка определяют получаемые поверхности зуба и могут быть выбраны таким образом, чтобы вносить преднамеренные изменения в сопряженную геометрию зуба. Эта возможность стала намного более сложной с появлением машин, управляемых компьютером (см. Ссылку 6).Три основных модификации зуба: продольное коронирование (Рисунок 3), профильное коронирование (Рисунок 4) и направление пути контакта (Рисунок 5), которое будет определено вкратце. Эти модификации выбраны с целью улучшения характеристик зубчатой передачи за счет лучшей адаптации шестерен к их статической и динамической рабочей среде. Эта среда будет включать в себя допуски на изготовление зубчатых колес, допуски на монтаж сборки, изменения монтажного положения, вызванные термическим воздействием, и отклонения монтажа из-за нагрузки.
Рисунок 1: A) Спирально-коническая шестерня и шестерняB) Представление зубчатого колеса для формирования изображений с помощью опоры и кругового инструмента Рисунок 2: A) Обычный спирально-конический / гипоидный зубчатый венец
B) Базовая структура конструкции колонны Phoenix® II Рисунок 3 Рисунок 4 : A) Профильная коронка
B) Взаимосвязь эффекта коронки с угловым положением Рисунок 5
Наши инженеры используют программное обеспечение Gleason TCA (Tooth Contact Analysis) для моделирования контакта конических и гипоидных зубьев шестерни при нагрузке испытательной машины.Нагрузка на испытательную машину обычно называется «холостая нагрузка», которая представляет собой небольшую нагрузку от трения и инерции шпинделя станка, а также от применения тормоза. TCA позволяет проводить предварительную оценку технических характеристик фрезы, настроек станка и желаемых модификаций до изготовления стружки. Входные данные для программы включают основные данные о зубчатом колесе, характеристики фрезы и средства указания модификаций. Нормали поверхностей зубьев шестерни и шестерни определяются математически, а сопрягаемые поверхности сводятся вместе.Обнаруживаются точки контакта на зубьях, и зубья шестерни увеличиваются через сетку, чтобы установить путь контакта (Рисунок 5). Угол, который этот путь образует относительно корневой линии, и есть вышеупомянутый путь направления контакта (рисунок 5). С каждой точкой контакта связан контактный эллипс, установленный предельным значением для разделения поверхностей (рис. 5). Сумма этих контактных эллипсов представляет собой площадь протирания (рисунок контакта зубьев), которая будет наблюдаться на деталях после их совместной работы в тестере качения зубчатых колес с легким нанесением состава для маркировки зубчатых колес на зубья.Представления рисунков контакта и изменения движения (погрешность движения) в зацеплении графически изображены в трех разных местах рисунка вдоль зуба, как описано на рисунке 6, для традиционной стороны привода (выпуклая шестерня / вогнутые сопрягаемые поверхности шестерни). Рисунок 7 — типичный результат.
Рисунок 6: Сторона привода (вогнутая шестерня / выпуклая шестерня) Рисунок 7: Пример выходного сигнала TCAна основе основ
Программа анализа контакта с нагруженными зубами (LTCA) основана на базе, предоставленной TCA.Блок-схема показана на рисунке 8. Эта программа позволяет вводить крутящие нагрузки и влияние жесткости корпуса (прогибы, если они известны, в противном случае используются значения по умолчанию). Статические смещения, которые могут возникнуть из-за теплового роста или для оценки чувствительности к допускам сборки, также могут быть введены.
Рисунок 8: Общая блок-схема LTCAПрограмма предназначена для моделирования воздействия приложенной нагрузки на опору начального зуба, в частности, путем прогнозирования того, где нагрузка переносится на зубья, результирующего пикового поверхностного контактного давления и влияния нагрузка на плавность передачи движения.
Для заданной нагрузки процедура состоит в том, чтобы сначала поместить шестерню и шестерню, рассматриваемые как твердые тела, в соответствующее смещенное положение, а затем определить точки контакта и кривые движения для всех возможных точек контакта зуба (рисунок 9). . Полученная кривая движения затем периодически повторяется с интервалом в один шаг, и определяется угловое разделение между последовательными кривыми (Рисунок 10). Для заданного крутящего момента делается предположение о распределении нагрузки для зубьев, применяется поверхностное сжатие из-за нагрузки Герца, применяется изгиб зуба, и вычисления повторяются до тех пор, пока тест не будет удовлетворен (все зубья в зацеплении имеют одинаковое угловое смещение) .Затем зубья шестерни увеличиваются на одну десятую шага, и процедура повторяется до тех пор, пока не будет пройден полный шаг. Рисунок 11) является типичным выходом.
Рисунок 9: A) Типичный график TCA — контакт от точки передачи к точке передачиB) График LTCA — контакт во всех возможных точках контакта Рисунок 10: Перекрывающиеся графики зубцов LTCA Рисунок 11: Типичный пример выходных данных LTCA
Другой способ визуализации коэффициента контакта и нагрузки Делится
Предположим, у вас есть спирально-скошенная конструкция с расчетным «общим коэффициентом контакта», равным 2.1, с разбивкой на «коэффициент контакта профиля», равный 1,0, и «коэффициент контакта в продольном направлении», равный 1,84. Что это на самом деле значит? Программа LTCA предоставляет способ визуализировать это. Как правило, при приложенной нагрузке, если смотреть на зуб коронного зубчатого колеса, контакт на традиционной приводной стороне начинается в придатке пятки, продвигается вдоль кромки вершины зубчатого колеса, перемещается по боковой поверхности зуба к корню, а затем выходит из зацепления в нижнем отделе зуба вдоль линия, соответствующая краю конца шестерни (Рисунок 12). В качестве пояснения, эти точки не являются точками контакта, как показано на TCA, а являются точками пикового давления для каждого контактного эллипса.Мы можем связать каждую точку на изображении зуба с точкой на кривых движения профиля (Рисунок 12). Угловое смещение кривой движения под нагрузкой представляет собой наматывание в системе. Этот виток указывает на то, что угловое разделение было закрыто на всех сегментах кривой профиля зуба, которые лежат выше кривой движения под нагрузкой, устанавливая, что контакт существует для любых точек, которые лежат на этих сегментах. Наблюдая это, мы можем проследить эти точки контакта вдоль кривых движения профиля и определить зоны распределения нагрузки, варьирующиеся по количеству пар зубьев в контакте (Рисунок 13).Эти зоны могут быть отражены обратно на график контакта зуба, чтобы показать, как количество пар зубьев в контакте изменяется, когда зуб катится через свой полный сектор зацепления (Рисунок 13).
Рисунок 12: Взаимосвязь между LTCA и кривыми движения Рисунок 13: Взаимосвязь между LTCA и кривыми движенияКоличество точек контакта, обнаруженных LTCA на зубе, может изменяться в зависимости от нагрузки. Поскольку интервал между последовательными точками контакта представляет собой приращение шага в одну десятую, можно ясно видеть, что коэффициент контакта также изменяется с нагрузкой.Полное передаточное отношение зубчатой передачи достигается только тогда, когда угловое разделение достаточно закрыто приложенной нагрузкой, чтобы все возможные точки контакта на зубе вошли в зацепление. Это становится очевидным, если взглянуть на диаграмму поверхностного давления на рис. 14. При нагрузке в 1000 фунтов имеется 11 точек контакта, представляющих 10 шага в одну десятую шага в зацеплении для коэффициента контакта 1,0. При 30 000 фунтов на квадратный дюйм достигается полное контактное отношение конструкции, когда имеется 21 шаг в одну десятую в зацеплении для коэффициента контакта 2.1. Позже мы увидим, что фактическое достигнутое отношение полного контакта не обязательно равно коэффициенту полного контакта, на который оптимально способна конструкция.
Рисунок 14: Коэффициент контакта в зависимости от нагрузки Рисунок 15: Информация LTCA, отображающая прогрессию контакта зубьев и распределение нагрузкиНа рисунке 15 информация, содержащаяся в выходных данных LTCA, представлена для выделения распределения нагрузки. Центральная колонка следует за зубом номер один на протяжении всего цикла зацепления. Для первых семи положений шага существует зона распределения нагрузки с двумя зубьями, при этом зуб номер один делает систему более жесткой, поскольку зуб номер два постепенно выходит из сетки.Зуб номер один независимо несет нагрузку в центре своего профиля для следующих трех положений шага. Затем зуб номер три входит в зацепление, чтобы придать системе жесткость в зоне контакта с двумя зубьями на протяжении семи шагов вращения, когда зуб номер один постепенно выходит из зацепления.
Заключение к этой статье будет опубликовано в выпуске журнала Gear Solutions за июнь 2005 г.
Список литературы
- «Влияние радиуса фрезы на спиральный скос и поведение при контакте с гипоидным зубом», Теодор Дж.Кренцер, Завод Глисона (AGMA 129.21), 1976
- «Понимание анализа контакта с зубами», The Gleason Works, 1981
- «Анализ контакта зубьев спиральных конических и гипоидных шестерен под нагрузкой», Теодор Дж. Кренцер, The Gleason Works, 1981.
- «Теория 6-осевого создания спиральных конических и гипоидных зубчатых колес с ЧПУ», The Gleason Works, 1989 г.
- «Phoenix II — будущее обработки и шлифования конических зубчатых колес», доктор Герман Штадтфельд, Gleason Works
- «Абсолютный график движения», Др.Герман Штадтфельд и Уве Гайзер, Работы Глисона, 1999 г.
Границы | Разработка модели культуры органа зуба in situ для исследования стоматологической и пародонтальной регенерации
Введение
Заболевания пародонта (Chenery, 2011) — шестое по распространенности заболевание в мире (Murray et al., 2012). Пародонтит от острого до тяжелого поражает около 64,7 миллиона человек только в США, 20% населения и 47% населения. в возрасте старше 30 лет (Eke et al., 2012).В Англии распространенность БП от легкой до продвинутой составляет 45 процентов, а распространенность продвинутой БП составляет 9 процентов (Chenery, 2011), которая обычно приводит к потере зубов. БП можно описать как многофакторное хроническое воспалительное заболевание, которое возникает, когда стойкие скопления микробов (налет) на границе раздела зуб-десна вызывают реакцию хозяина, которая может привести к разрушению аппарата прикрепления зубов («периодонта») (Nield- Гериг, 2008). Тяжесть БП варьируется от кровоточивости десен (гингивит) до потери прикрепления зубов из-за разрушения периодонтальной связки, потери альвеолярной кости и, в конечном итоге, до потери зуба.Растет число сообщений о связи между БП и системным заболеванием, включая такие разнообразные заболевания, как ревматоидный артрит и болезнь Альцгеймера [например (Kamer et al., 2008; Berthelot and Le Goff, 2010)]. Кроме того, симптомы БП могут усугубляться системными состояниями пациентов, такими как сахарный диабет 1 и 2 типа (Grossi and Genco, 1998; Highfield, 2009; Al-Mendalawi, 2010; Hsu et al., 2019). Хирургическое вмешательство требуется, когда БП прогрессирует и связана с потерей минерализованной ткани, включая дефекты альвеолярной кости.Эти типы хирургических вмешательств проводятся с целью стимулировать восстановление пародонта. Однако при более сложных трехслойных костных дефектах требуется костная пластика и управляемая регенерация тканей. Регенерация под контролем мембраны была успешной в сочетании с регенеративными агентами, такими как белок матрикса эмали (Pihlstrom et al., 1983; Dentino et al., 2013). Многие из современных многофазных методов лечения БП являются успешными, по крайней мере, в краткосрочной перспективе, но они ограничиваются восстановлением, а не регенерацией.Даже управляемая регенерация ткани (GTR) имеет сопутствующие осложнения, включая обнажение поддерживающей мембраны, приводящее к последующим инфекциям в 50% случаев (Villar and Cochran, 2010). Клиническая потребность в успешной долгосрочной регенерации пародонта сохраняется, и будущие стратегии лечения, основанные на подходах к тканевой инженерии, дают некоторую новую надежду (Villar and Cochran, 2010; Liu, 2019). В худшем случае может потребоваться операция по имплантации, чтобы заменить потерянный зуб. Успех этой линии лечения потребует остеоинтеграции и успешной регенерации кости вокруг имплантата, что также может зависеть от общего состояния здоровья пациента и сопутствующих заболеваний (Albrektsson and Albrektsson, 1987; Sarve et al., 2016; Гульельмотти и др., 2019). Успешные имплантаты у пациентов с сопутствующими заболеваниями, такими как остеопороз, могут потребовать костных трансплантатов или более совершенных стратегий регенерации кости (Erdogan et al., 2007; Vinci et al., 2019).
Современные модели доклинических испытаний для стратегий регенерации костей, зубов и пародонта имеют признанные ограничения. Модели In vitro , обычно клеточные монослои, лишены организационной сложности и физиологической нагрузки, испытываемой тканями пародонта in vivo (Павлин и Глухак-Генрих, 2001; Чуккапалли и Леле, 2018).В случае животных моделей морфология зубов и преобладающие силы нагрузки вместе с анатомией периодонтального прикрепления часто нерепрезентативны для пародонта человека (Ismaiel et al., 1989; Dannan, 2007; Struillou et al., 2010; Oz and Пулео, 2011). Кроме того, модели на животных могут быть связаны с этическими противоречиями и относительно дороги в доставке. Текущие модели ex vivo включают модели зубных и нижнечелюстных срезов (Smith et al., 2010; Sloan et al., 2013). Несмотря на то, что эти модели оказались чрезвычайно успешными в моделировании заживления и регенерации дентина и кости при здоровье и болезни (Smith et al., 2010; El-Bialy et al., 2011; Wan Hassan et al., 2012; Sloan et al., 2013), они по-прежнему ограничиваются тем, что по сути является участком периодонтальной связки.
Конечная цель этого исследования заключалась в разработке модели культуры органа in situ (т.е. внутри костной лунки) свиного зуба, которую можно было бы использовать в биореакторе, предназначенном для обеспечения соответствующей механической стимуляции тканей путем имитации жевательных циклов. и оргнатические силы.Целью настоящего исследования было сделать первый шаг к достижению этой модели путем разработки и проверки системы культивирования органов, способной поддерживать жизнеспособность и стерильность интактного свиного зуба in situ в течение до 4 дней, а также спроектировать биореактор для будущих применений.
Материалы и методы
Закупка тканей
Мандибулы с зубами in situ были изолированы от голов свиней породы Йоркшир Уайт в возрасте 22–26 недель в течение <2 часов после убоя на местной бойне.Процесс рассечения для получения зуба in situ в нижней челюсти проводили в асептических условиях в вытяжном шкафу с ламинарным потоком класса II; все ткани, которые не были включены в рассечение, были покрыты стерильными простынями. Первые моляры на каждой стороне нижней челюсти были изолированы внутри их костных лунок с помощью высокоскоростной электропилы, промываемой охлажденным PBS во время процедуры рассечения. Стандартизация размеров и поверхностей среза каждого зуба in situ образца была достигнута с использованием шаблонной оснастки, специально разработанной для этой цели (рис. 1A).Размер и вес образца, а также глубина пародонтального кармана были записаны для каждого зуба in situ образца, и любые образцы с глубиной пародонтального кармана> 3 мм были исключены (Рисунок 1B). Образцы были очищены с помощью электрической зубной щетки и зубной пасты, тщательно промыты с помощью водозаборника и сняты зубным скалером для удаления остатков пищи или отложений зубного камня. Чтобы избежать некроза пульпы в период культивирования органов и улучшить перфузию, ткань пульпы была полностью извлечена из пульпарной камеры и корневых каналов с помощью хирургической пульпэктомии с использованием стерильных хирургических боров (хирургические боры из нержавеющей стали с закругленными и трещиноватыми краями размером один) и эндодонтических файлов (нержавеющая сталь Kerr. стальной напильник K длиной 21–25 мм размеры 55–80).
Рисунок 1 . На изображении показано: Измерение глубины пародонтального кармана вокруг первого моляра перед диссекцией (A) : взятие мазков из десневой щели до (B) и после очистки (D) . Общий вид коренного зуба in situ в лунке после рассечения (вид сбоку) (C) . Изображения (E, F) : оттиск зубной замазки на коронке зуба, который используется в качестве колпачка для коронковой части зуба in situ, модель для приема нагрузки внутри биореактора.
Органная культура зуба
in situ ОбразцыСредние габаритные размеры заготовленного зуба in situ образцов (включая окружающую десну и кость) составляли 20 мм (Д) × 30 мм (Ш) × 35 мм (В) ± 1,5 мм (рис. 1А). Средняя масса образцов составила 13,04 ± 0,95 г. После сбора образцы зуба in situ были подвергнуты дальнейшей промывке, сначала в 0,2% хлоргексидина диглюконате, растворе для полоскания рта без спирта (Corsodyl®), разведенном 1: 1 в PBS в течение 10 минут, а затем в PBS, содержащем антибиотики [100 Ед. / мл пенициллин / стрептомицин (Lonza DE17-603E) + 2.5 мкг / мл амфотерицина B (Sigma A2942) + 50 мкг / мл гентамицина (Sigma G1272)] в течение 30 мин. Затем образцы предварительно культивировали в среде [DMEM с высоким содержанием глюкозы с добавлением 20% FBS (Lonza)], 100 ед. / Мл пенициллина / стрептомицина [Lonza DE17-603E), 2,5 мкг / мл амфотерицина B (Sigma A2942) и 50 мкг. / мл гентамицина (Sigma G1272)] в течение ночи при 37 ° C и 5% CO 2 . Среду меняли на следующий день, а затем через день в течение 4 дней в тех же условиях культивирования.
Оптимизация антибиотиков для минимизации инфекций в культуре
Чтобы определить лучшие смеси-кандидаты антибиотиков и оптимизировать их концентрацию в наших культурах, тесты на антимикробную чувствительность (Berendsen et al., 2009) проводили методом дисковой диффузии (Reller et al., 2009) на лужайках из бактериальных изолятов, культивированных на чашках с агаром Мюллера-Хинтона (Sigma − 70192) в аэробных (37 ° C и 5% CO 2 ) и анаэробный (37 ° C на [Анаэробной рабочей станции Whitely A45 (Don Whitely Scientific, Великобритания)], при 10% CO 2 , 80% N 2 , 10% H 2 , условия культивирования. Минимальные ингибирующие концентрации (Murray et al., 2012) также определялись с использованием метода определения мутности (Reller et al., 2009). Вкратце, серийные разведения антибиотиков добавляют к равным объемам бульона (5 мл), затем 10 мкл посевного материала добавляют к смеси бульон / антибиотик. Для определения минимальных концентраций антибиотиков, необходимых для предотвращения видимого роста микробов при инкубации в течение ночи, МИК была определена при снижении роста ≥80% по сравнению с контролем (Reller et al., 2009). Изоляты были получены путем взятия мазков из различных областей зуба in situ, иссеченных образцов с использованием стерильных эндодонтических бумажных штифтов (Dentsply, UK), МИК была определена для каждого из следующих антибиотиков с использованием определения мутности, как описано ранее (эритромицин, фузидовая кислота, Гентамицин, Пенициллин G, Тетрациклин, Ванкомицин) для полученных бактериальных изолятов.
Подтверждение инфекционного контроля зуба
in situ Культуры органовПосле определения оптимальной смеси антибиотиков культивирование органов проводили в течение ночи и до 4 дней с использованием выбранной смеси антибиотиков [100 Ед / мл пенициллин / стрептомицин (Lonza DE17-603E), 2,5 мкг / мл амфотерицина B (Sigma A2942) и 50 мкг / мл гентамицина (Sigma G1272)] и те же среды, описанные в разделе «Оптимизация антибиотиков для минимизации инфекций в культуре».Подтверждение инфекционного контроля в культурах проводилось с использованием стандартных микробиологических культур для аэробных и анаэробных бактерий и дрожжей на чашках с агаром, с использованием мазков ткани, взятых из различных областей зуба in situ образцов, как описано выше, как до, так и после очистки процедуры (рисунок 1).
Определение жизнеспособности тканей
Зуб in situ образцов были препарированы и очищены, как описано ранее. Жизнеспособность тканей пародонта из 2 образцов, взятых у одного животного (по одному с каждой стороны нижней челюсти), использовали для каждого эксперимента.Эксперименты повторяли 3 раза с образцами, полученными от 3 разных животных.
Определение жизнеспособности тканей с помощью анализа XTT
Свиной зуб in situ образцов были препарированы для отделения отдельных компонентов ткани, включая десны, PDL, альвеолярную кость и кортикальную кость, и жизнеспособность каждой взвешенной ткани была определена с использованием анализа XTT (набор Sigma Tox2-1) в соответствии с инструкциями производителя. инструкции с небольшими изменениями, соответствующими характеру исследуемых тканей (Elson et al., 2015). Вкратце, предварительно взвешенные ткани (десна, PDL, альвеолярная кость и кортикальная кость) были нарезаны на ~ 2 мм 3 кусочка и инкубированы в растворе XTT (1 мл) в течение 4 часов при 37 ° C в 5% (об. / v) CO2 в воздухе и раствор XTT удаляются и сохраняются. Затем продукт тетразолия экстрагировали из тканей диметилсульфоксидом (ДМСО; 0,5 мл; VWR Chemicals, Lutterworth, UK; код продукта 23500.297) в течение 1 часа. Растворы ХТТ и ДМСО затем объединяли перед считыванием оптической плотности трех образцов при 450 и 690 нм в 96-луночном планшете (Nunc A / S [Thermo Fisher Scientific], Роскилле, Дания; код продукта 269620) с использованием спектрофотометра для микропланшетов (Thermo Scientific , Fisher Scientific, Лафборо, Великобритания; модель Multiskan Spectrum) и SkanIt ™ RE для MSS 2.1 программное обеспечение (Thermo Software, Thermo Scientific). Поглощение при 690 нм вычитали из поглощения при 450 нм и рассчитывали на грамм ткани. Показания сравнивали через 1 и 4 дня культивирования органов.
Потребление глюкозы в зубах свиньи
in situ Образцы во время культивирования органов Уровни потребления глюкозыизмеряли в образцах кондиционированной среды, полученных из культур органов in situ зуба с использованием системы мониторинга GlucCell® (Cesco Bioengineering, Тайвань) в соответствии с инструкциями производителя.
Вкратце, свежие и кондиционированные образцы культуральной среды (30 мкл) пипеткой наносили на чистую гидрофобную поверхность в двух экземплярах и измеряли с помощью тест-полосок на глюкозу (Cesco Bioproducts; код продукта DGA050) в соответствии с инструкциями производителя. Средние показания использовались для расчета общей концентрации глюкозы в каждом образце. Концентрации глюкозы в кондиционированной среде вычитали из концентрации глюкозы в свежей среде, чтобы определить количество использованной глюкозы (мг).Затем это было разделено на массу ткани (г) и снова на количество дней в культуре, чтобы получить глюкозу (мг), используемую на грамм ткани в день в культуре (Elson et al., 2015). Это позволило провести сравнения между потреблением глюкозы через 24 часа (1 день) предварительной инкубации в среде, содержащей смесь антибиотиков, с потреблением глюкозы в том же зубе in situ образцов ( n = 3) через 4 дня культивирования органов. .
Гистология и анализ изображений
Зуб in situ образцов (рис. 1B), либо свежеприготовленные (сразу после иссечения нижней челюсти; n = 3), либо через 4 дня культивирования органов ( n = 3), были зафиксированы погружением в 10 % формалина с нейтральным буфером (NBF) перед продольным разрезом (короно-апикальное направление с проксимальной стороны) на 1.Ломтики толщиной 5 мм, используя секционный нож Accutome 5 (Struers, Ballerup, Дания). Срезы деминерализовали в 14% EDTA (pH 7,4) в течение 3 недель при встряхивании при комнатной температуре. Раствор ЭДТА меняли каждые 2–3 дня. После того, как полная деминерализация была подтверждена рентгеновскими изображениями, образцы заливали парафином и делали продольные срезы для получения срезов размером 5 мкм перед окрашиванием гематоксилином и эозином и просмотром с помощью светового микроскопа Nikon. Микрофотографии анализировали с помощью Nikon Elements System (Murray et al., 2012), версия 3 (Токио, Япония). Были использованы три случайных поля в каждом из 3-х секций для 3 различных образцов зубов in situ и соответствующие свежеприготовленные контрольные образцы, выделенные от одних и тех же животных. Каждое поле представляло собой центральную, мезиальную и дистальную поверхности образцов. Гистологический вид десны, PDL и альвеолярной кости сравнивали для всех образцов (всего 36 полей / зуб in situ или свежий контрольный образец). Кроме того, измеряли толщину PDL в средней части корня, а также общее количество клеток и кровеносных сосудов в PDL и альвеолярной кости.Полученные данные сравнивали для тканей, полученных из культур органов, с данными, полученными из свежеприготовленных контролей.
Моделирование диффузии на основе пористости тканей
Чтобы получить информацию о возможных путях диффузии питательных веществ, кислорода и метаболических отходов в системе культивирования органов, был проведен анализ изображений для создания карты диффузии тканей. Коренной зуб свиньи с окружающей пародонтальной связкой и неповрежденной костью был вырезан из нижней челюсти, как описано ранее, и сканирован с помощью микрокомпьютерной томографии (microCT100, Scanco Medical, Brüttisellen, Швейцария) в 49 лет.Разрешение 2 мкм (параметры теста: 70 кВпик, 114 мкА, 300 мс). Срез изображения microCT был взят из корональной плоскости для обработки изображения (рис. 2). Обработка изображений проводилась с использованием программного обеспечения для редактирования фотографий (Coral PaintShop Pro Photo XI, Оттава, Канада) и Matlab (Mathworks, Натик, Массачусетс, США) с целью создания двухмерной карты, объединяющей пористость кости из изображения microCT и контурных линий. представляет глубину ткани. Контурные линии глубины ткани отражали расстояние от десневого эпителия или нижнечелюстного канала.Карта пористости из изображения microCT была объединена с контурной картой глубины ткани для создания комбинированной карты диффузии ткани, которая могла бы прогнозировать диффузию среды в областях, которые, как известно, трудно перфузировать из-за толщины кости и более высокой плотности кости.
Рисунок 2 . Двумерный срез компьютерной томографии премоляра свиньи. Оттенки серого пропорциональны плотности кости, поэтому изображение используется в качестве карты пористости, где черным цветом показано внеклеточное пространство, а серым оттенком показаны различные плотности твердой кости (A) .Премоляр свиньи перед тестом на диффузию чернил (B) .
Кортикальная кость (кортикальная оболочка) нижней челюсти, окружающая альвеолярную кость, считалась непроницаемой снаружи, поэтому диффузия не моделировалась из внешней корковой оболочки. Три точки входа диффузии в ткань были идентифицированы как две точки на соединительном эпителии и одна на нижнем альвеолярном канале. Контурное картирование было выполнено из этих трех точек входа, каждый контур составлял 1 мм.Процентная пористость для каждого пикселя шкалы серого рассчитывалась с использованием Matlab, причем кортикальная кость и воздух представляли два конца шкалы (нулевая пористость и 100% пористость соответственно).
Карты пористости и контурные карты были объединены для создания взвешенной контурной карты для каждого входа по формуле:
• ∑Контурная полоса # × Размер пикселя (мм) Пористость (%)Формула показывает, что в любой области чем ниже пористость (т. Е. Чем плотнее кость), тем больше количество контурных полос.Три карты входов были объединены для создания единой карты взвешенных значений пористости.
Контурная карта диффузии ткани была протестирована экспериментально для проверки с использованием свиной ткани и теста тушью в растворе PBS. Четыре первых коренных зуба свиней были вырезаны из нижней челюсти и очищены. Нижняя часть нижнечелюстного канала была залита полиметилметакрилатным (ПММА) костным цементом (рис. 2), помещена в раствор индийских чернил (одна часть чернил на три части PBS) и оставлена для диффузии на 18–21 час.Краситель промывали PBS и кость разрезали в коронарной плоскости с помощью высокоточной пилы для кости с алмазным наконечником (Exakt boneaw, OK, США).
Конструкция биореактора
Блок биореактора был изготовлен из полиэфирэфиркетона (PEEK) и стерилизован в автоклаве. Конструкция состояла из внешнего контейнера и внутреннего съемного пористого держателя образцов, куда образцы in situ были помещены после процесса очистки ткани и закреплены с помощью установочных винтов. Держатель образца был разработан так, чтобы имитировать нижний альвеолярный канал, где обмен питательных веществ происходит физиологически (рис. 3A, B).Блок биореактора содержал вход и выход (рис. 3C) в основании для смены среды и отбора проб среды, которые проводились каждые 48 ч до завершения теста. Для передачи механической нагрузки посредством жевательной силы после пульпэктомии была изготовлена слепочная форма зуба с использованием силиконового материала для снятия слепков (замазки) (Zhermack, Badia Polesine, IT) (рис. 1D, E), который затем стерилизовали в автоклаве и помещали как загрузочная крышка на образце в биореакторе. Силиконовая форма имела форму коронки зуба, что позволяло распределять нагрузку, которая, как считается, больше способствует жеванию, чем точечная нагрузка.Отверстие в центре загрузочной крышки позволяло среде проникать в корневой канал зуба. Биореактор герметизировали с помощью проницаемой полупрозрачной мембраны (OPSITE®, Smith and Nephew, Hull, UK) (рис. 3C) для поддержания стерильной среды. Таким образом, загрузка через загрузочную крышку была возможна с OPSITE® в качестве стерильного барьера между механической системой загрузки и загрузочной крышкой и зубом.
Рисунок 3 . Микробиологические культуры бактериальных изолятов из тампонов из бумажных точек, взятых из органной культуры зубов in situ в свежеотрезанных образцах перед очисткой и промывкой, бактериальные изоляты были серийно разведены (10 -1 -10 -6 ) и культивированы в аэробных условиях. (A) и анаэробные (B) условия.Культуры бактериальных изолятов из тампонов, взятых из органной культуры после очистки и промывания антибиотиками в течение ночи, были серийно разведены (10 -1 -10 -6 ) и культивированы в аэробных условиях (C) и анаэробных (D ) условий культивирования, показали полное отсутствие инфекции в чашках, культивированных после очистки и промывки в течение ночи антибиотиками. Аэробные и анаэробные культуры для тампонов с бумажными остриями, взятых из зубов in situ (E) и аэробного и анаэробного ростового бульона для сред, используемых для культивирования зуба in situ (F) , подтверждающих отсутствие контаминации и бактериальных инфекций через 4 дня в культуре.Изоляты культивировали в аэробных условиях, показанных в (A, C, E, G) , и в анаэробных условиях в (B, D, F, H) .
Механическая нагрузка прикладывалась через плоскую плиту, прикрепленную к одноосной раме для механической нагрузки (Instron, Норвуд, Массачусетс, США) (рис. 3D). Зуб предварительно подвергали циклическому воздействию от -5 до -45 Н при 0,25 Гц в течение 10 циклов, затем нагружали с частотой 1 Гц от -5 до -100 Н ± 2,6% синусоидально в течение 1400 циклов. Чтобы проверить механическую целостность силиконового загрузочного колпачка, был проведен режим нагрузки, при котором загрузочный колпачок был помещен на структуру зуба в нестерильном испытании и механически нагружен, как описано.Один образец был успешно загружен.
Испытание на стерильность проводилось со средой без образца, проверкой стерильности биореакторной системы и силиконового загрузочного колпачка в течение 4-дневного периода. Мазки были взяты из разных мест и компонентов системы (силиконовая загрузочная крышка, вход, выход, держатель образца и камера биореактора) для культивирования аэробных и анаэробных бактерий. Кроме того, стерильность против аэробных и анаэробных бактерий была проведена для одного образца in situ при загрузке.
Проверка жизнеспособности тканей зуба in situ на модели после 4 дней культивирования с зубным замазочным колпачком и в биореакторе была подтверждена с помощью XTT для всех тканей.
Статистический анализ данных
Данные о жизнеспособности тканей (XTT и потребление глюкозы) и гистоморфометрические анализы были проанализированы с использованием Anova с последующим апостериорным тестом Tuckey в программном обеспечении Graph Pad prism версии 6.
Результаты
Инфекционный контроль в органных культурах
Уровни инфицирования до очистки (контроли) и после культивирования органов в течение 1 и 4 дней показаны на Рисунке 4.Отобранная смесь антибиотиков в определенных концентрациях, определенных с помощью анализов MIC и AMST, оказалась способной поддерживать высокий уровень инфекционного контроля, как показано на Рисунке 4. Начальная микробная нагрузка (выделенная путем взятия мазков с разных участков органной культуры, как описано в разделе Подтверждение инфекционного контроля зуба ( in situ ( Культуры органов и определение жизнеспособности тканей) перед очисткой) составляло 38 × 10 4 колониеобразующих единиц (КОЕ) / мл в изолятах, культивированных из мазков в аэробных условиях, тогда как в анаэробных условиях. , микробная нагрузка составила 33 × 10 4 КОЕ / мл.Наш оптимизированный метод очистки и оптимизированный выбор и концентрация антибиотиков показали, что устраняют аэробные и анаэробные инфекции в 90% случаев после культивирования в течение ночи и до 4 дней культивирования (ноль КОЕ / мл). Рис. 4. Десять процентов образцов. показали смешанные аэробные и анаэробные инфекции во время или в конце 4-дневного культивирования.
Рисунок 4 . Анализы жизнеспособности клеток, подтверждающие сохранение жизнеспособности клеток во всех компонентах зуба in situ культуры органа (альвеолярная кость, компактная кость, PDL и десна) после 4 дней культивирования по сравнению с ночными контрольными образцами с использованием анализа жизнеспособности XTT ( n = 3) (А) .Анализ потребления глюкозы, рассчитывающий процент потребления глюкозы в день культивирования и подтверждающий жизнеспособность органной культуры по сравнению с ночными (D0) контролями ( n = 3) (B) .
Дрожжевые культуры были отрицательными как до, так и после чистки в 100% образцов культуры органа in situ зуба.
Подтверждение жизнеспособности тканей органной культуры
ПоглощениеXTT при 450 нм после вычитания фона при 690 нм рассчитывали / г ткани / мл среды.Измерение XTT показало продукцию тетразолия тканями как показатель жизнеспособности и метаболизма. Xtt измеряли в ночном контроле и в 4-дневных органных культурах. XTT измеряли отдельно для каждой ткани, которая составляла модель свиного зуба in situ (на месте) (десна, PDL, альвеолярная и кортикальная кость).
Не было значимой разницы в абсорбции XTT / г ткани / мл среды между тканями, полученными из зуба in situ образцами, которые находились в органной культуре в течение 4 дней, и контрольными образцами, выделенными от того же животного, которые инкубировались в предварительном режиме. культура (только в течение ночи) (рис. 5А).Однако PDL показал самую высокую жизнеспособность клеток из всех тканей, за которыми следовала десна в контроле и через 4 дня культивирования. В то же время альвеолярная и корковая кость показали самые низкие показатели жизнеспособности в обоих временных точках.
Рисунок 5 . Изображения с помощью светового микроскопа окрашенных H&E срезов для следующих тканей / областей: щечная костная пластина в свежих контрольных образцах (A) и в культуре органа зуба in situ (4 дня культивирования), образцы (B) , язычная кость пластины в свежих контрольных образцах (C) и в органной культуре зуба in situ образцов (D) , PDL (P), прикрепленный между корнем зуба (r) и альвеолярной костью (a) в свежих контрольных образцах (E ) и в образцах in situ зуба в органной культуре (F) и области прикрепления пародонта в области разветвления корней (b) в свежих контрольных образцах (G) и в зубе in situ органной культуры (H) .Ткань десны в свежих контрольных образцах (I) и в тестовых образцах органной культуры (J) . Все изображения показали сохранение структуры зуба in situ после 4 дней культивирования по сравнению со свежими контрольными образцами от того же животного, за исключением ткани десны, эпителий которой был удален во время гистологического препарирования.
Что касается потребления глюкозы, мы изучали уровни глюкозы вместе в кондиционированных средах, выделенных из культур органов в 4 временных точках (ночной контроль (D0), день 1, день 2 и день 4), которые предлагали показатель общей жизнеспособности весь зуб in situ органная культура в разные моменты времени культивирования, а не жизнеспособность отдельных тканей.Не было значительных различий в кондиционированной среде для потребления глюкозы, полученной в 4 различных временных точках (ночной контроль, 1 день, 2 дня и 4 дня). Зуб in situ. Образцы инкубировали в течение ночи (контрольные) и кондиционированную среду, полученную из зуба . in situ органных культур через 4 дня (рис. 5В). Однако наблюдалось снижение потребления глюкозы на 2-й день по сравнению с контролем, 1-й и 4-й день. В то же время самый высокий процент потребления глюкозы наблюдался в 1-й день.
Сравнение гистологического внешнего вида зуба
in situ Культуры органов со свежевыделенными контрольными тканямиМы проверили наличие каких-либо признаков некроза тканей, связанных с методами, использованными в органной культуре зуба in situ образцов через 4 дня с использованием гистологической оценки. Изображения с помощью световой микроскопии срезов зуба in situ образцов, окрашенных гематоксилином и эозином, не показали видимых признаков некроза тканей после культивирования органов в течение 4 дней.Гистологический вид как альвеолярной, так и кортикальной кости язычной и щечной пластинок нижней челюсти, по-видимому, не изменился после культивирования по сравнению со свежеприготовленными контролями (Рисунки 6A – F). Толщина и структура пародонтальной связки в зубе in situ образцов после 4 дней культивирования органов также были аналогичны таковым из свежеприготовленных контролей (рисунки 6E, F). Кость и структура пародонта в области раздвоения корня моляра были очевидно здоровыми для образцов зуба in situ после 4 дней культивирования органов и были напрямую сопоставимы по внешнему виду со свежеприготовленными контролями (Фигуры 6G, H).Ткань десны была неповрежденной и схожей в образцах, полученных из органной культуры и свежеприготовленных контролей, но внешний ороговевший эпителиальный слой, по-видимому, был потерян в зубе in situ образцов, которые подверглись органной культуре, что могло быть связано с образцом манипуляции во время гистологической подготовки (Рисунки 6I, J).
Рисунок 6 . Контурная карта глубины ткани, демонстрирующая расстояние, которое среда должна будет диффундировать в ткань из трех точек входа среды, показанных отдельно (слева, посередине и справа) .Каждая контурная линия обозначает глубину 1 мм от входа материала (стрелка).
Гистоморфометрический анализ зуба
in situ Образцы по сравнению со свежевыделенным контролемЧтобы обеспечить более подробное и количественное сравнение между тканями в контроле и образцами зубов in situ после 4 дней культивирования органов, мы провели гистоморфометрический анализ гистологических срезов, как описано ранее в разделе «Моделирование диффузии на основе пористости тканей».Не было значительных различий между средним количеством клеток в поле PDL размером 1 мм 2 и альвеолярной кости в образцах in situ , культивируемых в течение 4 дней, по сравнению со свежими контролями. Среднее количество кровеносных сосудов и средняя толщина PDL в середине корня также не показали значительных различий между 4-дневными культурами органов и свежими контролями. Однако количество клеток и толщина PDL показали увеличение в культуре органа зуба in situ по сравнению со свежими контролями.Тем не менее, количество кровеносных сосудов в тканях PDL было немного меньше в органной культуре по сравнению со свежим контролем. Принимая во внимание, что количество клеток и кровеносных сосудов в кости было очень похожим как в органной культуре, так и в свежем контроле. Данные гистоморфометрического анализа приведены в таблице 1.
Таблица 1 . Гистоморфометрический анализ гистологических срезов свежих контролей и органной культуры зуба in situ образцов, культивированных в течение 4 дней.
Моделирование перфузии зуба
in situ Ткани в культуре органовКарта пористости из изображения микро-КТ (Рисунок 2) и контурная карта глубины ткани (Рисунок 7) были объединены для создания карты прогнозируемой диффузии ткани (Рисунок 8).Области с самой толстой кортикальной костью и областью бифуркации указывают на самые медленные скорости диффузии или самые дальние области для средней досягаемости (Рисунок 8). Карта диффузии ткани предсказывала, что образцы зуба in situ будут перфузированы средой, хотя и с разной скоростью в одной и той же ткани (Рисунок 8). Предполагалось, что области с самой толстой кортикальной костью вместе с областью бифуркации будут иметь самые низкие скорости диффузии и / или будут самыми дальними областями для средней досягаемости.Тест диффузии индийской туши показал полную диффузию через десну через 18–21 час и подтвердил области медленной диффузии, которые были похожи на карту диффузии ткани (рис. 8).
Рисунок 7 . Комбинированная контурная карта пористости, определяющая труднодоступные области для диффузии, где шкала от HI до LO указывает прогнозируемую диффузию от высокой до низкой, соответственно (A) . Тест диффузии индийских чернил демонстрирует области с низкой диффузией (B) , которые соответствуют контурной карте пористости (пунктирные круги).
Рисунок 8 . Схема конструкции биореактора, способного вместить единственный первый моляр свиньи на месте . Зуб на месте устанавливается на держателе образца (A) . Силиконовые трубки соединяют вход и выход, позволяя газам и среде течь (B) . Фотография биореактора, закрытого OPSITE®, мембраной для поддержания стерильности культуры и показывающая вход и выход, необходимые для смены среды в асептических условиях (C) .Фотография биореактора в режиме нагрузки, воспроизводящего суточную жевательную активность (D) . Режим предварительного нагружения составлял от -5 до -45 Н синусоидальной волны при 0,25 Гц в течение 10 циклов, а режим нагружения составлял от -5 до -100 Н при 1 Гц в течение 1400 циклов.
Тестирование биореактора
Бактериальные мазки, взятые из разных мест и компонентов системы (силиконовая загрузочная крышка, вход, выход, держатель образца и камера биореактора) для аэробных и анаэробных бактериальных культур, не показали роста, что подтверждает стерильность.
Целостность загрузочного колпачка была проверена на структуре зуба с использованием режима нагрузки в нестерильном тесте, показавшем, что силиконовый загрузочный колпачок не был структурно поврежден нагрузкой (Рисунок 9), испытанные образцы с использованием замазочного колпачка в статической культуре без нагрузки подтвердились. для поддержания жизнеспособности всех тканей по сравнению с культурами без замазки (рис. 9C).
Рисунок 9 . Показаны прозрачные аэробные (A) и анаэробные (B) бактериальных культур мазков (образцов), взятых из различных частей биореактора и из сред, а также из тканей, подтверждающих стерильность после 4 дней культивирования, в течение которых применялся режим загрузки .Жизнеспособность ткани была подтверждена после 4 дней статического культивирования в биореакторе при наличии замазки и отсутствии замазки для зуба in situ Модель ( n = 3) (C) и график, подтверждающий жизнеспособность клеток после применения режима загрузки в биореакторе и выдерживания культуры в течение 4 дней ( n = 1) (D) .
Один образец in situ был успешно загружен и сохранил стерильность против аэробных (рис. 9A) и анаэробных (рис. 9B) бактерий и жизнеспособности тканей по сравнению с незагруженными образцами (рис. 9D).Однако в некоторых экспериментах с нагрузкой были случаи заражения аэробными бактериями, особенно в мазках, взятых из замазки и десневой щели (результаты не показаны).
Обсуждение
Было показано, что регенеративный подход к лечению БП потенциально превосходит существующие нерегенеративные клинические методы лечения (Dentino et al., 2013). Однако для проведения доклинических исследований, необходимых для разработки инновационных технологий регенерации пародонта, а также для тестирования остеоинтеграции имплантатов, должна быть доступна подходящая модель. ex-vivo , весь зуб, in situ , трехмерная модель культуры органов, которая поддерживает сложность и взаимосвязь самых разных тканей зуба и его пародонта и которая может подвергаться физиологической нагрузке. быть идеальным. В такой модели в идеале будут использоваться зубы, максимально приближенные по размеру и архитектуре к человеческим зубам. Однако разработка такой модели сталкивается с серьезными проблемами в поддержании жизнеспособности тканей и особенно в достижении стерильности, учитывая, что ротовая полость является нестерильной средой, а микробная нагрузка очень высока.
Наши основные цели при разработке предлагаемой модели свиного зуба in situ состояли в том, чтобы поддерживать жизнеспособность тканей для всех различных тканей пародонта и окружающей кости, а также защищать культуру органов от микробного загрязнения в течение короткого периода культивирования в 4 дня. . Для этого была успешно разработана методология, состоящая из серии этапов промывки, предварительного культивирования в среде и выбора антибиотика, основанного на знании микробиома пародонта, оптимизированного коктейля антибиотиков, который, как было показано, поддерживает стерильность культур органов в 90% образцов за 4-дневный период культивирования.
Чтобы определить жизнеспособность тканей в образцах органной культуры, мы использовали оба анализа XTT для определения метаболической активности в отдельных тканевых компонентах пародонта вместе с анализом для определения потребления глюкозы в культуральной среде органа. Этот последний анализ был разработан не только как проверка результатов XTT, на которые может повлиять любое микробное загрязнение, но также как прелюдия к будущему онлайн-мониторингу жизнеспособности, когда модель культуры органов переносится в биореактор, который будет применять физиологически подобную нагрузку. (Ссылка Элсона и др., См. Ранее).Гистологический вид зуба in situ образцов после 4 дней культивирования органов дополнительно подтвердил жизнеспособность модели без признаков некроза ни в одной из тканей (остеокластическая активность была обнаружена как в свежеприготовленных контролях, так и в культуре органов. образцы).
Sloan et al. (1998) впервые применили культуру органов для тканей зуба, успешно разработав модель среза резцов крысы, которую культивировали в течение 14 дней на границе раздела воздух-жидкость, показывая, что комплекс дентин-пульпа оставался морфологически неповрежденным на протяжении всего периода культивирования.Кроме того, в модели наблюдалось образование дентина, что указывает на жизнеспособность и нормальный гистогенез (Sloan et al., 2013). Однако эта ранняя модель не включала нижнечелюстную кость или периодонтальную связку и поэтому не подходила для использования в пародонтологии. Smith et al. (2010) разработали модель ex vivo среза нижней челюсти крысы для исследования ремоделирования и восстановления кости, включая периодонтальную связку. Поддержание различных типов клеток и структуры ткани наблюдалось в течение 21-дневного периода культивирования, но через 21 день наблюдалось значительное снижение количества клеток (Smith et al., 2010). Обе модели, несмотря на успех в изучении восстановления костей, были основаны на толстых срезах, а не на интактных зубах in situ в нижней челюсти и отличались от человеческих зубов и пародонта с точки зрения физиологии пародонта, поскольку грызуны характерная привычка грызть. Другим недостатком этих моделей грызунов для нашей собственной долгосрочной цели был размер среза зуба / или нижней челюсти, который составлял всего 2 мм по сравнению с нашими собственными образцами, толщина которых составляла около 30 мм, что больше напоминало человеческую ситуацию, несмотря на то, что достигнут краткосрочный период культивирования.
Сама сила нашей модели зуба in situ на свинье с точки зрения ее размера и более точного представления физиологии зубов, ориентации тканей и пространственной организации, представляет собой огромную проблему с точки зрения поддержания жизнеспособности тканей в культуре. Мы выбрали свиные зубы, потому что они имеют общий размер, морфологию, силу жевания и физиологию PDL, то есть такие же, как у людей, и у свиней также развивается спонтанная БП (Bousdras et al., 2006; Sonoyama et al., 2006; Лю и др., 2008). Кроме того, эти зубы относительно легко получить сразу после убоя животных на пищу, что соответствует принципам сокращения, очистки и замены животных, разводимых специально для исследовательских целей.
Кроме того, костные ткани свиней похожи на ткани человека по профилю остеогенных генов, что сделало их подходящим кандидатом для клинического использования в качестве ксенотрансплантата для увеличения и регенерации альвеолярной кости при заживлении лунок и приживлении имплантата (Crespi et al., 2011а, б).
Для дальнейшего понимания возможностей использования свиного зуба in situ в длительные периоды культивирования мы разработали методологии онлайн-моделирования, а также 3D-визуализации и диффузионного моделирования, которые ранее не использовались в качестве дополнения к культуре органов интактных животных. зубы и пародонт. Поскольку ex vivo ткань, поддерживаемая в органной культуре, зависит от диффузии питательных веществ и газообмена, чем больше толщина ткани, тем выше риск некроза ткани, приводящего к гибели клеток.Ожидается, что скорость диффузии среды для культивирования тканей будет зависеть от пористости кости; поэтому была создана комбинированная контурная карта пористости, в которой учитывались скорости диффузии из тканей десны и нижнечелюстного канала. Карта пористости была получена из среза КТ-изображения (рис. 2), где значение шкалы серого кости на КТ-изображениях прямо пропорционально минеральной плотности и является хорошим индикатором пористости кости (Cooper et al., 2007).
Прогностическая ценность двухмерной карты диффузии тканей была подтверждена путем тестирования диффузии индийских чернил с трехмерными образцами свиней в нашей системе культивирования.Контурное отображение пористости, используемое для прогнозирования карты диффузии ткани, предсказало области медленной диффузии, выявленные в последующем тесте чернил (рис. 8). Это дало некоторую уверенность в том, что контурное картирование пористости может предсказать пути диффузии в ткани десны и кости. Этот метод учитывает два физических параметра, влияющих на диффузию: расстояние до внешней среды (толщина ткани) и пористость (определяемая на основе плотности кости). Однако карта диффузии не учитывает градиенты концентрации или химические взаимодействия между тканями и жидкостями.
Полная перфузия тканей десны, наблюдаемая в тесте с чернилами и смоделированная на нашей карте диффузии тканей, правильно предсказала, что не будет проблем с жизнеспособностью клеток из-за нехватки питательных веществ из среды в нашей модели зуба in situ . Данные о жизнеспособности этих тканей по сравнению с некультивированными контролями подтвердили, что это действительно так. Наши модели также предсказали, что плотная кортикальная костная ткань, где плотность клеток низкая, будет испытывать медленные скорости диффузии, что может оказаться проблематичным, если периоды культивирования будут увеличены.Не было очевидной потери жизнеспособности в этих областях за 4 дня, использованные в наших исследованиях.
Наличие соответствующей модели интактного зуба in situ культуры органа является важным предварительным условием для перехода в среду биореактора для завершения любого физиологического моделирования и, таким образом, тестирования любых регенеративных вмешательств в модели. Известно, что физиологическая нагрузка на зуб имеет первостепенное значение для здоровья, гомеостаза и ремоделирования как PDL, так и альвеолярной кости (Jiang et al., 2016; Чуккапалли и Леле, 2018). В имеющихся моделях срезов зубов и нижней челюсти этот элемент физиологической нагрузки отсутствовал (Sloan et al., 1998; Pavlin, Gluhak-Heinrich, 2001; Mavropoulos et al., 2005; Milne et al., 2009; Choi et al., 2011). ). Однако система нижнечелюстных срезов, разработанная Smith et al. (2010), был недавно изменен, чтобы включать применение ортодонтической растягивающей нагрузки с использованием дуги проволочной пружины (Wan Hassan et al., 2012). Группа также исследовала использование импульсного ультразвука низкой интенсивности для стимуляции ремоделирования костей и PDL под действием ортодонтических сил (El-Bialy et al., 2011). В других исследованиях была предпринята попытка смоделировать пародонтальный комплекс с использованием PEAK (полиарилэфиркетон), чтобы представить кость и пародонтальную связку, чтобы изучить влияние механической нагрузки на клетки PDL in vitro (Berendsen et al., 2009), и были сообщения об исследованиях эффект растяжения на клетки PDL в монослойной системе (Oortgiesen et al., 2012). Такие модели могут подходить для построения тканевой инженерии или исследования эффекта механической нагрузки на клеточном уровне, но они не подходят в качестве имитационных моделей.Наша группа недавно разработала биореактор, способный загружать наш свиной зуб in situ для имитации нормальных физиологических сил оргнатических сил, включая программируемые циклы жевания. Следующим нашим шагом будет перенос органной культуры в этот биореактор.
Рецидив инфекции в некоторых случаях после применения режима нагрузки мог быть вызван механической нагрузкой, что клинически обнаруживается в случаях краевой протечки зубных реставраций (Хвостенко и др., 2015). Однако нам удалось успешно загрузить один образец в биореактор, сохранив при этом стерильность и жизнеспособность тканей.
Длительное культивирование может быть ограничением в нашей модели свиного зуба in situ из-за анатомического размера и сложности тканей, это еще предстоит проверить. Однако представленные здесь данные являются многообещающими для дальнейшего развития модели для исследования тканевой инженерии и регенеративных стратегий для восстановления пародонта и даже интеграции дентальных имплантатов Osseo.Простые модификации режима загрузки и небольшая структурная модификация этого биореактора расширит использование этого биореактора для других приложений, таких как ортодонтические модели in vitro, , модели регенерации костей и тестирование биоматериалов.
Заключение
Разработана новая модель культуры органа in situ свиного зуба. Стерильность, жизнеспособность тканей и структурная морфология тканей поддерживались в культуре органов в течение 4 дней. Параллельно с этим, in silico, моделирование путей диффузии в тканях оказалось способным предсказывать области медленной и быстрой перфузии.Биореактор был разработан для размещения органной культуры и обеспечения возможности загрузки в будущем. Будущие перспективы этой модели включают тестирование регенеративных методов лечения костной ткани и PDL, включая терапию на основе стволовых клеток, в дополнение к исследованию привлечения стволовых клеток и клеточных реакций на воспаление и биоматериалы.
Заявление о доступности данныхНеобработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.
Заявление об этике
Этическая экспертиза и одобрение не требовалось для исследования на животных, потому что мы использовали трупные головы свиней с бойни, и для этого не требовалось никакого этического одобрения.
Взносы авторов
RE-G, SJ, SL и KE способствовали дизайну исследования, лабораторным работам, а также написанию и редактированию рукописей. RE-G, SJ и SL вносят равный вклад в эту рукопись как первые авторы. JT, RH, EI и JK внесли свой вклад в дизайн исследования, написание и пересмотр рукописи.Все авторы соглашаются нести ответственность за содержание работы.
Финансирование
Эта работа финансировалась через WELMEC, Центр передового опыта в области медицинской инженерии, финансируемый Wellcome Trust и EPSRC в рамках гранта № WT 088908 / z / 09 / z.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить доктора Туи До и г-жуШабнуму Рашиду за помощь и руководство в разработке микробиологических методов.
Список литературы
Альбректссон, Т., и Альбректссон, Б. (1987). Остеоинтеграция костных имплантатов: обзор альтернативного способа фиксации. Acta Orthop. Сканд . 58, 567–577. DOI: 10.3109 / 17453678709146401
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Берендсен, А. Д., Смит, Т. Х., Вальбумерс, Х. Ф., Эвертс, В., Янсен, Дж. А., и Бронкерс, А.Л. (2009). Трехмерная модель нагрузки для регенерации пародонтальной связки in vitro . Tissue Eng. C Методы 15, 561–570. DOI: 10.1089 / ten.tec.2008.0336
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bousdras, V. A., Cunningham, J. L., Ferguson-Pell, M., Bamber, M. A., Sindet-Pedersen, S., Blunn, G., et al. (2006). Новый подход к измерению силы укуса у модели свиньи in vivo . Внутр. J. Oral Maxillofac.Surg. 35, 663–667. DOI: 10.1016 / j.ijom.2006.01.023
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ченери, В. (2011). «11: исследование стоматологического здоровья взрослых, 2009 г. — основные выводы в Англии», Информационный центр здравоохранения и социального обеспечения NHS , ред. И. О’Салливан и Д. Ладер.
Google Scholar
Чой, Дж. У., Араи, К., Исикава, М., Симода, С., и Накамура, Ю. (2011). Деградация волоконной системы и снижение уровня периостина и фактора роста соединительной ткани в периодонтальной связке зубов при отсутствии жевательной нагрузки. J. Periodont. Res. 46, 513–521. DOI: 10.1111 / j.1600-0765.2011.01351.x
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Купер Д., Турински А., Сенсен К. и Халлгримссон Б. (2007). Влияние размера вокселя на 3D micro-628 CT анализ пористости кортикальной кости. Calcif. Ткань Инт . 80, 211–219. DOI: 10.1007 / s00223-005-0274-6
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Креспи, Р., Каппаре, П., и Герлон, Э.(2011a). Сравнение обогащенного магнием гидроксиапатита и свиной кости при заживлении экстрактивной лунки человека: гистологическая и гистоморфометрическая оценка. Внутр. J. Oral Maxillofac. Имплантаты 26, 1057–1062.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Креспи, Р., Каппаре, П., Романос, Дж. Э., Мариани, Э., Бенаскиутти, Э. и Герлоне, Э. (2011b). Кортикоканковая свиная кость в заживлении лунок после экстракции человека: сочетание гистоморфометрии с профилями экспрессии гена остеобластов in vivo . Внутр. J. Oral Maxillofac. Имплантаты 26, 866–872.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Даннан, А.А.Ф. (2007). Модели на животных в исследованиях пародонта: мини-обзор литературы. Интернет J. Vet. Med. 5, 1–9. DOI: 10.1016 / j.heliyon.2019.e01991
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Эке, П. И., Дай, Б. А., Вей, Л., Торнтон-Эванс, Г. О., Дженко, Р. Дж., И Cdc, рабочая группа по эпиднадзору за пародонтальными заболеваниями: Джеймс Бек, GDRP.(2012). Распространенность пародонтита у взрослых в США: 2009 и 2010 годы. J. Dent. Res. 91, 914–920. DOI: 10.1177 / 0022034512457373
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Эль-Биали Т., Лам Б., Алдагрир С. и Слоан А. Дж. (2011). Эффект импульсного ультразвука низкой интенсивности в ортодонтической модели 3D ex vivo . J. Dent. 39, 693–699. DOI: 10.1016 / j.jdent.2011.08.001
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Элсон, К.М., Фокс, Н., Типпер, Дж. Л., Киркхэм, Дж., Холл, Р. М., Фишер, Дж. И др. (2015). Неразрушающий мониторинг жизнеспособности в модели ex vivo органной культуры костно-хрящевой ткани. Eur. Cell Mater. 29, 356–369. DOI: 10.22203 / eCM.v029a27
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Эрдоган О., Шафер Д. М., Таксель П. и Фрейлих М. А. (2007). Обзор связи между остеопорозом и увеличением альвеолярного гребня. Oral Surg.Oral Med. Oral Pathol. Oral Radiol. Эндод. 104738, e1–13. DOI: 10.1016 / j.tripleo.2007.04.008
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сюй, Ю. Т., Наир, М., Ангелов, Н., Лалла, Э., и Ли, К. Т. (2019). Влияние диабета на клинические исходы пародонта после безоперационной пародонтальной терапии. J. Clin. Пародонтол. 46, 206–217. DOI: 10.1111 / jcpe.13044
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Исмаил, М.О., Гринман, Дж., Морган, К., Гловер, М. Г., Рис, А. С. и Скалли, К. (1989). Пародонтит у овец: модель пародонтоза человека. J. Periodontol. 60, 279–284. DOI: 10.1902 / jop.1989.60.5.279
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Jiang, N., Guo, W., Chen, M., Zheng, Y., Zhou, J., Kim, S.G., et al. (2016). Пародонтальная связка и альвеолярная кость в состоянии здоровья и адаптации: движение зубов. Фронт. Oral Biol. 18, 1–8.DOI: 10.1159 / 000351894
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Камер А. Р., Крейг Р. Г., Дасанаяке А. П., Брис М., Глодзик-Собанска Л. и де Леон М. Дж. (2008). Воспаление и болезнь Альцгеймера: возможная роль заболеваний пародонта. Альцгеймера. Демент. 4, 242–250. DOI: 10.1016 / j.jalz.2007.08.004
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хвостенко, Д., Салехи, С., Налеуэй, С. Э., Хилтон, Т.J., Ferracane, J.L., Mitchell, J.C., et al. (2015). Циклическое механическое нагружение способствует проникновению бактерий в краевые промежутки композитной реставрации. Вмятина. Матер. 31, 702–710. DOI: 10.1016 / j.dental.2015.03.011
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лю Ю., Чжэн Ю., Дин Г., Фанг Д., Чжан К., Бартольд П. М. и др. (2008). Лечение пародонтита у миниатюрных свиней с помощью стволовых клеток пародонта. Стволовые клетки 26, 1065–1073.DOI: 10.1634 / стволовые клетки.2007-0734
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мавропулос А., Амманн П., Бресин А. и Килиаридис С. (2005). Потребность в жевании вызывает регионально-специфические изменения плотности нижней челюсти у растущих крыс. Угол Ортод. 75, 625–630. DOI: 10.1043 / 0003-3219 (2005) 75 [625: MDIRCI] 2.0.CO; 2
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Милн, Т. Дж., Ишим, И., Патель, Б., Макнотон, А., и Мейкл, М.С. (2009). Индукция остеопении во время экспериментального движения зубов у крысы: ремоделирование альвеолярной кости и теория механостата. Eur. J. Orthod. 31, 221–231. DOI: 10.1093 / ejo / cjp032
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мюррей, К. Дж., Вос, Т., Лозано, Р., Нагхави, М., Флаксман, А. Д., Мишо, К. и др. (2012). Годы жизни с поправкой на инвалидность (DALY) для 291 болезни и травмы в 21 регионе, 1990-2010 гг .: систематический анализ глобального исследования бремени болезней, 2010 г. Ланцет 380, 2197–2223. DOI: 10.1016 / S0140-6736 (12) 61690-0
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Нильд-Гериг, Дж. С. (2008). Основы пародонтального инструментария и продвинутого корневого инструментария. Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.
Google Scholar
Оортгизен, Д. А., Ю, Н., Бронкерс, А. Л., Янг, Ф., Уолбумерс, X. Ф., и Янсен, Дж. А. (2012). Трехмерная модель клеточной культуры для изучения механобиологического поведения при регенерации периодонтальной связки. Tissue Eng. C Методы 18, 81–89. DOI: 10.1089 / ten.tec.2011.0367
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Пильстром Б. Л., МакХью Р. Б., Олифант Т. Х. и Ортис-Кампос К. (1983). Сравнение хирургического и нехирургического лечения заболеваний пародонта, обзор текущих исследований и дополнительных результатов через 6 1/2 лет. J. Clin. Пародонтол. 10, 524–541. DOI: 10.1111 / j.1600-051X.1983.tb02182.x
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Реллер, Л.Б., Вайнштейн, М., Йоргенсен, Дж. Х., Ферраро, М. Дж. (2009). Тестирование на чувствительность к противомикробным препаратам: обзор общих принципов и современной практики. Clin. Заразить. Дис. 49, 1749–1755. DOI: 10.1086 / 647952
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сарве, К. Д. П. Х., Шетти, Л., Бонгулвар, Р., Аколкар, А., и Ханделвал, Н. (2016). Остеоинтеграция в дентальных имплантатах: обзор. Внутр. J. Недавние. Sci. Res . 7, 14696–14699.
Google Scholar
Слоан, А.J., Shelton, R.M., Hann, A.C., Moxham, B.J. и Smith, A.J. (1998). Подход in vitro для изучения дентиногенеза с помощью органной культуры комплекса дентин-пульпа из резцов крыс. Arch. Oral Biol. 43, 421–430. DOI: 10.1016 / S0003-9969 (98) 00029-6
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Слоун, А. Дж., Тейлор, С. Ю., Смит, Э. Л., Робертс, Дж. Л., Чен, Л., Вэй, X. Q. и др. (2013). Новая модель культуры ex vivo для воспалительной деструкции кости. J. Dent. Res . 92 728–734. DOI: 10.1177 / 0022034513495240
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Смит, Э. Л., Локк, М., Уоддингтон, Р. Дж., И Слоан, А. Дж. (2010). Модель культуры нижней челюсти грызунов ex vivo для восстановления кости. Tissue Eng. C Методы 16, 1287–1296. DOI: 10.1089 / ten.tec.2009.0698
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сонояма, В., Лю, Ю., Фанг, Д., Ямаза, Т., Сео, Б. М., Чжан, К., и др. (2006). Функциональная регенерация зубов у свиней, опосредованная мезенхимальными стволовыми клетками. PLoS ONE 1: e79. DOI: 10.1371 / journal.pone.0000079
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Струиллу, X., Бутиньи, Х., Суейдан, А., и Лейролл, П. (2010). Экспериментальные модели на животных в пародонтологии: обзор. Открытая вмятина. J. 4 37–47. DOI: 10.2174 / 1874210601004010037
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Винчи, Р., Тете, Г., Луккетти, Ф. Р., Каппаре, П., и Герлоне, Э. Ф. (2019). Выживаемость имплантатов в костных трансплантатах свода черепа: ретроспективное клиническое исследование с 10-летним наблюдением. Clin. Имплант Дент. Relat. Res. 21, 662–668. DOI: 10.1111 / cid.12799
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ван Хассан, В. Н., Стефенсон, П. А., Уоддингтон, Р. Дж., И Слоан, А. Дж. (2012). Модель культуры ex vivo для ортодонтической резорбции корня. J. Dent. 40, 406–415. DOI: 10.1016 / j.jdent.2012.02.002
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Как сделать модель зуба
Изготовление поделок — отличный способ помочь учащимся визуализировать сложные идеи, особенно те, которые слишком малы для них, или те, которые обычно не видны. Не выполняя школьный проект по зубам, большинство учеников могут поверить в то, что зубы твердые, но практическое занятие поможет им обнаружить, что зубы на самом деле намного сложнее, чем они думают.
У учителей есть много вариантов при назначении школьного проекта зубов. Они могут попросить учащихся построить модели зубов с названиями различных частей зуба. Они также могут попросить учащихся создать набор моделей зубов, чтобы учащиеся могли видеть, что не все зубы одинаковы, и каждый зуб имеет разное назначение.
Формирующие оценки о зубах
Чтобы студенты могли создать модель набора зубов, им сначала нужно немного узнать о зубах, прежде чем они достанут необходимые для рукоделия.Предоставление учащимся рабочего листа, чтобы они могли работать вместе в классе, — это один из способов научить части отдельного зуба, а также типы зубов во рту человека. Большие проекты должны работать как итоговые оценки, поэтому создание модели набора зубов должно действовать как скорее проверка навыков и знаний учащихся, а не как способ изучить основы.
Изготовление набора зубов Модель
Чтобы сделать модель набора зубов, сначала выберите материал, с помощью которого вы хотите его изготовить.Для младших школьников подойдет что-нибудь податливое, что не нужно резать, например пластилин или пластилин. Раздайте учащимся диаграммы или попросите их использовать уже заполненные рабочие листы и попросите их поработать в группах, чтобы воссоздать человеческий рот. Сколько помощи им потребуется, будет зависеть от их возрастной группы. Младшим ученикам может потребоваться дополнительная помощь в таких вопросах, как предварительная реконструкция различных частей зубов и десен. Однако старшие ученики должны иметь больше возможностей для творчества в рамках параметров задания.
Еще один школьный проект по зубам
Еще один школьный проект по зубам состоит в том, чтобы ученики сделали модели зубов с названиями их частей. Как и раньше, ученики должны сначала заполнить диаграмму, чтобы знать, что они делают. Затем студенты могут использовать пластилин или пластилин для моделирования внутренней части зуба. Модель зубов с названиями деталей можно сделать из чего угодно, от фетра до картона. После того, как учащиеся построят модель на основе диаграммы, им следует выделить время для маркировки каждой части.
GPI Anatomicals® Basic Teeth Модель
Положения и условия
Спасибо, что посетили наш сайт. Эти условия использования применимы к веб-сайтам США, Канады и Пуэрто-Рико (далее «Веб-сайт»), которыми управляет VWR («Компания»). Если вы заходите на веб-сайт из-за пределов США, Канады или Пуэрто-Рико, пожалуйста, посетите соответствующий международный веб-сайт, доступный по адресу www.vwr.com, для ознакомления с применимыми условиями.Все пользователи веб-сайта подчиняются следующим условиям использования веб-сайта (эти «Условия использования»). Пожалуйста, внимательно прочтите эти Условия использования перед доступом или использованием любой части веб-сайта. Заходя на веб-сайт или используя его, вы соглашаетесь с тем, что прочитали, поняли и соглашаетесь соблюдать настоящие Условия использования, с внесенными в них время от времени поправками, а также Политику конфиденциальности компании, которая настоящим включена в настоящие Условия. использования. Если вы не желаете соглашаться с настоящими Условиями использования, не открывайте и не используйте какие-либо части веб-сайта.
Компания может пересматривать и обновлять настоящие Условия использования в любое время без предварительного уведомления, разместив измененные условия на веб-сайте. Продолжение использования вами веб-сайта означает, что вы принимаете и соглашаетесь с пересмотренными Условиями использования. Если вы не согласны с Условиями использования (в которые время от времени вносятся поправки) или недовольны Веб-сайтом, ваше единственное и исключительное средство правовой защиты — прекратить использование Веб-сайта.
Использование сайта
Информация, содержащаяся на этом веб-сайте, предназначена только для информационных целей.Хотя считается, что информация верна на момент публикации, вам следует самостоятельно определить ее пригодность для вашего использования. Не все продукты или услуги, описанные на этом веб-сайте, доступны во всех юрисдикциях или для всех потенциальных клиентов, и ничто в настоящем документе не предназначено как предложение или ходатайство в любой юрисдикции или какому-либо потенциальному покупателю, где такое предложение или продажа не соответствует требованиям.
Приобретение товаров и услуг
Настоящие Условия и положения распространяются только на использование веб-сайта.Обратите внимание, что условия, касающиеся обслуживания, продаж продуктов, рекламных акций и других связанных мероприятий, можно найти по адресу https://us.vwr.com/store/content/externalContentPage.jsp?path=/en_US/about_vwr_terms_and_conditions.jsp , и эти условия регулируют любые покупки продуктов или услуг у Компании.
Интерактивные функции
Веб-сайт может содержать службы досок объявлений, области чата, группы новостей, форумы, сообщества, личные веб-страницы, календари и / или другие средства сообщения или связи, предназначенные для того, чтобы вы могли общаться с общественностью в целом или с группой ( вместе «Функция сообщества»).Вы соглашаетесь использовать функцию сообщества только для публикации, отправки и получения сообщений и материалов, которые являются надлежащими и относятся к конкретной функции сообщества. Вы соглашаетесь использовать веб-сайт только в законных целях.
A. В частности, вы соглашаетесь не делать ничего из следующего при использовании функции сообщества:
1. Опорочить, оскорбить, преследовать, преследовать, угрожать или иным образом нарушать законные права (например, право на неприкосновенность частной жизни и гласность) других.
2. Публикация, размещение, загрузка, распространение или распространение любых неуместных, непристойных, дискредитирующих, нарушающих права, непристойных, непристойных или незаконных тем, названий, материалов или информации.
3. Загружайте файлы, содержащие программное обеспечение или другие материалы, защищенные законами об интеллектуальной собственности (или правами на неприкосновенность частной жизни), если только вы не владеете или не контролируете права на них или не получили все необходимое согласие.
4. Загрузите файлы, содержащие вирусы, поврежденные файлы или любое другое подобное программное обеспечение или программы, которые могут повредить работу чужого компьютера.
5. Перехватить или попытаться перехватить электронную почту, не предназначенную для вас.
6. Рекламировать или предлагать продавать или покупать какие-либо товары или услуги для любых деловых целей, если такая функция сообщества специально не разрешает такие сообщения.
7. Проводите или рассылайте опросы, конкурсы, финансовые пирамиды или письма счастья.
8. Загрузите любой файл, опубликованный другим пользователем функции сообщества, который, как вы знаете или разумно должен знать, не может распространяться на законных основаниях таким образом или что у вас есть договорное обязательство сохранять конфиденциальность (несмотря на его доступность на веб-сайте).
9. Подделывать или удалять любые ссылки на автора, юридические или другие надлежащие уведомления, обозначения собственности или ярлыки происхождения или источника программного обеспечения или других материалов, содержащихся в загружаемом файле.
10. Предоставление ложной информации о принадлежности к какому-либо лицу или организации.
11. Участвовать в любых других действиях, которые ограничивают или препятствуют использованию Веб-сайта кем-либо, или которые, по мнению Компании, могут нанести вред Компании или пользователям Веб-сайта или подвергнуть их ответственности.
12. Нарушать любые применимые законы или постановления или нарушать любой кодекс поведения или другие правила, которые могут быть применимы к какой-либо конкретной функции Сообщества.
13. Собирать или иным образом собирать информацию о других, включая адреса электронной почты, без их согласия.
B. Вы понимаете и признаете, что несете ответственность за любой контент, который вы отправляете, вы, а не Компания, несете полную ответственность за такой контент, включая его законность, надежность и уместность. Если вы публикуете сообщения от имени или от имени вашего работодателя или другой организации, вы заявляете и гарантируете, что у вас есть на это право. Загружая или иным образом передавая материалы в любую часть веб-сайта, вы гарантируете, что эти материалы являются вашими собственными или находятся в общественном достоянии или иным образом свободны от проприетарных или иных ограничений, и что вы имеете право размещать их на веб-сайте.Кроме того, загружая или иным образом передавая материалы в любую область веб-сайта, вы предоставляете Компании безотзывное, бесплатное, всемирное право на публикацию, воспроизведение, использование, адаптацию, редактирование и / или изменение таких материалов любым способом, в любые и все средства массовой информации, известные в настоящее время или обнаруженные в будущем во всем мире, в том числе в Интернете и World Wide Web, для рекламных, коммерческих, торговых и рекламных целей, без дополнительных ограничений или компенсации, если это не запрещено законом, и без уведомления, проверки или одобрения.
C. Компания оставляет за собой право, но не принимает на себя никакой ответственности (1) удалить любые материалы, размещенные на веб-сайте, которые Компания по своему собственному усмотрению сочтет несовместимыми с вышеуказанными обязательствами или иным образом неприемлемыми по любой причине. ; и (2) прекратить доступ любого пользователя ко всему или части веб-сайта. Однако Компания не может ни просмотреть все материалы до того, как они будут размещены на веб-сайте, ни обеспечить быстрое удаление нежелательных материалов после их размещения.Соответственно, Компания не несет ответственности за какие-либо действия или бездействие в отношении передач, сообщений или контента, предоставленных третьими сторонами. Компания оставляет за собой право предпринимать любые действия, которые она сочтет необходимыми для защиты личной безопасности пользователей этого веб-сайта и общественности; тем не менее, Компания не несет ответственности перед кем-либо за выполнение или невыполнение действий, описанных в этом параграфе.
D. Несоблюдение вами положений пунктов (A) или (B) выше может привести к прекращению вашего доступа к веб-сайту и может подвергнуть вас гражданской и / или уголовной ответственности.
Особое примечание о содержании функций сообщества
Любой контент и / или мнения, загруженные, выраженные или отправленные с помощью любой функции сообщества или любого другого общедоступного раздела веб-сайта (включая области, защищенные паролем), а также все статьи и ответы на вопросы, кроме контента, явно разрешенного Компания, являются исключительно мнениями и ответственностью лица, представляющего их, и не обязательно отражают мнение Компании.Например, любое рекомендованное или предлагаемое использование продуктов или услуг, доступных от Компании, которое публикуется через функцию сообщества, не является признаком одобрения или рекомендации со стороны Компании. Если вы решите следовать какой-либо такой рекомендации, вы делаете это на свой страх и риск.
Ссылки на сторонние сайты
Веб-сайт может содержать ссылки на другие веб-сайты в Интернете. Компания не несет ответственности за контент, продукты, услуги или методы любых сторонних веб-сайтов, включая, помимо прочего, сайты, связанные с Веб-сайтом или с него, сайты, созданные на Веб-сайте, или стороннюю рекламу, и не делает заявлений относительно их качество, содержание или точность.Наличие ссылок с веб-сайта на любой сторонний веб-сайт не означает, что мы одобряем, поддерживаем или рекомендуем этот веб-сайт. Мы отказываемся от всех гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, законности, надежности или действительности любого контента на любых сторонних веб-сайтах. Вы используете сторонние веб-сайты на свой страх и риск и в соответствии с условиями использования таких веб-сайтов.
Права собственности на контент
Вы признаете и соглашаетесь с тем, что все содержимое веб-сайта (включая всю информацию, данные, программное обеспечение, графику, текст, изображения, логотипы и / или другие материалы), а также его дизайн, выбор, сбор, расположение и сборка являются являются собственностью Компании и защищены законами США и международными законами об интеллектуальной собственности.Вы имеете право использовать содержимое веб-сайта только в личных или законных деловых целях. Вы не можете копировать, изменять, создавать производные работы, публично демонстрировать или исполнять, переиздавать, хранить, передавать, распространять, удалять, удалять, дополнять, добавлять, участвовать в передаче, лицензировать или продавать какие-либо материалы в Интернете. Сайт без предварительного письменного согласия Компании, за исключением: (а) временного хранения копий таких материалов в ОЗУ, (б) хранения файлов, которые автоматически кэшируются вашим веб-браузером для улучшения отображения, и (в) печати разумного количество страниц веб-сайта; в каждом случае при условии, что вы не изменяете и не удаляете какие-либо уведомления об авторских правах или других правах собственности, включенные в такие материалы.Ни название, ни какие-либо права интеллектуальной собственности на любую информацию или материалы на веб-сайте не передаются вам, а остаются за Компанией или соответствующим владельцем такого контента.
Товарные знаки
Название и логотип компании, а также все связанные названия, логотипы, названия продуктов и услуг, появляющиеся на веб-сайте, являются товарными знаками компании и / или соответствующих сторонних поставщиков. Их нельзя использовать или повторно отображать без предварительного письменного согласия Компании.
Отказ от ответственности
Компания не несет никакой ответственности за материалы, информацию и мнения, предоставленные или доступные через Веб-сайт («Контент сайта»). Вы полагаетесь на Контент сайта исключительно на свой страх и риск. Компания не несет никакой ответственности за травмы или убытки, возникшие в результате использования любого Контента Сайта.
ВЕБ-САЙТ, СОДЕРЖАНИЕ САЙТА И ПРОДУКТЫ И УСЛУГИ, ПРЕДОСТАВЛЯЕМЫЕ ИЛИ ДОСТУПНЫЕ ЧЕРЕЗ САЙТ, ПРЕДОСТАВЛЯЮТСЯ НА УСЛОВИЯХ «КАК ЕСТЬ» И «ПО ДОСТУПНОСТИ», СО ВСЕМИ ОШИБКАМИ.КОМПАНИЯ И НИ ЛИБО, СВЯЗАННОЕ С КОМПАНИЕЙ, НЕ ДАЕТ НИКАКИХ ГАРАНТИЙ ИЛИ ЗАЯВЛЕНИЙ В ОТНОШЕНИИ КАЧЕСТВА, ТОЧНОСТИ ИЛИ ДОСТУПНОСТИ ВЕБ-САЙТА. В частности, НО БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ ВЫШЕИЗЛОЖЕННОГО, НИ КОМПАНИЯ И НИ ЛИБО, СВЯЗАННОЕ С КОМПАНИЕЙ, НЕ ГАРАНТИРУЕТ ИЛИ ЗАЯВЛЯЕТ, ЧТО ВЕБ-САЙТ, СОДЕРЖАНИЕ САЙТА ИЛИ УСЛУГИ, ПРЕДОСТАВЛЯЕМЫЕ НА САЙТЕ ИЛИ ЧЕРЕЗ САЙТ, БУДУТ ТОЧНЫМИ, НАДЕЖНЫМИ ИЛИ БЕСПЛАТНЫМИ ИЛИ БЕСПЛАТНЫМИ ЧТО ДЕФЕКТЫ БУДУТ ИСПРАВЛЕНЫ; ЧТО ВЕБ-САЙТ ИЛИ СЕРВЕР, КОТОРЫЙ ДЕЛАЕТ ЕГО ДОСТУПНЫМ, НЕ СОДЕРЖИТ ВИРУСОВ ИЛИ ДРУГИХ ВРЕДНЫХ КОМПОНЕНТОВ; ИНАЧЕ ВЕБ-САЙТ ОТВЕЧАЕТ ВАШИМ ПОТРЕБНОСТЯМ ИЛИ ОЖИДАНИЯМ.КОМПАНИЯ ОТКАЗЫВАЕТСЯ ОТ ВСЕХ ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ, ВКЛЮЧАЯ ЛЮБЫЕ ГАРАНТИИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ, ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ЦЕЛИ И НЕ НАРУШЕНИЯ.
НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ КОМПАНИЯ ИЛИ ЕЕ ЛИЦЕНЗИАРЫ ИЛИ ПОДРЯДЧИКИ НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ЛЮБЫЕ УБЫТКИ ЛЮБОГО РОДА, ПРИ КАКИХ-ЛИБО ЮРИДИЧЕСКИХ ТЕОРИЯХ, ВЫЗВАННЫЕ ИЛИ В СВЯЗИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВАМИ ИЛИ НЕВОЗМОЖНОСТЬЮ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ВЕБ-САЙТ, СОДЕРЖИМОЕ САЙТА, ЛЮБЫЕ УСЛУГИ, ПРЕДОСТАВЛЯЕМЫЕ НА ВЕБ-САЙТЕ ИЛИ ЧЕРЕЗ ВЕБ-САЙТ ИЛИ ЛЮБОЙ САЙТ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ ПРЯМЫЕ, КОСВЕННЫЕ, СЛУЧАЙНЫЕ, СПЕЦИАЛЬНЫЕ, КОСВЕННЫЕ ИЛИ КАРАТНЫЕ УБЫТКИ, ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИВАЯСЯ, ЛИЧНЫЕ ТРАВМЫ, ПОТЕРЯ ПРИБЫЛИ ИЛИ УБЫТКОВ , ВИРУСЫ, УДАЛЕНИЕ ФАЙЛОВ ИЛИ ЭЛЕКТРОННЫХ СООБЩЕНИЙ, ИЛИ ОШИБКИ, УПУЩЕНИЯ ИЛИ ДРУГИЕ НЕТОЧНОСТИ НА ВЕБ-САЙТЕ ИЛИ СОДЕРЖАНИИ САЙТА, ИЛИ УСЛУГАХ, НЕОБХОДИМО ИЛИ НЕТ НЕОБХОДИМОСТИ КОМПАНИИ И ПРЕДОСТАВЛЯЛА ЛИ КОМПАНИЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ЛЮБЫЕ ТАКИЕ УБЫТКИ, ЕСЛИ НЕ ЗАПРЕЩЕНЫ ПРИМЕНИМЫМ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВОМ.
Компенсация
Вы соглашаетесь возместить и обезопасить Компанию и ее должностных лиц, директоров, агентов, сотрудников и других лиц, участвующих в веб-сайте, от любых обязательств, расходов, убытков и издержек, включая разумные гонорары адвокатам, возникающих в результате любое нарушение вами настоящих Условий использования, использование вами веб-сайта или любых продуктов, услуг или информации, полученных с веб-сайта или через него, ваше подключение к веб-сайту, любой контент, который вы отправляете на веб-сайт через любые Функция сообщества или нарушение вами каких-либо прав другого лица.
Применимое право; Международное использование
Настоящие условия регулируются и толкуются в соответствии с законами штата Пенсильвания без учета каких-либо принципов коллизионного права. Вы соглашаетесь с тем, что любые судебные иски или иски, вытекающие из настоящих Условий использования или связанные с ними, будут подаваться исключительно в суды штата или федеральные суды, расположенные в Пенсильвании, и вы тем самым соглашаетесь и подчиняетесь личной юрисдикции таких судов для цели судебного разбирательства по любому подобному действию.
Настоящие Условия использования применимы к пользователям в США, Канаде и Пуэрто-Рико. Если вы заходите на веб-сайт из-за пределов США, Канады или Пуэрто-Рико, пожалуйста, посетите соответствующий международный веб-сайт, доступный по адресу www.vwr.com, для ознакомления с применимыми условиями. Если вы решите получить доступ к этому веб-сайту из-за пределов указанных юрисдикций, а не использовать доступные международные сайты, вы соглашаетесь с настоящими Условиями использования и тем, что такие условия будут регулироваться и толковаться в соответствии с законами США и штата. Пенсильвании и что мы не делаем никаких заявлений о том, что материалы или услуги на этом веб-сайте подходят или доступны для использования в этих других юрисдикциях.В любом случае все пользователи несут ответственность за соблюдение местных законов.
Общие условия
Настоящие Условия использования, в которые время от времени могут вноситься поправки, представляют собой полное соглашение и понимание между вами и нами, регулирующее использование вами Веб-сайта. Наша неспособность реализовать или обеспечить соблюдение какого-либо права или положения Условий использования не означает отказ от такого права или положения. Если какое-либо положение Условий использования будет признано судом компетентной юрисдикции недействительным, вы, тем не менее, соглашаетесь с тем, что суд должен попытаться реализовать намерения сторон, отраженные в этом положении и других положениях Условия использования остаются в силе.Ни ваши деловые отношения, ни поведение между вами и Компанией, ни какая-либо торговая практика не может считаться изменением настоящих Условий использования. Вы соглашаетесь с тем, что независимо от какого-либо закона или закона об обратном, любые претензии или основания для иска, вытекающие из или связанные с использованием Сайта или Условий использования, должны быть поданы в течение одного (1) года после такой претензии или причины. иска возникла или будет навсегда запрещена. Любые права, прямо не предоставленные в настоящем документе, сохраняются за Компанией.Мы можем прекратить ваш доступ или приостановить доступ любого пользователя ко всему сайту или его части без предварительного уведомления за любое поведение, которое мы, по нашему собственному усмотрению, считаем нарушением любого применимого законодательства или наносящим ущерб интересам другого пользователя. , стороннего поставщика, поставщика услуг или нас. Любые вопросы, касающиеся настоящих Условий использования, следует направлять по адресу [email protected].
Жалобы на нарушение авторских прав
Мы уважаем чужую интеллектуальную собственность и просим наших пользователей поступать так же.Если вы считаете, что ваша работа была скопирована и доступна на Сайте способом, который представляет собой нарушение авторских прав, вы можете уведомить нас, предоставив нашему агенту по авторским правам следующую информацию:
электронная или физическая подпись лица, уполномоченного действовать от имени правообладателя;
описание работы, защищенной авторским правом, в отношении которой были нарушены ваши претензии;
идентификация URL-адреса или другого конкретного места на Сайте, где находится материал, который, по вашему мнению, нарушает авторские права;
ваш адрес, номер телефона и адрес электронной почты;
ваше заявление о том, что вы добросовестно полагаете, что спорное использование не разрешено владельцем авторских прав, его агентом или законом; а также
ваше заявление, сделанное под страхом наказания за лжесвидетельство, о том, что приведенная выше информация в вашем уведомлении является точной и что вы являетесь владельцем авторских прав или уполномочены действовать от имени владельца авторских прав.