Щербаков Леонид Николаевич, к.м.н., доцент кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии
Shcherbakov Leonid Nikolayevich, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Orthopedic Dentistry and Orthodontics
Мансур Юлия Петровна, к.м.н., доцент кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии
Mansur Yulia Petrovna, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Orthopedic Dentistry and Orthodontics
Верстаков Дмитрий Викторович, к.м.н., доцент кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии
Verstakov Dmitry Viktorovich, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Orthopedic Dentistry and Orthodontics
Кочконян Таисия Суреновна, к.м.н., доцент кафедры ортопедической стоматологии
Kochkonyan Taisiya Surenovna, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Prosthetic Dentistry
Доменюк Дмитрий Анатольевич, д.м.н., профессор кафедры стоматологии общей практики и детской стоматологии
Domenyuk Dmitry Anatolyevich, Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of General Practice Dentistry and Pediatric Dentistry
Иванчева Елена Николаевна, к.м.н., ассистент кафедры стоматологии общей практики и детской стоматологии
Ivancheva Elena Nikolaevna, Candidate of Medical Sciences, Assistant of the Department of General Practice Dentistry and Pediatric Dentistry
Доменюк Станислав Дмитриевич, студент
Domenyuk Stanislav Dmitrievich, Student, Federal State Autonomous Educational
Особенностью математического моделирования и изучения комплексного трёхмерного биомеханического объекта является возможность достижения единства геометрических, физико-механических и биологических показателей с индивидуальными особенностями пациента. Достаточно актуальной проблемой клинической стоматологии является выработка рекомендаций по особенностям распределения жевательного давления у пациентов со сбалансированными окклюзионно-артикуляционными взаимоотношениями зубных рядов. В настоящей работе рассматривается один из аспектов указанной проблемы, связанной с моделированием напряженно-деформированного состояния функционального жевательного центра, локализующегося в области первых моляров и премолярной группы верхней и нижней челюстей при физиологической окклюзии. Для определения биомеханических показателей функционального жевательного центра проведён анализ напряженно-деформированного состояния математических моделей данного фрагмента зубочелюстной системы с использованием метода конечных элементов. При разработке модели биомеханической системы окружающие биологические ткани были рассмотрены дискретно по строению и физико-механическим свойствам: дентин, эмаль, периодонт, кость, цемент. Предложена методика анализа моделей функционального жевательного центра, позволяющая устанавливать взаимосвязь между величинами и направлениями функциональных нагрузок, а также внутренними напряжениями и деформациями. В результате проведенного анализа напряженно-деформированного состояния геометрических и конечно-элементных моделей получены распределения максимальных деформаций и напряжений в данном участке под действием заданных нагрузок. Установлено, что в условиях данной математической модели максимальными амортизирующими свойствами обладают участки верхушечного периодонта зубов, а функциональный жевательный центр приравнен к статической системе. Возможности современного компьютерного программного обеспечения позволяют расширить представления об участках концентрации напряжений при вариации параметров нагрузки в функциональном жевательном центре для определения наиболее «критических» зон с целью прогнозирования и профилактики развития отдаленных осложнений.
A feature of mathematical modeling and study of a complex three-dimensional biomechanical object is the ability to achieve unity of geometric, physical, mechanical and biological indicators with the individual characteristics of the patient. A rather urgent problem of clinical dentistry is the development of recommendations on the distribution of masticatory pressure in patients with balanced occlusal-articulation relationships of the dentition. This paper considers one of the aspects of this problem associated with modeling the stress-strain state of the functional masticatory center, which is localized in the region of the first molars and the premolar groups of the upper and lower jaws during physiological occlusion. To determine the biomechanical parameters of the functional masticatory center, an analysis of the stress-strain state of mathematical models of this fragment of the dentition was carried out using the finite element method. When developing a model of a biomechanical system, the surrounding biological tissues were considered discretely in terms of structure and physical and mechanical properties: dentin, enamel, periodontium, bone, cement. A technique for analyzing models of the functional masticatory center is proposed, which makes it possible to establish the relationship between the magnitudes and directions of functional loads, as well as internal stresses and deformations. As a result of the analysis of the stress-strain state of geometric and finite element models, the distributions of maximum strains and stresses in a given section under the action of specified loads were obtained. It has been established that under the conditions of this mathematical model, the areas of the apical periodontium of the teeth have the maximum shock-absorbing properties, and the functional masticatory center is equated to a static system. The capabilities of modern computer software make it possible to expand the understanding of areas of stress concentration with varying load parameters in the functional masticatory center in order to determine the most “critical” zones in order to predict and prevent the development of long-term complications.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.