medalphabetМедицинский алфавитMedical alphabet2078-56312949-2807ООО «Альфмед»10.33667/2078-5631-2025-10-70-73medalphabet-4324Research ArticleСтатьиВлияние локализации кариозной полости на напряженно-деформированное состояние зубаThe influence of the cervical cavity on the stress-strain state of the toothhttps://orcid.org/0000-0003-4511-6317ОлесоваЭ. А.OlesovaE. A.

Олесова Эмилия Артемовна – соискатель кафедры стоматологии,

Москва

Olesova Emilia Artemovna – Candidate for the Department of Dentistry,

Moscow

emma.olesova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0380-0575НекрасоваЕ. А.NekrasovaE. A.

Некрасова Екатерина Андреевна – ассистент кафедры стоматологии,

Москва

Ekaterina Andreevna Nekrasova – Assistant Professor at the Department of Dentistry,

Moscow

ekaterina233@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9165-2554ОлесовЕ. Е.OlesovE. E.

Олесов Егор Евгеньевич – д.м.н., профессор, заведующий кафедрой клиническойстоматологии и имплантологии,

Москва

Olesov Egor Evgenievich – Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Departmentof Clinical Dentistry and Implantology,

Moscow

olesov_georgiy@mail.ruМедико-биологический университет инноваций и непрерывного образования ФГБУ «ГНЦ РФ – Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА РоссииРоссияBiomedical University of Innovation and Continuing Education of State Research Center – Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Biological AgencyRussian Federation202521052025010Стоматология (2)7073Copyright © Олесова Э.А., Некрасова Е.А., Олесов Е.Е., 20252025Олесова Э.А., Некрасова Е.А., Олесов Е.Е.Olesova E.A., Nekrasova E.A., Olesov E.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.med-alphabet.com/jour/article/view/4324Актуальность

Актуальность: формирование дефекта в виде полости в результате развития кариеса может изменять напряженно-деформированное состояние в зубе и приводить к возникновению трещин. На основании клинических наблюдений, на вероятность появления трещин и сколов твердых тканей зуба влияет не только величина полости, но и ее локализация, что требует проведения сравнительного анализа функциональных напряжений в тканях зуба в зависимости от локализации кариозного процесса.

Цель исследования

Цель исследования: сравнительная оценка влияния вертикальной и наклонной нагрузки на напряженно-деформированное состояние однокорневого зуба с полостью на окклюзионной или пришеечной поверхности и при замещении дефекта композитным материалом.

Материалы и методы

Материалы и методы: проведено трехмерное математическое моделирование витального одноканального премоляра нижней челюсти в альвеолярной лунке в соответствии с анатомическими размерами и физико-механическими характеристиками тканей по данным литературных источников. Методом конечных элементов получены данные о величинах и характере распределения функциональных напряжений в зубе при воздействии 150 Н вертикально и под углом 45° в моделях с полостью на окклюзионной поверхности или в пришеечной области, а также при их восстановлении композитным материалом.

Результаты

Результаты: пришеечная локализация полости значительно увеличивает максимальные напряжения в эмали, приближая их к пороговым значениям при вертикальной и наклонной нагрузках. В полостях различной локализации наиболее уязвимым местом является край полости. Наблюдаются более высокие напряжения в кортикальной костной ткани при наличии с пришеечной полости в сравнении с моделью окклюзионной полости. Замещение дефекта тканей зуба композитным материалом способствует перераспределению нагрузки, снижению максимальных значений в эмали во всех случаях и достижению подпредельных значений при вертикальной нагрузке при пломбировании пришеечных полостей композитным материалом.

Выводы

Выводы: локализация полости в зубе влияет на картину и величины напряжений. В пришеечной полости, в сравнении с окклюзионной, значительно увеличены напряжения в эмали, они превышают предел ее прочности как при вертикальной, так и при наклонной нагрузке. Пломбирование дефекта композитным материалом способствует перераспределению напряжений и смещению точек их концентраций со стенок полости на окклюзионную поверхность и шейку зуба. Наклонная нагрузка является фактором риска сколов стенок эмали при любой локализации полости, а при наклонной нагрузке – даже после замещения дефекта.

Relevance

Relevance: a cavity in a tooth due to caries can change the stress-strain state in the tooth and lead to its splitting. According to the clinic, the probability of cracks and splits in the hard tissues of the tooth is affected not only by the size of the cavity, but also by its localization, which requires a comparative analysis of functional stresses in the tooth depending on the area affected by the carious process.

The purpose of the study

The purpose of the study: to analyze the effect of vertical and inclined loading on the stress-strain state of a single-root tooth with a cavity on the occlusal or neck surface and when replacing the defect with a composite material.

Materials and methods

Materials and methods: three-dimensional mathematical modeling of the vital single-channel premolar of the mandible in the alveolar socket was carried out in accordance with the anatomical dimensions and physico-mechanical characteristics of tissues according to literary sources. The finite element method obtained data on the magnitude and nature of the distribution of functional stresses in the tooth when exposed to 150 N vertically and at an angle of 45 ° in models with a cavity on the occlusal surface or in the neck area, as well as during their restoration with composite material.

Results

Results: the cervical localization of the cavity significantly increases the maximum stresses in the enamel, bringing them closer to the threshold values under vertical and inclined loads. In cavities of various localization, the most vulnerable point is the edge of the cavity. There are higher stresses in the cortical bone tissue in the presence of a cervical cavity in comparison with the occlusal cavity model. The replacement of a tooth tissue defect with a composite material helps to redistribute the load, reduce the maximum values in the enamel in all cases, and achieve sub-maximum values under vertical load when replacing the neck cavities with composite material.

Conclusions

Conclusions: localization of the cavity in the tooth affects the pattern and magnitude of stresses. In the cervical cavity, compared with the occlusal cavity, the stresses in the enamel are significantly increased, they exceed its strength limit under both vertical and inclined loads. The restoration of a defect with a composite material contributes to the redistribution of stresses and the displacement of their concentration points from the walls of the cavity to the occlusal surface and neck of the tooth. An inclined load is a risk factor for chipping the enamel walls with any localization of the cavity, and with an inclined load even after the defect has been replaced.

зубпришеечная полостьфункциональные напряженияматематическое моделированиеtoothcervical cavityfunctional stressesmathematical modelingReferencesТерапевтическая стоматология: национальное руководство / О.О. Янушевич, Л.А. Дмитриева, З.Э. Ревазова [и др.]. – 3-е издание, переработанное и дополненное. – Москва: Общество с ограниченной ответственностью Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа», 2024. – 1024 с. – (Национальные руководства). – ISBN 978-5-9704-8385-5. – DOI 10.33029/9704-8385-5-TD-2024-1- 1024. – EDN CLWGFH.Therapeutic dentistry: a national guide / O.O. Yanushevich, L.A. Dmitrieva, Z.E. Revazova [et al.]. – 3rd edition, revised and expanded. Moscow: GEOTAR-Media Publishing Group Limited Liability Company, 2024. 1024 p. (National Guidelines). – ISBN 978-5-9704-8385-5. – DOI 10.33029/9704-8385-5-TD-2024-1-1024. – EDN CLWGFH.Ортопедическая стоматология: Национальное руководство в 2 т. / А.В. Акулович, Е.Н. Анисимова, Н.Ю. Анисимова [и др.]. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Общество с ограниченной ответственностью Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа», 2022. – 416 с. – (Национальные руководства; 2). – ISBN 978-5-9704-6367-3. – DOI 10.33029/9704-6367-3-OD2-2022-1-416. – EDN ULMYYK.Orthopedic dentistry: A national guide in 2 volumes / A.V. Akulovich, E.N. Anisimova, N.Y. Anisimova [et al.]. – 2nd ed., revised. and add.. – Moscow: Limited Liability Company Publishing Group GEOTAR-Media, 2022. – 416 p. – (National Guidelines ; 2). – ISBN 978-5-9704-6367-3. – DOI 10.33029/9704-6367-3-OD2-2022- 1-416. – EDN ULMYK.Влияние биомеханических факторов нагрузки на напряженно-деформированное состояние зуба и подлежащей костной ткани / Э.А. Олесова, А.А. Ильин, А.В. Эм [и др.] // Российский стоматологический журнал. – 2024. – Т. 28, № 5. – С. 462–468. – DOI 10.17816/dent634253. – EDN HVIETH.The influence of biomechanical stress factors on the stress-strain state of the tooth and underlying bone tissue / E.A. Olesova, A.A. Ilyin, A.V.Em [et al.] // Russian Dental Journal. – 2024. – Vol. 28, No. 5. – pp. 462–468. – DOI 10.17816/dent634253. – EDN HVIETH.Факторы риска появления трещин и переломов зубов (по данным анкетирования врачей-стоматологов) / Э.А. Олесова, А.А. Ильин, С.Д. Арутюнов [и др.] // Российский стоматологический журнал. – 2024. – Т. 28, № 6. – С. 562–568. – DOI 10.17816/dent634360. – EDN HFEBPX.Risk factors for cracks and fractures of teeth (according to a survey of dentists) / E.A. Olesova, A.A. Ilyin, S.D. Arutyunov [et al.] // Russian Dental Journal. – 2024. – vol. 28, No. 6. – pp. 562–568. – DOI 10.17816/dent634360. – EDN HFEBPX.O’Brien W.J. Physical properties in dental materials and their selection //Illinois: Quintessence Publishing Co. – 1997.O’Brien W.J. Physical properties in dental materials and their selection //Illinois: Quintessence Publishing Co. – 1997.Муслов С.А. Механические свойства зуба и околозубных тканей / С.А. Муслов, С.Д. Арутюнов. – Москва: издательский дом «Практическая медицина», 2020. – 256 с. – ISBN 978-5-98811-617-2. – EDN ITZXLG. Muslov S.A. Mechanical properties of tooth and dental tissues / S.A. Muslov, S.D. Arutyunov. Moscow: Practical medicine publishing house, 2020. 256 p. ISBN 978-5-98811-617-2. EDN ITZXLG.Muslov S.A. Mechanical properties of tooth and dental tissues / S.A. Muslov, S.D. Arutyunov. Moscow: Practical medicine publishing house, 2020. 256 p. ISBN 978-5-98811-617-2. EDN ITZXLG.Экспериментальное моделирование функциональной нагрузки нижней челюсти при протезировании с опорой на имплантаты в неблагоприятных клинических условиях / Р.А. Розов, В.Н. Трезубов, Р.Ш. Гветадзе [и др.] // Стоматология. – 2022. – Т. 101, № 6. – С. 28–34. – DOI 10.17116/stomat202210106128. – EDN KKPPHB.Experimental modeling of the functional load of the lower jaw during implant-supported prosthetics in adverse clinical conditions / R.A. Rozov, V.N. Trezdubov, R.Sh. Gvetadze [et al.] // Dentistry. – 2022. – Vol. 101, No. 6. – pp. 28–34. – DOI 10.17116/stomat202210106128. – EDN KKPPHB.Трехмерное математическое моделирование функциональных напряжений вокруг дентального имплантата в сравнении с однокорневым зубом / Р.С. Заславский, В. Н. Олесова, Ю.А. Повстянко [и др.] // Российский вестник дентальной имплантологии. – 2022. – № 3–4(57–58). – С. 4–10. – EDN JHRTIG.Three-dimensional mathematical modeling of functional stresses around a dental implant in comparison with a single-root tooth / R.S. Zaslavsky, V.N. Olesova, Yu.A. Povstyanko [et al.] // Russian Bulletin of Dental Implantology. – 2022. – № 3–4(57–58). – Pp. 4–10. – EDN JHRTIG.Напряженно-деформированное состояние несъемного протеза на имплантатах при жевательной нагрузке в зависимости от угла наклона стенок абатмента / С.И. Абакаров, Д.В. Сорокин, В.Ю. Лапушко, С.С. Абакарова // Клиническая стоматология. – 2023. – Т. 26, № 1. – С. 147–157. – DOI 10.37988/1811-153X_2023_1_147. – EDN KBFJYD.The stress-strain state of a non-removable prosthesis on implants under chewing load, depending on the angle of inclination of the walls of the abutment / S.I. Abakarov, D.V. Sorokin, V.Yu. Lapushko, S. S. Abakarova // Clinical dentistry. – 2023. – Vol. 26, No. 1. – pp. 147–157. – DOI 10.37988/1811-153X_2023_1_147. – EDN KBFJYD.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.