модель удаляемого зуба

Формула изобретения

Модель удаляемого зуба, включающая срез зуба, выполненный из оптически чувствительного материала и источник поляризованного света, установленный перпендикулярно плоскости среза, отличающаяся тем, что на срез нанесены градуировочные линии по координате первой интерференционной полосы, соответствующей величине разрушающей силы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинским, в частности к стоматологическим, моделям, предназначенным для моделирования процессов, происходящих в коронке удаляемого зуба при наложении и фиксации щипцов.

Известен тренажер (Патент США N 4902232, G 09 В 23/28), состоящий из моделей нижней и верхней челюстей. Поверхности каждой челюсти имеют конфигурацию десны. В каждую челюсть вставлены съемные искусственные зубы. Установка зубов производится в специальные гнезда, предусмотренные на поверхности каждой челюсти. Каждый зуб имеет верхнюю коронку, которая полностью имитирует натуральный зуб и корень.

Известна модель (А.с. СССР N 1455356), состоящая из искусственной десны, выполненной из эластичной пластмассы. Зубной ряд выполнен из естественных удаленных зубов. Зубы укреплены на модели и имеют подвижность, аналогичную подвижности зубов у человека при пародонтите.

Общим недостатком известных тренажеров является отсутствие контроля за величиной прилагаемой нагрузки, невозможность наблюдать процессы, происходящие в модели при приложении нагрузки.

Известен способ моделирования распределения напряжений в зубе, в котором используют модель, выполненную из оптически прозрачного материала с соблюдением геометрического подобия зубу, и источник поляризованного света, установленный перпендикулярно плоскости модели (Патент РФ N 2021638 Бюл. N 19, 1994 г.). Нагрузку прикладывают со стороны корня зуба и по интерференционной картине определяют распределение механических напряжений в модели и зоны наибольших растягивающих напряжений и по их положению судят о зоне возможных разрушений тканей зуба.

Недостатком известной модели является невозможность ее использования для обучения практическим навыкам удаления зубов без разрушения коронки зуба.

Задачей изобретения является создание модели удаляемого зуба, обеспечивающей обучение практическим навыкам удаления зубов без разрушения коронки зуба и визуальный контроль за выполнением операция.

Поставленная задача решается тем, что в модели удаляемого зуба, содержащей срез зуба, выполненный из оптически чувствительного материала, и источник поляризованного света, установленный перпендикулярно плоскости среза, согласно изобретению на срезе нанесены градуировочные линии.

Поставленная задача решается также тем, что срез выполнен с соблюдением анатомического строения зуба, состоящим по меньшей мере из двух слоев материалов, обеспечивающих подобие механических свойств тканей зуба.

Первым этапом операции удаления зуба является наложение и фиксация щипцов на коронке удаляемого зуба. От качества фиксации щипцов зависит возможность разрушения зуба на последующих этапах. Для предотвращения таких последствий необходимо прикладывать адекватную для полноценной фиксации силу. Наличие на срезе зуба градуировочных линий, соответствующих величине разрушающей силы, позволяет визуально оценивать адекватность нагрузки, прилагаемой к коронке при удалении зуба, и выработать навыки наложения щипцов при удалении зуба без разрушения коронки.

В предлагаемой модели срез зуба изготавливают из оптически чувствительного материала в масштабе 1:1. Толщина среза соответствует размерам поверхности контакта щечек щипцов и удаляемого зуба и в среднем составляет 2-5 мм. При удалении возможны различные клинические состояния зуба. Поперечное сечение зуба с интактной коронковой частью близко по форме к кольцу. Поперечное сечение депульпированного зуба, полость которого запломбирована материалом с механическими свойствами, идентичными дентину, близко к диску. Кроме рассмотренных выше моделей в виде диска и кольца, возможно использовать модели другой конфигурации поперечного среза (эллипс и др. формы, соответствующие истинным формам зуба), а также модели в виде продольного среза зуба.

По известной из эксперимента величине разрушающей силы определяют порядок интерференционной полосы и проводят градуировку по первой полосе. Для модели в форме диска координата x градуировочной линии определяется по формуле:



где

d - диаметр модели в виде диска,

n - порядок интерференционной полосы,

P - величина разрушающей силы,

С - коэффициент оптической чувствительности материала,

длина волны поляризованного света.

Задавая порядок интерференционной полосы n для материала с известным коэффициентом оптической чувствительности С, с известным распределением напряжений, можно определить координаты x на оси X по формуле и провести градуировочные линии.

При приложении силы к щипцам наблюдают за возникновением интерференционных полос. После достижения полосой заданного порядка градуировочных линий, за которыми возможно разрушения зуба, прекращают наращивание силы давления на ручки щипцов, тем самым вырабатывается навык приложения адекватной силы.

Интерференционную картину можно регистрировать различными способами:

- с использованием скрещенных поляроидных пленок с любым источником света;

- с использованием поляриметра;

- с использованием телекоммуникационной системы.

На фиг. 1 представлена модель зуба в виде кольца; на фиг. 2 - модель зуба в виде диска; на фиг. 3 - модель в виде продольного среза зуба; на фиг. 4 - модель зуба в виде диска, выполненного из двух слоев материала.

Модель удаляемого зуба содержит срез 1 зуба, выполненный из оптически чувствительного материала, и источник поляризованного света (на фигурах не указан), установленный перпендикулярно плоскости среза, на срезе нанесены градуировочные линии 3.

Пример 1. Из эпоксидного полимера горячего отверждения с коэффициентом оптической чувствительности С= 2710^-6 МПа изготовили модель поперечного сечения зуба - резца в виде кольца 1 (фиг. 1) диаметром d=6 мм и толщиной 5 мм. Модель нагружали критической нагрузкой P, определенной из опыта, на модели определили координату первой интерференционной полосы и провели градуировочную линию 2. Обучаемый щипцами нагружал данную модель, наблюдал за интерференционной картиной, стараясь нагружать модель до того момента, когда интерференционная полоса 3 первого порядка достигнет градуировочной линии 2, многократно повторял данное упражнение, обучающий контролировал выполнение упражнений и вносил коррективы.

Пример 2. Из эпоксидного полимера горячего отверждения с коэффициентом оптической чувствительности С=2710^-6МПа изготовили модель депульпированного зуба - резца в виде диска 1 (фиг. 2) диаметром d=6 мм и толщиной 5 мм, по формуле, подставляя значения параметров: силы P, длины волны зеленого цвета = 546 нм, определили координату x первой интерференционной полосы 3 (n=1) и в этой точке нанесли на модели градуировочную линию 2. Обучаемый щипцами нагружал данную модель, наблюдал за интерференционной картиной, стараясь нагружать модель до того момента, когда интерференционная полоса 3 первого порядка достигнет градуировочной линии 2, многократно повторял данное упражнение, обучающий контролировал выполнение упражнений и вносил коррективы.

Пример 3. Из полимера Э-2 с коэффициентом оптической чувствительности С= 4010^-6МПа изготовили модель продольного сечения зуба - резца высотой 35 мм, ширина 15 мм, толщиной 3,5 мм, просветили поляризованным зеленым светом с длиной волны = 546 нм (фиг. 3). Модель нагрузили критической нагрузкой P, определенной из опыта, на модели определили координату первой интерференционной полосы и провели градуировочную линию 2. Обучение навыкам осуществлялось аналогично тому, как описано в предыдущих примерах.

Пример 4. Из стали с модулем упругости E=210⁵ МПа и эпоксидного полимера горячего отверждения с E=310³ МПа и коэффициентом оптической чувствительности С=2710^-6 МПа изготовили модель поперечного сечения зуба - резца в виде диска 1 диаметром d=6 мм и толщиной 5 мм, состоящую из двух слоев материала 4 и 5 (фиг. 4), просветили поляризованным зеленым светом с длиной волны =546 нм. Модель нагрузили критической нагрузкой P, определенной из опыта, на модели определили координату первой интерференционной полосы и проведи градуировочную линию 2. Обучение навыком осуществлялось аналогично тому, как описано в примерах 1 и 2.

Использование модели удаляемого зуба позволяет рассматривать процессы, происходящие во время операции, на различных ее этапах - люксации, ротации, тракции. При моделировании удаления зуба на моделях из оптически чувствительных материалов регистрируют интерференционную картину и определяют распределение напряжений, на основе которых прогнозируют повреждения элементов зубочелюстного сегмента: раскалывание зуба, сдавливание спонгиозной ткани, перелом кортикальной пластинки.

Использование предлагаемой модели позволяет воспроизводить различные варианты патологических процессов в зубочелюстном сегменте, а также производить оценку конструкций существующих и разрабатываемых инструментов для удаления зубов.

Наличие разнообразных по механическим свойствам материалов (эпоксидные смолы, полистирол, оргстекла и т.д.) позволяет моделировать различные заболевания зубо-челюстных сегментов, таких как образование гранулем в области верхушки корня, зубодесневых карманов, околокорневых кист.

Модель легко выполнима и воспроизводима, так как в ее изготовлении применяются доступные материалы и оборудование и не требуются большие материальные затраты.