מרכז ההתנגדות של השן

מרכז ההתנגדות של השן הוא מושג מתחום יישור השיניים (אורתודונטיה) המתייחס לנקודה בתוך שורש השן, שהיא דומה, אך לא זהה, מבחינה פיזיקאלית, למרכז המסה של גוף חופשי. עובדה היא שהריסון עצמו משנה את תגובת הגוף המרוסן להפעלת וקטור שאינו עובר דרך מרכז ההתנגדות של השן. בעוד שווקטור, שאינו עובר דרך מרכז המסה של גוף חופשי, יוצר תאוצה זוויתית, שמסובבת אותו סביב מרכז המסה, ותאוצה קוית, יוצרת את העתקתו, אזי הריסון הטבעי של השן, מונע את התאוצה הקווית ומאפשר רק תאוצה זוויתית. כמו כן, העברת וקטור דרך מרכז המסה של גוף חופשי שמעתיקה את הגוף ממקום למקום (כל חלקי הגוף נעים באותו כיוון בדיוק), אזי אי הידיעה של מיקומו המדויק של מרכז ההתנגדות של השן מונע את אפשרות העברת וקטור בודד דרך מרכז ההתנגדות של השן. אולם ההתייחסות הפיזיקאלית מאפשרת ביצוע אנליזות פיזיקאליות, הקשורות בין היתר להגדרת תנועות השיניים ביחס לווקטורים שמופעלים עליהן, כאשר השן כאמור, בהיותה במקומה בלסת, אינה גוף חופשי אלא גוף מרוסן.

ההסבר הפיזיקאלי
הפער במיקום מרכז המסה של שן, אילו הייתה גוף חופשי, שנעקרה מקשת השיניים, לבין מיקום מרכז ההתנגדות של אותה השן בפה, הוא מספר מילימטרים, כאשר מרכז ההתנגדות של השן נמצא בשורש, ומרכז המסה של אותה שן נמצא בערך, באזור המפגש של כותרת השן והשורש שלה. ניתן לומר, שהריסון עצמו ככוח, הסיט את נקודת מרכז המסה של השן לכיוון השורש במספר מילימטרים בודדים. הפעלת וקטור שאינו עובר דרך מרכז ההתנגדות של השן, או הפעלת זוגי (שני כוחות זהים, בכיוונים מנוגדים, מקבילים זה לזה כך שלא יבטלו האחד את השני) על השן, שלא משנה היכן הוא יופעל, יגרום לסיבוב השן סביב מרכז ההתנגדות שלה. האפשרות להפעלת וקטור בודד שיעבור דרך מרכז ההתנגדות של השן, לטובת העתקה (טרנסלציה), אינה יכולה להתקיים, מאחר שמיקומה המדויק של מרכז ההתנגדות של השן, כנקודה במרחב השן מתעתע ועל פי דרושיות הפיזיקה אינו ידוע במדויק. לפיכך ניתן לומר שעל שן אפשר להפעיל שני וקטורים בלבד, הטיה וזוגי, ששניהם גורמים לאותה תוצאה בדיוק, רוטציה (תנועה סיבובית) של השן סביב מרכז ההתנגדות שלה.

הראשון שהגדיר את הנקודה ונתן לה את שמה – מרכז ההתנגדות של השן - היה אורתודנט אמריקאי, ד"ר גילברט ד. פיש ב-1917. על פי הגדרתו, "מרכז ההתנגדות של השן נמצא בנקודה בשורש השן, שממוקמת באזור שבין קצה השורש (אפקס), לשולי החניכיים, שכאשר יופעל כוח על קו שעובר דרך נקודה זו, לא תיווצר, לא הטיה, ולא רוטציה (סיבוב) של השן ביחס לציר האורך שלה". עצם ההגדרה מוכיחה שלא מדובר איפוא בהגדרה פיזיקאלית טהורה שבה כל הנתונים ידועים, ומיקום הנקודה חד ערכי, אלא בהגדרת מיקום נקודה משוער, במרחב מסוים בשן, וכל זאת עקב היות השן מרוסנת על ידי רקמות חיות.

המשמעות האורתודונטית
לעומת גוף חופשי, שבו מרכז המסה, כל עוד הגוף לא עבר שינוי מהותי, מהווה נקודה קבועה וברורה במרחב המסה, אזי מיקומו של מרכז ההתנגדות של השן כגוף מרוסן, מתעתע. הסיבה לכך נובעת מכך שאמצעי הריסון של השן, שהם העצם האלבאולרית, והליגמנט הפריודונטאלי, הם גופים חיים, שמשנים כל העת את תכונותיהן הפיזיקאליות, ובכך, משנים גם את עוצמת האחיזה של השן במקומה. שינוי התכונות הפיזיקאליות, כמו צמיגות הליגמנט פריודנטלי וחוזק העצם האלבאולרית, כרקמות מרסנות, בולט במיוחד בעת טיפול יישור-שינים, שבו, עקב הפעלת הכוחות על השיניים, השיחלוף הביולוגי של הרקמות הללו משנה את תכונותיהן הפיזיקאליות כל העת. הריסון בעזרת שתי הרקמות הללו, נקרא הריסון הטבעי (הביולוגי) של השיניים. מאחר שמיקום מרכז ההתנגדות של השן תלוי ברקמות חיות ופעילות, (ויטאליות ואקטיביות) עם השנים, בעקבות תהליכים נורמליים (של התבגרות והזדקנות), או פתולוגיים (מחלות החניכיים וומחלות העצם האלבאולרית למשל) שמתחוללים סביב השיניים, כמו נסיגת חניכיים, ספיגת עצם אלבאולארית, וכדומה, מיקום מרכז ההתנגדות של השן, נע לכיוון קצה השורש (האפקס) של השן.

שינויים נוספים במיקום מרכז ההתנגדות של השן, מתחוללים, גם כאשר משנים את מהותה של השן כגוף מרוסן טבעית בלבד. למשל, שחזור חלק מהשן באמצעות סתימת אמלגם דנטלי או סתימה מחומר מורכב, או הכתרת השן באמצעות חומר מתכתי למשל, כל אלו משנים את מיקום מרכז ההתנגדות של השן, שנע מהמקום המשוער שבו הוא נמצא למקום אחר, בטווח מרחק קטן יחסית בשורש עצמו. כל עוד השן חופשיה, ולא מוסיפים לריסונה שום רכיב חיצוני, התנודתיות, של מיקום מרכז ההתנגדות של השן בשורש, שתלויה רק במטבוליזם של הרקמות המרסנות, היא מזערית. אולם כאשר מדביקים לשן את המיכשור הקבוע ליישור שיניים, כמו סמכי מתכת או סמכי חרסינה, שאליהם מצרפים קשתות אורתודונטיות מתכתיות, שמחברות יחדיו את כל קשת השיניים, או את חלקה, ושתפקידם העיקרי הוא להניע את השיניים ממקום למקום, על מנת לשפר את מראה ואת תפקוד קשתות השיניים, קרי, לבצע טיפול יישור שיניים, מגדילים בצורה ניכרת את רמת הריסון של השיניים. כל הגדלה של מידת ריסון שן או שיניים, משנה, בהכרח, את מיקום מרכז ההתנגדות של השיניים בהתאם: הגדלת הריסון מעבירה את מרכז ההתנגדות של השן לכיוון הכותרת ואפילו לכותרת עצמה. מיקום מרכז ההתנגדות החדש תלוי בתכונות הפיזיקאליות של קשתות המתכת, (לדוגמה: החומרים ממנה היא עשויה, כמו פלדת אל-חלד או ניקל-טיטניום למשל, וכן גודל החתך שלהן שמתחזק ככל שממדי החתך גדולים יותר). מנגד, שחרור הריסון, למשל על ידי הוצאת הקשת המתכתית מהסמכים או ניתוק הסמכים מהשיניים, 'מחזירים' את מרכז ההתנגדות של השן למקומה הבסיסי שבשורש.

עוצמת הריסון של המיכשור הקבוע (הריסון המלאכותי) שמניעה את מרכז ההתנגדות של השן ממיקומו בשורש למרכז הסמך למשל, משנה כמובן את המערכת הפיזיקאלית שמורכבת על השן, בכך שהיא מאפשרת לשן, שכאשר מופעל עליה למשל וקטור להטיה או זוגי, להסתובב סביב מרכז ההתנגדות במקומו החדש שנמצא כבר על כותרת השן. כאשר מפעילים וקטור להטיה, במצב שבו רק הריסון הטבעי פועל, ומרכז ההתנגדות ממוקם בשורש, במחצית אורך חותכת או ניב לערך, אזי הווקטור יגרום בעיקר לרוטציית השן סביב מרכז ההתנגדות שלה, כך שקצה הכותרת מחד והאפקס מנגד, ינועו במידה שווה בכיוונים מנוגדים. תנועת הטיה זו משנה את שיפוע השן. (בניגוד להפעלת כוח על גוף חופשי שבו הפעלת וקטור גורמת לרוטציה של הגוף סביב מרכז המסה, ובנוסף להעתקתו במרחב, אזי הפעלת וקטור דומה על שן, גורמת כמעט אך ורק לרוטציה שלה מאחר שהריסון מונע כמעט לחלוטין את תנועת ההעתקה). וכך, כאשר מרכז ההתנגדות של השן נמצא בסמך עצמו שמודבק לכותרת, אזי וקטור הטיה או הזוגי שיפעלו על השן, יגרמו לרוטציה של השן סביב ציר הסיבוב שיימצא במרכז הסמך, כאשר קצה השורש (אפקס) נע פי כמה מאשר קצה הכותרת, בכיוון הפוך. תנועה זו, בכל הממדים, שמשנה גם היא את שיפוע השן, אך ציר הסיבוב שלה נמצא בכותרת, במרכז הסמך ולא במרכז השן. שינוי השיפוע של השן בצורה זו נקרא באורתודנטיה טורק. שילוב התנועות, אחת אחרי השנייה, רוטציה סביב נקודת מרכז ההתנגדות בעת מיקומה בשורש, ולאחריה רוטציה כאשר מרכז ההתנגדות עובר למרכז הסמך, וחוזר חלילה, מייצר את תנועת ההעתקה, טרנסלציה, האורתודונטית. שילוב שתי התנועות הללו נקראת "הליכה" (Walking), שחשיבותה באורתודנטיה לא תסולא בפז. נחזור ונדגיש, שתנועת ה'הליכה' יכולה להיווצר אך ורק בעת טיפול באמצעות מיכשור קבוע שיכול לשנות את מיקום מרכז ההתנגדות. שום מיכשור נייד, בשום מצב, אינו יכול לבצע תנועה שכזו.

המושגים הקשורים לריסון הביולוגי ולריסון המלאכותי, והמידע על תכונותיהם הקשור לטיפול יישור שינים, כמו האפשרות להניע את מרכז ההתנגדות של השן מהשורש לכותרת ולהפך, ושהשליטה על מיקומו של מרכז ההתנגדות מאפשרת להניע את השיניים, לבד או בשילוב עם תנועות אחרות, לכל הכיוונים בכל התנועות האפשריות 'פותחו' על ידי ד"ר נפתלי ברזניאק וד״ר נועם פרוטר ב-2024.

קטגוריה:רפואת שיניים
קטגוריה:שיניים: אנטומיה