Устройство для имитации и исследования жевательного давления на зубные ряды

Полезная модель относится к медицине, а именно к ортопедической и терапевтической стоматологии, и может быть использовано для исследования в эксперименте эффективности ортопедических конструкций, дентальных реставраций.
Одним из главных вопросов практической стоматологии является качественное восстановление зубов. Частота стоматологических больных остается высокой. Поражение и потеря зубов носит не только функциональный (нарушение пережевывания и формирование пищевого комка, нарушение зубо-челюстной системы, формирование феномен Попова-Годона, образование травматического прикуса), но и социально-бытовой фактор (снижение работоспособности, ухудшение психологического состояния больного, наличие эстетического дефекта). В связи с этим повышение качества лечения зубов является основной задачей стоматологии.
Для решения данной задачи в стоматологии создают и применяют новые материалы, инструменты и методики для восстановления биомеханической и эстетической характеристик, функциональной ценности, а также повышения прочностной функции материала восстанавливающего дефект ткани зуба.
Часто бывает, что производители материалов не проводят комплексную проверку своей продукции, исследование различных воздействий проверяют изолированно друг от друга. В итоге, системную апробацию проводят уже во рту пациента, в результате чего могут проявиться отрицательные результаты, приводящие к нежелательным реакциям со стороны организма пациента.
В технике и литературе существует аналог [RU2279863], взятый нами за прототип. Данное устройство представляет собой комплекс, приближенно создающее условия, аналогичным таковым в полости рта.
Недостатки прототипа:
1) Отсутствие возможности учитывать моментальное (мгновенное) давление, оказываемое на зубы;
2) Невозможность изменять действующую силу;
3) Использование данного устройства рассчитано на постоянные и непрерывные циклические воздействия;
4) Зубы, зафиксированные в данном аппарате на самотвердеющую пластмассу, лишены возможности совершать естественные микродвижения при оказании на них нагрузки, тем самым пренебреженна работа периодонта.
Другие возможные аналоги, несмотря на конструкционное сходство с предлагаемым аппаратом, сложны в воспроизведении жевательной нагрузки [RU2153197].
Техническим результатом изобретения является создание устройства, имитирующего внешние нагрузки, оказываемые на зубы и зубные ряды и деятельность височно-нижнечелюстного сустава максимально соответствующих естественным условиям, что позволит проводить исследование новых стоматологических методик, материалов, инструментов и конструкций.
Описание чертежей (Фиг. 1, 2, 3):
1-корпус
2-электродвигатель
3-редуктор
4-блок питания
5-микроконтроллер
6-вторичный вал
7-кривошип
8-шатун
9-емкость с раствором
10-терморегулирующий блок
11-окклюдатор
12-тензометрические датчики.
Сущность предложенного устройства заключается в следующем:
Биопрепараты зубов подвергают имитационному «лечению». Затем их фиксируют на стоматологический силикон в лунки модели челюсти. Челюсти закрепляют в окклюдатор (11). Затем окклюдатор (11) в сборе с челюстями помещают в ёмкость с раствором (9), имитирующем ротовую жидкость, фиксируют шатун (8) на кривошип (7) с помощью стопорного кольца. Движение осуществляется за счёт электрического двигателя (2). Вал двигателя связан с редуктором (3). С его помощью непрерывные вращательные движения электромотора на 360° с помощью зубчатых передач преобразуются в движение вторичного вала (6) в пределах 100°. Вторичный вал (6) (он же выходной вал), сообщается с валом электродвигателя через систему шестеренок и зубчато-винтовой передачи, что и составляет редуктор (3). Вторичный вал соединён с кривошипом (7), преобразующим вращательные движения в возвратно-поступательные. Кривошип (7) в свою очередь подвижно закреплён с шатуном (8) (кривошипно-шатунный механизм), передающим давление на модели челюстей. Данная конструкция позволяет исключить значительные движения, как это происходило бы на вращающемся диске. За счет возвратно-поступательного движения шатуна (8) происходит опускание и поднимание верхней рамки окклюдатора (11) вместе с закрепленной моделью челюсти, тем самым имитируя работу височно-нижнечелюстного сустава. В данном комплексе осуществляется имитация третьей фазы жевательного цикла, т.к. в эту фазу осуществляется перетирание пищи, оказывая максимальную нагрузку. Микроконтроллер (5) запрограммирован на периодическое включение электродвигателя, что имитирует утренний, обеденный и вечерний прием пищи. Также количество приемов пищи можно изменять в программном обеспечении микроконтроллера (5). Электрическая составляющая работает от сети переменного тока 220 вольт, благодаря блоку питания (4) питаются различные аппаратные части комплекса. Микроконтроллер с помощью термопары, определяет температуру раствора и в зависимости от этого значения и записанного цикла нагрева и охлаждения даёт сигнал на нагревательный элемент, в результате чего происходит нагрев жидкости. Данная составляющая комплекса моделирует прием как горячей, так и холодной пищи. Сила жевательного давления регистрируется тензометрическими датчиками (12), находящимися в основании ёмкости (9). Микроконтроллер (5) способен считывать с них информацию, выводить минимальные, максимальные, средние значения.
Предложенная полезная модель удобна для использования и дает максимально достоверные данные об изучаемом объекте за счет использования микроконтроллера, который осуществляет автономную работу полезной модели (позволяет изменять температуру согласно заданной программе, запускает и отключает электродвигатель, благодаря которому осуществляется жевательные движения, регистрирует значения давления, оказываемые на модели челюсти).