СПОСОБ УСТАНОВКИ ОРТОДОНТИЧЕСКОГО АППАРАТА, ШАБЛОН И ОРТОДОНТИЧЕСКИЙ АППАРАТ
METHOD FOR INSTALLATION OF ORTHODONTIC APPARATUS, TEMPLATE AND ORTHODONTIC APPARATUS

Изобретение относится к медицине, а именно к ортодонтической стоматологии, и может быть использовано для установки ортодонтического аппарата с помощью ортодонтических микроимплантов, например микровинтов, минивинтов, винтов для временной кортикальной опоры, при комплексном лечении пациентов с аномалиями зубочелюстной системы.
В процессе комплексного лечения пациентов с аномалиями зубочелюстной системы все чаще используются ортодонтические микроимпланты, винты, длина которых не превышает 14 мм. В ортодонтии микроимпланты выполняют роль опор, на которые устанавливается, например, ортодонтический аппарат. Вследствие этого возникает вопрос о наиболее рациональном и безопасном методе введения микроимплантов с последующей установкой ортодонтического аппарата.
Известен хирургический полимерный шаблон, представляющий собой каповую конструкцию из акриловой пластмассы толщиной около 5 мм, в структуру которой помещены металлические проводники для направленного введения стоматологических имплантов цилиндрической формы (Стоматологическая реабилитация с помощью дентальных имплантатов. Клиническое руководство. / Н. Зицман и П. Шерер, под. Ломакина. - М.: Издательский дом «Азбука», 2005. - 26 с.).
Недостатком данного способа является то, что полимерный хирургический шаблон не позволяет осуществлять планирование введения микроимплантов с вестибулярной поверхности альвеолярных отростков челюстей, а также между диагностическим и оперативным этапами в него необходимо вводить проводник, или изготавливать новую конструкцию шаблона.
Также известен способ установки ортодонтического микроимпланта и кондуктор, используемый для его осуществления, описанный в патенте RU №2332186. Способ включает в себя рентгенографию, выбор по ее результату точки, направления и глубины установки микроимпланта. Предварительную установку кондуктора, имеющего горизонтально расположенный связующий элемент и трубку-втулку, расположенную на одном из его концов, и установку через нее ортодонтического микроимплантата. Рентгенографию осуществляют путем применения компьютерной томографии.
Сборку кондуктора ведут в полости рта пациента. Для этого предварительно из материала одноразового применения изготавливают метрическую штангу, метки на которой устанавливают по меткам компьютерной томографии, горизонтальную штангу, длину которой определяют по данным компьютерной томографии, и втулку. Все части кондуктора фиксируются с помощью прозрачной быстротвердеющей вязкотекучей силиконовой массы.
Недостатками описанного способа являются сложность при фиксации в полости рта пациента составных частей кондуктора прозрачной быстротвердеющей вязкотекучей силиконовой массой. В результате снижается точность позиционирования на выбранном месте направляющей втулки для введения микроимпланта. Кроме того, высокая трудоемкость технологии сборки кондуктора при одновременном одноразовом его использовании на каждом из этапов установки микроимпланта, повышает стоимость проведения операции.
Также известен способ, описанный в патенте РФ №2470609 «Способ установки ортодонтического микроимплантата и шаблон для его осуществления», опубл. 27.12.2012, приоритет 09.03.2011, выбранный в качестве прототипа.
Для осуществления способа получают рабочую гипсовую модель челюсти пациента, с использованием которой изготавливают кондуктор-шаблон в виде капы из эластичного материала, повторяющей форму поверхностей вестибулярного зубного ряда, альвеолярного отростка и твердого неба. Шаблон получают термоштамповкой на аппаратах Mini Star или Easy-Vac из полимерных заготовок 0,75 или 1 мм (Ideal Clear, GAC-Dentsply). В процессе штамповки в заготовку в проекции зоны введения микроимплантатов запрессовывают метрическую рентгеноконтрастную сетку из металлической нити диаметром 0,3 мм со стороной координатной клетки 5 мм.
Изготовленный шаблон фиксируют в полости рта и проводят рентгенографию твердого неба контактным близкофокусным облучением или методом визиографии для диагностики и выбора места установки и оперативного вмешательства на следующем этапе. Рентгеноконтрастная сетка на эластичном шаблоне позволяет точно определить места введения ортодонтических микроимплантатов.
Определив типоразмеры микроимплантатов и места их установки, в шаблоне в выбранном месте выполняют направляющие отверстия в соответствии с формой и размерами микроимплантатов.
Недостатком предложенного способа является отсутствие возможности введения микроимплантов в костную ткань гарантировано под необходимым углом для последующей установки на них, например ортодонтического аппарата. Предложенный в патенте способ позволяет достаточно точно определить только место установки микроимплантов. Также недостатком является использование для изготовления шаблонов полимерных заготовок 0,75 или 1 мм, толщина которых недостаточна для задания направления введения микроимпланта. Все вышеперечисленное приводит к необходимости изготавливать ортодонтический аппарат только после определения направления осей введенных микроимплантов. Как следствие общее минимальное количество посещений пациентом врача при использовании предложенного в изобретении метода составляет не менее трех.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего повысить точность и направление ввода микроимплантов для последующей установки на них ортодонтического аппарата.
Техническим результатом, получаемым в результате применения способа, предложенного в изобретении, является сокращение количества посещений пациентом врача.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что проводят компьютерную томографию пациента. Создают модель челюсти пациента. Изготавливают шаблон для введения микроимплантов и ортодонтический аппарат. По шаблону вводят микроимпланты, на которые устанавливают ортодонтический аппарат. Причем по модели челюсти пациента создают виртуальную 3D-модель челюсти пациента. В компьютерной программе производят совмещение компьютерной томограммы и 3D-модели челюсти пациента. Производят определение координат точек входа микроимплантов в слизистую поверхность и построение положения осей введения микроимплантов в данных точках. На основании определенных координат точек входа микроимплантов и положения осей введения микроимплантов производят изготовление шаблона с направляющими отверстиями для введения микроимплантов и изготовление ортодонтического аппарата с установочными отверстиями для крепления ортодонтического аппарата на микроимпланты. Изготовленный шаблон фиксируют в полости рта пациента. Вводят по направляющим отверстиям шаблона микроимпланты. Убирают шаблон. Устанавливают на введенные микроимпланты ортодонтический аппарат.
Также технический результат достигается тем, что шаблон для введения микроимплантов для установки ортодонтического аппарата выполнен в виде капы.
Причем в шаблоне выполнены направляющие отверстия для введения микроимплантов. При этом определение координат точек входа микроимплантов в слизистую поверхность и построение положения оси введения микроимплантов в данных точках входа выполнено с использованием компьютерной программы по совмещенным компьютерной томограмме и 3D-модели челюсти пациента.
Толщина шаблона в месте введения имплантов по меньшей мере должна быть достаточная для сохранения положения оси введения имплантов.
Предпочтительно, чтобы в шаблоне для введения микроимплантов для установки ортодонтического аппарата были выполнены смотровые отверстия.
Шаблон для введения микроимплантов для установки ортодонтического аппарата может быть изготовлен, например, из фотополимера методом 3D печати.
Также технический результат достигается тем, что ортодонтический аппарат содержит основные опорно-удерживающие приспособления, вспомогательные фиксирующие элементы, регулирующие части и установочные отверстия. При этом взаимное расположение и оси установочных отверстий ортодонтического аппарата выполнены, исходя из координат точек входа микроимплантов в слизистую поверхность и положения осей введения микроимплантов в данных точках входа с использованием компьютерной программы по совмещенным компьютерной томограмме и 3D-модели челюсти пациента.
Ортодонтический аппарат может быть изготовлен методом 3D печати металлом по полученной компьютерной модели аппарата.
В другом варианте ортодонтический аппарат может быть изготовлен методом литья металла в форму, выполненную по выжигаемой фотополимерной модели, полученной на 3D принтере по компьютерной модели аппарата.
Обработка полученных томограммы пациента, 3D-модели челюсти пациента и выбранного типоразмера микроимплантов в компьютерной программе позволяет, исходя из анатомии и формы слизистой поверхности, произвести выбор координат точек входа микроимплантов в слизистую поверхность и построить положения микроимплантов в данных точках с учетом их наклона и глубины введения в отсутствии пациента. На основании полученных данных, так же в отсутствии пациента, производят изготовление шаблона для введения микроимплантов и ортодонтического аппарата. То, что выбор координат точек ввода микроимплантов и положение осей микроимплантов производят в компьютерной программе одновременно с выбором взаимного расположения и осей установочных отверстий ортодонтического аппарата, позволяет получить точное совпадение положения микроимплантов и осей ввода микроимплантов с установочными отверстиями изготовленного ортодонтического аппарата. Это совпадение позволяет просто и гарантированно устанавливать ортодонтический аппарат на введенные микроимпланты.
Шаблон для введения микроимплантов для установки ортодонтического аппарата изготавливают виде капы с направляющими отверстиями для введения микроимплантов по 3D-модели челюсти пациента. Размещение на слизистой поверхности и направление осей направляющих отверстий выполняют, исходя из выбора точек входа микроимплантов в слизистую поверхность и построения положения микроимплантов в данных точках с учетом их наклона и глубины введения. Это позволяет выбрать и гарантировать наиболее оптимальное, и безопасное положение введенных микроимплантов для дальнейшей установки на них ортодонтического аппарата.
Толщина шаблона в месте введения имплантов по меньшей мере должна быть достаточная для сохранения положения осей введения имплантов, что гарантирует совпадение координат и направления осей установочных отверстий ортодонтического аппарата и введенных микроимплантов.
В шаблоне для введения микроимплантов для установки ортодонтического аппарата для удобства могут быть выполнены смотровые отверстия. Смотровые отверстия позволяют контролировать проведение процедуры введения микроимплантов.
Шаблон для введения микроимплантов для установки ортодонтического аппарата может быть изготовлен из фотополимера методом 3D печати, что также позволяет повысить точность и обеспечить спланированное направление ввода микроимплантов.
Ортодонтический аппарат изготавливают с установочными отверстиями, основными опорно-удерживающие приспособлениями, вспомогательными фиксирующими элементами и регулирующими частями. При этом, благодаря использованию компьютерной программы, взаимное расположение и оси установочных отверстий ортодонтического аппарата выполнены исходя из выбора точек входа микроимплантов в слизистую поверхность и построение положения микроимплантов в данных точках с учетом их наклона и глубины введения. Такое решение позволяет гарантировать совпадение положения установочных отверстий ортодонтического аппарата и положения введенных микроимплантов, а также совпадения направления осей введенных микроимплантов и установочных отверстий ортодонтического аппарата.
Для получения высокого качества ортодонтический аппарат предпочтительно изготавливать методом 3D печати металлом по полученной компьютерной модели аппарата, либо методом литья металла в форму, выполненную по выжигаемой фотополимерной модели, полученной на 3D принтере по компьютерной модели аппарата.
В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг. 1 - примеры исходных данных для реализации предложенного способа;
Фиг. 2 - совмещенные компьютерная томограмма и 3D-модели челюсти пациента;
Фиг. 3 - выбранные точки входа микроимплантов в слизистую на 3D-модели челюсти пациента;
Фиг. 4 - проверка правильности выбранного расположения микроимплантов;
Фиг. 5 - моделирование абатментов аппарата и направляющих отверстий шаблона;
Фиг. 6 - моделирование оболочки шаблона;
Фиг. 7 - объединенные оболочка и направляющие отверстия шаблона;
Фиг. 8 - выполненные смотровые отверстия шаблона;
Фиг. 9 - смоделированные индивидуальные элементы ортодонтического аппарата (кольцо и балка);
Фиг. 10 - добавленный стандартный элемент ортодонтического аппарата - двигающий винт;
Фиг. 11 - объединенные функциональные и технологические элементы ортодонтического аппарата.
Фиг. 12 - пример изготовленного ортодонтического аппарата.
Для реализации предложенного способа получают исходные данные, а именно, компьютерную томограмму 1, слепки 2, модель 3 челюстей, а также выбирают типоразмер устанавливаемых микроимплантов 4. По слепкам 2, отливают, например, гипсовые модели 3, и сканируют их для получения 3D-модели 5 челюсти пациента, как это показано на фиг. 1.
В компьютерной программе производят совмещение компьютерной томограммы 1 и 3D-модели 5 челюсти пациента, см фиг. 2.
Исходя из анатомии и формы слизистой неба, производят выбор точек 6 входа микроимплантов 4 в слизистую на 3D-модели 5 челюсти пациента, см. фиг. 3.
Производят построение положения микроимплантов 4 в данных выбранных точках 6 с учетом их наклона и глубины введения. Проверяют по компьютерной томограмме правильность выбранного расположения микроимплантов 4, см. фиг. 4.
При необходимости корректируют положения микроимплантов 4, повторяя выбор точек 6 входа микроимплантов 4 в слизистую на 3D-модели 5 челюсти и выбор положения микроимплантов 4 в данных выбранных точках 6 с учетом их наклона и глубины введения.
На основе полученных данных, а именно 3D-модели 5 челюсти пациента и заданное положение микроимплантов 4 относительно нее, производят моделирование шаблона 7 для введения микроимплантов 4 для последующей установки ортодонтического аппарата 8.
Используя компьютерную программу, производят виртуальную установку элементов ортодонтического аппарата 8 и шаблона 7 для введения микроимплантов 4, непосредственно связанных с микроимплантами 4, например, таких как абатменты 9 ортодонтического аппарата 8, направляющие отверстия 10 шаблона 7, в соответствии с их положением на челюсти, как это показано на фиг. 5. Таким образом, достигается постоянство баз ортодонтического аппарата 8 и шаблона 7 для введения микроимплантов 4, и как следствие, совпадение положения установочных отверстий абатментов 9 ортодонтического аппарата 8 и положения введимых микроимплантов 4, а также совпадения направления осей вводимых микроимплантов 4 и установочных отверстий абатментов 9 ортодонтического аппарата 8.
Создание модели шаблона 7 для введения микроимплантов 4 - это процесс компьютерного моделирования по 3D-модели 5 челюсти капы 11, прилегающей к небной, окклюзионной и вестибулярной поверхностям зубов и частично к слизистой оболочке неба, см. фиг. 6. Капа 11 в компьютерной программе объединяется с уже созданными направляющими отверстиями 10 для введения микроимплантов 4, см. фиг. 7. Затем в капе 11 при помощи компьютерной программы размещаются смотровые отверстия 12 для облегчения контроля установки шаблона 7 на челюсти пациента и наблюдения за процессом ввинчивания микроимплантов 4, см. фиг. 8. Затем созданный в компьютерной программе шаблон 7 для введения микроимплантов 4 изготавливается из фотополимера методом 3D печати, при этом толщина шаблона 7 в месте размещения направляющих отверстий 10 для введения микроимплантов 4 должна быть достаточной для сохранения положения оси введения микроимпланта во время установки.
Для создания модели ортодонтического аппарата 8 производится компьютерное моделирование его индивидуальных элементов, таких как кольца 13, балок 14 и т.д., как это показано на фиг. 9. Также при необходимости выполняется добавление стандартных элементов ортодонтического аппарата двигающие винты 15, замки-трубки (на чертежах не показано) и т.д., см. фиг. 10. Все элементы создаются и добавляются в соответствии с требуемыми функциями проектируемого ортодонтического аппарата 8, 3D-моделью 5 челюсти и положением введенных микроимплантов 4.
При необходимости моделируются технологические элементы, служащие для соединения частей ортодонтического аппарата 8, чтобы при изготовлений он представлял собой монолитную конструкцию. Затем в компьютерной программе производится объединение всех элементов ортодонтического аппарата 8, подлежащих изготовлению, в единое тело, см, фиг. 11.
Для изготовления ортодонтического аппарата 8 возможно применение нескольких технологий.
Как вариант, изготовление можно производить методом 3D печати металлом по полученной компьютерной 3D-модели аппарата.
В другом варианте возможно использование литья, для чего:
- производят печать выжигаемой модели из фотополимера на 3D принтере;
- формируют литниковую систему и изготавливают формы для литья;
- производят литье металлом в полученную форму.
На заключительном этапе производят приварку двигающих винтов 15 и изготовление дополнительных опорных элементов из стоматологической пластмассы.
Конкретный пример изготовленного ортодонтического аппарата согласно предлагаемому способу изображен на фиг. 12
Таким образом, преимущество предлагаемого изобретения заключается в том, что шаблон 7 для введения микроимплантов 4 и ортодонтический аппарат 8, устанавливаемый на введенных микроимплантах 4, изготавливают по компьютерным 3D-моделям, что позволяет гарантировать точность и обеспечить спланированное направление ввода микроимплантов 4 для последующей установки на них ортодонтического аппарата 8. Это, в свою очередь, позволяет сократить количество посещений пациентом врача.
Сокращение количества посещений пациентом врача при применении предложенного способа положительно отражается на эмоциональном состоянии пациента.
Следует отметить, что коррекции аномалий зубочелюстной системы чаще всего подвергаются дети, и внедрение предложенного способа позволит уменьшить эмоциональную нагрузку на детей.