Биомеханика нижней челюсти рассматривается с точки зрения функционального предназначения зубочелюстной системы (речь, жевание, глотание). Движения нижней челюсти реализуются как результат взаимодействия височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС), зубов и жевательных мышц.
Это взаимодействие координируется и контролируется центральной нервной системой. Произвольные и рефлекторные движения регулирует нервно-мышечный аппарат, они осуществляются последовательно.
Например, начальные движения — откусывание пищи и помещение ее в ротовую полость — являются произвольными. Жевание и глотание затем осуществляются бессознательно.
Все не так просто, как кажется
Направления движений нижней челюсти
Вперед, вниз, вверх, вбок
Движения нижней челюсти возможны в трех направлениях, в их перечень входят:
- вертикальное;
- сагиттальное;
- трансверзальное.
Любые движения в нижней челюсти реализуются при условии одновременного скольжения и вращения ее головок.
Дистальное фиксированное положение нижней челюсти относительно верхней обеспечивается благодаря ВНЧС. Также этот сустав создает направляющие плоскости для осуществления движения вперед, вниз и в стороны. Если между зубами нет контакта, направление движений нижней челюсти осуществляется благодаря артикулирующим суставным поверхностям и проприоцептивным нервно-мышечным механизмам.
Стабильность вертикального и дистального взаимодействия между нижней и верхней челюстью обеспечивает межбугорковый контакт зубов-антагонистов. Кроме того, благодаря бугоркам зубов образуются направляющие плоскости для осуществления движений нижней челюсти вперед и в стороны.
В процессе перемещений нижней челюсти, когда зубы в контакте, направление движения определяется жевательными поверхностями зубов, а суставы выполняют пассивную функцию.
Вертикальные движения
Движения при открывании рта
Вертикальные движения, которые характеризуют процесс открывания ротовой полости, могут быть осуществлены при условии активного двустороннего сокращения мышц, какие идут от нижней челюсти к подъязычной кости. Помимо этого, роль играет и тяжесть самой челюсти.
Открывание рта имеет три фазы:
- незначительная;
- значительная;
- максимальная.
Величина амплитуды вертикального перемещения челюсти — 4-5 см. В процессе закрывания ротовой полости подъем челюсти достигается благодаря одновременному сокращению мышечных структур.
В ВНЧС при этом происходит вращение головок нижней челюсти вместе с диском вокруг своей оси, затем вниз и вперед — по скату бугорков до вершин во время открывания ротовой полости и в обратном направлении в процессе закрывания.
Сагиттальные движения
Они обеспечивают выдвижение нижней челюсти по направлению вперед. При этом осуществляется комплекс движений в сагиттальной плоскости в границах перемещения межрезцовой точки.
Смещение челюсти вперед реализуется благодаря двустороннему сокращению латеральных и медиальных крыловидных мышц, частично — височных.
Движение головки подразделяется на две фазы:
- Скольжение диска вместе с головкой по поверхности бугорка сустава.
- Присоединение шарнирного движения головки вокруг своей поперечной оси.
Сагиттальный суставной путь — расстояние, какое проходит головка челюсти во время движения вперед. Его средняя величина — от 7 до 10 мм.
Угол сагиттального пути
Угол сагиттального суставного пути — угол, который образуется при пересечении окклюзионной плоскости с линией сагиттального пути. Он зависит от выраженности бугорка сустава и бугорков боковых зубов. Средняя величина угла составляет 33о.
Кривая Spee (сагиттальная окклюзионная) проходит от верхней трети дистального ската клыка нижней челюсти до дистального щечного бугорка крайнего моляра нижней локализации.
В процессе выдвижения нижней челюсти из-за наличия кривой Spee возникают межзубные контакты, которые обеспечивают гармонию окклюзионных взаимоотношений между рядами зубов. Благодаря сагиттальной кривой компенсируется неровность окклюзионных поверхностей, из-за этого ее также называют компенсаторной.
Механизм движения челюсти вперед можно описать так: во время осуществления перемещения головка мыщелкового отростка стремится вперед и вниз по скату бугорка сустава, зубы нижней челюсти также стремятся по направлению вперед и вниз. Но при встрече со сложностью рельефа окклюзионной поверхности зубов верхней челюсти зубы нижней стороны формируют с ними непрерывный контакт до того времени, пока зубные ряды не будут разобщены из-за высоты резцов центральной локализации.
В процессе сагиттального движения центральные резцы, расположенные снизу, будут скользить по небной поверхности резцов, локализованных сверху, то есть они проходят сагиттальный резцовый путь. Угол между окклюзионной плоскостью и вектором резцового пути может меняться, но его среднее значение составляет от 40 до 50о.
То есть, обеспечение сохранения контактов зубов в процессе выдвижения челюсти происходит благодаря гармоничному взаимодействию между суставным и резцовым путями и бугорками жевательных зубов.
Очень важно! Если при изготовлении протезов, как съемных, так и несъемных, не учитывать кривизну компенсаторной кривой, то провоцируется перегрузка суставных дисков. Это неизбежно ведет к патологии ВНЧС.
Трансверзальные движения
Трансверзальные, или боковые движения производятся благодаря преимущественно одностороннему сокращению латеральной крыловидной мышцы. Во время движения челюсти в правую сторону наблюдается сокращение левой латеральной крыловидной мышцы, и наоборот. Головка челюсти на стороне смещения осуществляет вращения вокруг вертикальной оси.
На балансирующей стороне (сторона сокращения мышцы) происходит скольжение головки нижней челюсти вместе с диском по суставной поверхности бугорка вперед, вниз и немного внутрь, то есть она совершает боковой суставной путь. Угол трансверзального суставного пути (угол Беннета) образуется между линиями бокового и сагиттального суставного пути. Его среднее значение примерно 17о.
Угол Беннета (17) и готический угол (110)
Для боковых движений характерны некоторые изменения в положении зубов. Пересечение кривых трансверзальных смещений передних зубов в межрезцовой точке происходит пот тупым углом. Это угол трансверзального резцового пути, который иначе называют готическим. Его среднее значение — от 100 до 110о. Он характеризует размах резцов.
Боковое движение влево
На рабочей стороне боковые зубы располагаются одноименными бугорками относительно друг друга, а на балансирующей их состояние разомкнутое. Трансверзальная окклюзионная кривая (Вильсона) соединяет щечные и язычные бугорки жевательных зубов по одной стороне с такими же на другой стороне. Радиус кривизны кривой Вильсона составляет 95 мм.
Важно учитывать типы размыкания зубных рядов:
- Клыковое ведение. При осуществлении боковых движений нижней челюсти происходит движение мыщелкового отростка на балансирующей стороне по направлению вперед, вниз и вовнутрь. При этом меняется плоскость наклона челюсти. Размыкание зубного ряда отмечается лишь при контакте клыков.
- Клыково-премолярное ведение. В момент размыкания моляров рабочей стороны контактируют клыки и премоляры.
Обратите внимание! В процессе изготовления несъемных протезов важно выяснить тип размыкания, характерный для конкретного пациента.
Тип размыкания устанавливают, ориентируясь на высоту клыков и на противоположную сторону. Если сделать это не представляется возможным, следует изготавливать протез с клыково-премолярным типом ведения.
Благодаря этому предотвращается перегрузка суставных дисков и тканей пародонта. Соблюдение радиуса кривизны кривой Вильсона помогает предупредить суперконтакты жевательных зубов при осуществлении боковых движений нижней челюсти.
Траектории смещения срединной точки
Центральное соотношение челюстей — отправная точка всех движений, осуществляемых нижней челюстью. Оно отличается наиболее верхней локализацией головок суставов и бугорковым контактом боковых зубов.
После челюсть смещается в более стабильное положение, при каком возможен максимальный фиссурно-бугорковый контакт. Осуществление скольжения зубов в границах 1 мм из локализации центрального соотношения в центральную окклюзию направляется вперед и вверх в сагиттальной плоскости. Это называется термином “скольжение по центру”.
Важно! Рассмотренные данные используются в процессе программирования суставных механизмов приборов, которые имитируют движения нижней челюсти.
Вертикальные и сагиттальные движения нижней челюсти. Суставной и резцовый путь скольжения.
Вертикальные движения нижней челюсти соответствуют открыванию и закрыванию рта. Для открывания рта и введения пищи в рот характерно, что в этот момент срабатывает выбранный оптимальный вариант действия, зависящий от визуального анализа характера пищи и размера пищевого комка. Так, бутерброд, семечки размещают в группе резцов, фрукты, мясо — ближе к клыку, орехи — к премолярам. Таким образом, при открывании рта происходит пространственное смещение всей нижней челюсти (рис. 33).
В зависимости от амплитуды открывания рта преобладает то или иное движение. При незначительном открывании рта (шепот, тихая речь, питье) преобладает вращение головки вокруг поперечной оси в нижнем отделе сустава; при более значительном открывании рта (громкая речь, откусывание пищи) к вращательному движению присоединяется скольжение головки и диска по скату суставного бугорка вниз и вперед. При максимальном открывании рта суставные диски и нижнечелюстные головки устанавливаются на вершинах суставных бугорков. Дальнейшее движение суставных головок задерживается напряжением мышечного и связочного аппаратов, и вновь остается только вращательное или шарнирное движение. Передвижение суставных головок при открывании рта можно проследить, установив пальцы впереди козелка уха или вставив их в наружный слуховой проход. Амплитуда раскрывания рта строго индивидуальна. В среднем она равна 4-5 см. Зубной ряд нижней челюсти описывает кривую при открывании рта, центр которой лежит в середине суставной головки (рис. 34). Определенную кривую описывает и каждый зуб (рис. 35).
Сагиттальные движения нижней челюсти. Движение нижней челюсти вперед осуществляется в основном за счет двустороннего сокращения латеральных крыловидных мышц и может быть разделено на две фазы: в первой — диск вместе с головкой нижней челюсти скользит по суставной поверхности бугорка, а затем во второй фазе присоединяется шарнирное движение вокруг поперечной оси, проходящей через головки. Это движение осуществляется одновременно в обоих суставах. Расстояние, которое проходит при этом суставная головка, носит название сагиттального суставного пути. Этот путь характеризуется определенным углом, который образуется пересечением линии, являющейся продолжением сагиттального суставного пути с окклюзионной (протетической) плоскостью. Под последней понимают плоскость, проходящую через режущие края первых резцов нижней челюсти и дистальные щечные бугры последних моляров (рис. 36). Угол сагиттального суставного пути индивидуален и колеблется в пределах от 20 до 40°, но его средняя величина, по данным Гизи, составляет 33°.
Такой комбинированный характер движения нижней челюсти имеется только у человека. Величина угла зависит от наклона, степени развития суставного бугорка и величины перекрытия верхними передними зубами нижних передних. При глубоком их перекрытии будет преобладать вращение головки, при малом перекрытии — скольжение. При прямом прикусе движения будут в основном скользящими. Продвижение нижней челюсти вперед при ортогнатическом прикусе возможно в том случае, если резцы нижней челюсти выйдут из перекрытия, то есть сначала должно произойти опускание нижней челюсти. Это движение сопровождается скольжением нижних резцов по небной поверхности верхних до прямого смыкания, то есть до передней окклюзии. Путь, совершаемый при этом нижними резцами, называется сагиттальным резцовым путем. При пересечении его сокклюзионной (протетической) плоскостью образуется угол, носящий название угла сагиттального резцового пути (рис. 37 и 33).
Он также строго индивидуален, но, по данным Гизи, находится в пределах 40-50°. Поскольку при движении нижнечелюстная суставная головка скользит вниз и вперед, то естественно опускается вниз и вперед задняя часть нижней челюсти на величину резцового скольжения. Следовательно, при опускании нижней челюсти должно образовываться расстояние между жевательными зубами, равное величине резцового перекрытия.
11. Трансверзальные движения нижней челюсти. Понятие о рабочей и балансирующей сторонах. Фазы жевательных движений нижней челюсти.
Трансверзальные (боковые) движения нижней челюсти возникают в результате одностороннего сокращения латеральной крыловидной мышцы. При движении вправо сокращается левая латеральная крыловидная мышца, при смещении влево — правая.
При трансверзальном движении нижней челюсти различают две стороны: рабочую и балансирующую.
Латеротрузия(рабочее движение) – движение нижней челюсти из положения центральной окклюзии или центрального соотношения в направлении рабочей стороны, при котором происходит её отклонение кнаружи от срединно-сагиттальной плоскости.
Рабочая сторона (латеротрузионная сторона) – сторона, в которую направлено движение нижней челюсти из положения центральной окклюзии или центрального соотношения.
Медиотрузия(нерабочее движение) – движение нижней челюсти, при котором происходит её отклонение к срединно-сагиттальной плоскости.
Нерабочая сторона(балансирующая, медиотрузионная) – сторона, противоположная (контрлатеральная) рабочей стороне при совершении рабочегодвижения.
На рабочей стороне, куда направлено движение челюсти, жевательные зубы-антогонисты устанавливаются одноименными бугорками, а на противоположной (балансирующей) – разноименными. На рабочей стороне головка остается в ямке и совершает вращение лишь вокруг своей вертикальной оси. На балансирующей стороне головка вместе с диском скользит по поверхности суставного бугорка вниз и вперед, а также внутрь, образуя угол с первоначальным направлением линии сагиттального суставного пути. Этот угол впервые был описан Беннетом (Bennett) и называется углом трансверзального суставного пути (УГОЛ БОКОВОГО СУСТАВНОГО ПУТИ (угол Беннета), который составляет 15-20° (рис. 37). Он изображается в виде проекции двух прямых на франкфуртскую горизонталь.
Рис. 38. Угол трансверзального суставного пути (движение Беннета).
Трансверзальные движения характеризуются определенными изменениями в положении зубов. Если изобразить графически кривые перемещения зубов при поочередном движении нижней челюсти вправо и влево, то они пересекаются под тупым углом. Чем дальше от головки находится зуб, тем угол больше. Наиболее тупой угол образуется от пересечения кривых, образуемых перемещением центральных резцов. Этот угол называется ГОТИЧЕСКИМ или УГОЛМ ТРАНСВЕРЗАЛЬНОГО (БОКОВОГО) РЕЗЦОВОГО ПУТИ и равен в среднем 100 — 110°. Он определяет размах резцов при боковых движениях нижней челюсти (рис. 39).
Запись готического угла используют для определения центрального соотношения челюстей и центральной окклюзии.
Рис.39. Трансверзальный резцовый путь.
Полный комплекс движений нижней челюсти может быть проиллюстрирован с помощью схемы, показывающей перемещение в пространстве срединной точки между центральными нижними резцами. Объемное изображение траектории движения этой точки, полученное U.Posselt путем наложения боковых рентгенограмм черепа, наглядно демонстрирует всю сложность перемещений нижней челюсти (рис. 40).
Рис. 40. Объемное изображение комплекса функциональных движений
нижней челюсти по U.Posselt.
При жевании нижняя челюсть совершает цикл движений, сопровождающихся появлением быстрых скользящих контактов зубов рабочей стороны. Максимальные жевательные усилия развиваются в положении центральной окклюзии. Различают четыре фазы жевания. В первой фазе челюсть опускается и выдвигается вперед. Во второй происходит смещение челюсти в сторону (боковое движение). В третьей фазе зубы смыкаются на рабочей стороне одноименными бугорками, а балансирующей – разноименными. Однако контакт зубов на балансирующей стороне может и отсутствовать, что зависит от выраженности трансверзальных окклюзионных кривых. В четвертой фазе зубы возвращаются в положение центральной окклюзии (рис. 41).
Рис. 41. Цикл жевательных движений по U.Posselt.
Форма жевательного цикла может быть различной в зависимости от степени перекрытия и наклона передних зубов, высоты бугорков жевательных зубов и т.д. В связи с этим различают горизонтальную и вертикальную формы жевательного цикла (рис. 42). Объем движений нижней челюсти, необходимой для осуществления жевательного цикла, как правило, меньше объема всех возможных движений.
а б
а — горизонтальная форма жевательного цикла;б — вертикальная форма жевательного цикла.
Рис. 42. Формы жевательного цикла по U.Posselt.
Готическая дуга. При виде сверху на движения нижней челюсти в горизонтальной плоскости во время ее выдвигающих правого и левого боковых движений до предела траектория движения срединной точки нижних резцов напоминает головку стрелы или дугу. Вершина этой дуги соответствует положению центрального соотношения. Стороны дуги соответствуют траектории вращения срединной точки нижних резцов вокруг вертикальных осей рабочих суставных головок во время правого и левого боковых движений нижней челюсти до предела.
Связь между сагиттальными резцовым и суставным путями и характером окклюзии изучались многими авторами. Бонвиль на основании своих исследований вывел законы, являющиеся основой построения анатомических ариткуляторов.
Треугольник Бонвиля– соотношение между резцовой точкой и правой и левой головками височно-нижнечелюстного сустава. Это равносторонний треугольник с длиной стороны около 10,5 см. Он является базой для артикуляторов, настроенных на средне-анатомические параметры. Рассматривая движения нижней челюсти, осуществляемые мышцами челюстно-лицевой области можно выделить три группы мышечных движений:
— сознательные движения — выдвижение нижней челюсти вперед, сознательное открывание полости рта;
— рефлекторные движения — мандибулярный рефлекс, рефлекс открывания полости рта;
— ритмичные движения — жевание, артикуляция.
Жевательные движения являются сложными, они включают движения челюстей, жевательных и мимических мышц и языка, мягких тканей лица. Губы, щеки и язык контролируют положение пищевого комка в ротовой полости и удержание его на окклюзионной поверхности. Выделяют следующие фазы жевательного цикла:
1. подготовительная фаза — формирование и подготовка пищевого комка к дроблению.
2. фаза измельчения — дробление и перетирание пищевого комка, смешивание его со слюной на рабочей стороне(латеротрузионной).
3. окончательное формирование пищевого комка перед глотанием — смешивание пищевого комка со слюной .
Во всех фазах жевательного цикла различают следующие движения: групповую и рабочую направляющие функции, клыковое ведение.
Рабочая направляющая функция(направляемое зубами боковое движение нижней челюсти из положения центральной окклюзии) — боковое движение нижней челюсти из положения центральной окклюзии при сомкнутых зубах направляется контактирующими поверхностями этих зубов на рабочей стороне. В естественных зубных рядах чаще всего встречаются два вида рабочей направляющей функции: «клыковый путь» и «групповая направляющая функция».
Групповая направляющая функция(односторонняя защита) — контакт щечных бугров моляров и премоляров в боковой окклюзии на рабочих сторонах. Встречается в 16,3% случаев.
Клыковый путь— скольжение верхушки или дистально-щечного ската нижнего клыка рабочей стороны вдоль небного ската верхнего клыка рабочей стороны, когда мышцы перемещают нижнюю челюсть в рабочую сторону. Это заставляет нижнюю челюсть двигаться в сторону, вперед и открывать полость рта. Во время направляемого клыками рабочего движения центральные и боковые резцы рабочей стороны могут одновременно находиться в подвижном контакте с противолежащими центральными и боковыми резцами. При направляемом клыками рабочем движении премоляры и моляры рабочей стороны размыкаются, в то время как нижняя челюсть движется в сторону от положения центральной окклюзии. Все зубы нерабочей стороны при этом движении размыкаются. Клыковый путь обеспечивает передний направляющий компонент, а суставной путь составляет дистальный направляющий компонент и обеспечивает размыкание зубов на нерабочей стороне. Клыковый путь встречается в 57%.
Клыковая защита— контакт клыков в боковой окклюзии на рабочих сторонах.
Передняя направляющая функция(резцовый путь) — когда резцы и клыки направляют как выдвигающее вперед, так и рабочее движения нижней челюсти, они составляют передний направляющий компонент ее движений.
Групповая рабочая направляющая функция— рабочая направляющая функция группы зубов осуществляется всеми зубами рабочей стороны. Режущие края передних зубов нижней челюсти скользят вдоль небных поверхностей передних зубов верхней челюсти. Щечные скаты щечных бугров нижних премоляров имоляров скользят вдоль небных скатов щечных бугров верхних премоляров и моляров.
Фазы жевания:
1) фаза захватывания и разрезания пищи, которая характеризуется скольжением режущих краев нижних фронтальных зубов по небной поверхности верхних до их краевого смыкания и обратно; в этой фазе преобладает движение нижней челюсти вперед и, следовательно, зубы устанавливаются в переднюю окклюзию;
2) фаза раздавливания пищи, которая осуществляется вертикальным движением нижней челюсти и характеризуется максимальным контактом зубов обеих челюстей; окклюзия зубных рядов в этой фазе получила название центральной и является начальным и конечным моментом всех жевательных движений нижней челюсти;
3) фаза размалывания пищи, которая характеризуется чередующимися перемещениями нижней челюсти в стороны, причем при движении нижней челюсти в какую-либо сторону на этой стороне бугры жевательных зубов нижней челюсти будут контактировать с одноименными буграми верхней (щечные со щечными, небные с язычными).
Функциональное значение бугорков
Щечные бугорки верхних и нижних моляров, а также язычный бугорок нижнего моляра выполняют защитную функцию. Небный бугорок верхнего моляра является опорным.
В процессе смыкания зубов в центральном положении происходит контакт небных бугорков верхних зубов с центральными ямками или же краевыми выступами моляров и премоляров нижней челюсти. Также отмечается контакт щечных бугорков нижних зубов с центральными ямками и краевыми выступами моляров и премоляров, локализованных сверху.
Обратите внимание! Щечные бугорки зубов нижней челюсти и небные верхней — опорные, удерживающие. Язычные бугорки нижних зубов и щечные верхних — направляющие, защитные (предотвращают прикусывание щеки и языка).
При осуществлении жевательных движений нижняя челюсть должна скользить по поверхности зубов верхней челюсти без препятствий. Бугорки плавно скользят по скатам антагонистов без нарушения окклюзионных взаимоотношений.
При этом они должны сохранять плотный контакт. Сагиттальные и боковые движения отражаются на поверхности первых моляров нижней челюсти расположением поперечных и продольных фиссур, это называется “окклюзионным компасом”.
Важно! Этот ориентир необходим в процессе моделирования окклюзионной поверхности зубов.
Во время движения нижней челюсти по направлению вперед направляющие бугорки жевательных зубов верхней локализации осуществляют скольжение по центральной фиссуре зубов, расположенных снизу. Во время боковых движений скольжение реализуется по фиссуре, которая разделяет срединный щечный и заднещечный бугорки нижнего моляра.
В процессе комбинированного движения осуществление скольжения наблюдается по диагональной фиссуре, какая разделяет срединный щечный бугорок. “Окклюзионный компас” характерен для всех зубов боковой группы.
“Окклюзионный компас” — А и С — сагиттальные движения, В и Е — трансверзальные, D — комбинированное.
Еще один важный фактор биомеханики нижней челюсти — высота бугорков жевательных зубов. Этот параметр определяет величину начального суставного сдвига.
Это происходит из-за того, что в процессе боковых движений нижней челюсти головка с рабочей стороны до начала вращательных движений перемещается кнаружи, головка балансирующей стороны перемещается вовнутрь. Такой характер движения осуществляется в границах 0-2 мм.
Чем больше пологость скатов бугорков, тем больше будет величина начального суставного сдвига. Так определяют свободную подвижность зубных рядов касательно друг друга в границах центральной окклюзии.
Обратите внимание! В процессе моделирования искусственных зубов очень важно учитывать характеристики бугорков, а также наклоны скатов жевательных зубов. Иначе возможны нарушения взаимодействия элементов ВНЧС, то есть прогрессирование суставной дисфункции.
