Сравнение современных ортодонтических дуг

Как мы уже отмечали ранее, дуги из нержавеющей стали, бета-Ті и NiTi все имеют важное место в современной ортодонтической практике. Их сравнительные свойства объясняют, почему для спе­циального клинического применения рекомендуется использовать специальную дугу (см. главы 16-18). Для материалов, которые под­чиняются закону Гука, который определяет эластичные свойства материалов (всех ортодонтических дуг, кроме A-NiTi, на линейном участке их кривых силы—отклонения), эффективным методом сравнения двух проволочных дуг из различных материалов, разных размеров и параметров является использование соотношений ос­новных свойств (силы, жесткости и амплитуды):

Сила А/сила В = соотношение силы,

Эластичность А/жесткость В = соотношение жесткости,

Амплитуда А/амплитуда В = соотношение амплитуды.

Эти соотношения были рассчитаны Kusy⁸ для большого количе­ства различных дуг, и представленные здесь данные взяты из его ра­бот.

При сравнении этих соотношений необходимо учитывать три положения:

1.Соотношения являются функциями физических качеств и геометрических факторов, следовательно, важно опреде­лить оба эти фактора при сравнении. Геометрические факто­ры относятся как к размеру дуги, так и к ее форме (круглой, прямоугольной или квадратной). Это подробнее описано да­лее в данной главе.

2. Изгибание дает довольно полное описание круглых дуг в ор­тодонтических приспособлениях, однако изгибание и торси­онные нагрузки также учитываются при установке прямоу­гольных дуг на зубы. Основные соотношения для перекручи­вания аналогичны соотношениям изгиба, но все же неодина­ковы. Однако правильное использование уравнений для пе­рекручивания позволяет производить расчет торсионных со­отношений тем же способом, что и соотношений изгиба.

3. Соотношения применимы к линейному отрезку кривой на­грузки—отклонения и поэтому не способны точно описать поведение дуг, нагрузка на которые превышает предел их эла­стичности, но которые все же обладают полезной отдачей. Та­кое ограничение имеет большую важность при рассмотрении стальных, хром-кобальтовых дуг, а также бета-NiTi и M-NiTi. Нелинейная реакция A-NiTi делает невозможным расчет со­отношений. Тем не менее, соотношения обеспечивают на­чальное понимание свойств традиционных стальных дуг по сравнению с новыми титановыми сплавами, а также они мо­гут быть полезны в оценке результатов изменения проволоч­ной геометрии.

В самом начале легче всего понять сравнительные данные в табли­цах. Обратите внимание на приведенные в таблицах 10-2 и 10-3 сравнительные свойства дуг 16, 18 и 19x25 мил из нержавеющей стали (или хром-кобальта), M-NiTi и бета-Ті. В каждом случае стальной дуге присваивается произвольная величина 1.

Таблица 10-2

Соотношения эластичных свойств: дуга 16 и 18 мил при изгибании

	Сила		Жесткость		Амплитуда
	0,016	0,018	0,016	0,018	0,016	0,018
Нержавеющая сталь	1,0		1,0		1,0
TMA	0,6	0,6	0,3	0, 3	1.8	1,8
M-NiTi	0,6	0,6	0,2	0,2	3.9	3,9

Таблица 10-3

Соотношения эластичных свойств: дуга 19×25 при изгибе (В) и кручении (T)

	Сила		Жесткость		Амплитуда
	В	T	В	T	В	T
Нержавеющая сталь	1,0		1,0		1,0
TMA	0,6	0,6	0,3	0,3	1,8	2,0
M-NiTi	0,6	0,8	0,2	0,1	4,0	5,4

Следует принять во внимание, что титановые дуги обеспечивают запас эластичности и амплитуды, больший, чем потеря напряженности. Из таблицы 10-2 видно, что:

1. Сила дуг M-NiTi 16 и 18 и дуги бета-Ті одинакова, т.е. состав­ляет 60% силы стали.

2. Жесткость небольших круглых титановых дуг также одинако­ва, менее одной трети жесткости стали.

3. TMA (сплав титан-молибден) обладает почти вдвое большей амплитудой по сравнению со сталью, а амплитуда M-NiTi в 2 раза больше амплитуды TMA и почти в 4 раза больше ам­плитуды стали. Сплавы A-NiTi быстро переходят в нелиней­ную часть кривой силы—отклонения, так что, строго говоря, не обладают большой амплитудой, но, как видно на рисун­ке 10-5, они имеют огромную отдачу и при клиническом при­менении ведут себя так, будто имеют очень большую ампли­туду.

Данные в таблице 10-3 свидетельствуют о различных свойствах дуги прямоугольного сечения при изгибании и кручении. Обратите внимание на то, что как дуги бета-Ті, так и дуги M-NiTi этого обще­го размера обладают большей жесткостью и амплитудой, чем сталь. M-NiTi при кручении должна изгибаться вдвое больше, чем TMA, чтобы обеспечить ту же нагрузку (благодаря ее большей эластично­сти), а это не выгодно при необходимости осуществления неболь­шой точной регулировки. В этом отношении A-NiTi еще более не­выгодна. Бета-Ті или сталь (в зависимости от размера дуги) являют­ся наилучшими материалами для осуществления окончательной регулировки зубного наклона (торка).

В таблице 10-4 приведены дуги с эквивалентной жесткостью, где в качестве эталона взята нержавеющая сталь 16 мил. В табли­це 10-5 приведена последовательность прямоугольных дуг в поряд­ке возрастания индекса жесткости. Использование этих данных при выборе проволочных дуг на разных этапах лечения при помо­щи несъемных приспособлений подробно описывается в гла­вах 16-18.

Таблица 10-4

Дуги с эквивалентной жесткостью при изгибе

Тип дуги			Относ. эластичность
M-NiTi	Beta-Ti	Нерж.сталь
16		17,5(3×8)	6,6
19	16	12	3,3
	18	14	1,9
17×25		16	1,0
21×25		18	0,70
	19×25		0,37
		19×26	0,12

Рис. 10-10. Номограммы изгибания для дуг из нержавеющей стали, M-NiTi («Нитинол»), и бета-титана (TMA). Дуга-эталон для всех трех номограмм — сталь 12 мил с заданной величиной 1, так что все величины на всех трех но­мограммах подлежат сравнению. (Цит. по: Kusy RP: Am J Orthod 83:374—381, 1983.)

Таблица 10-5