Реставрации эндодонтически пролеченных зубов с точки зрения биоинженерии
Для достижения клинического успеха в ходе эндодонтического лечения важно не только найти все присутствующие каналы (включая дополнительные), но и обеспечить условия для их инструментальной обработки и последующей обтурации. В долгосрочной же перспективе, не менее решающую роль играет и сама реставрация коронки после эндодонтического лечения. Ведь если зуб не удастся восстановить соответствующим образом, то прецизионность манипуляций в канале уже не столь важна. Поэтому во время выполнения реставрации нужно учитывать все аспекты с точки зрения инженерии и биомеханических взаимодействий. Что необходимо, чтобы укрепить оставшийся зуб и адаптировать его к постоянно повторяющимся нагрузкам, возникающим во время акта жевания? В данной статье мы обсудим значимость феррула в адгезивной стоматологии, как и условия для использования вкладок и материалов для их изготовления.
Реставрации эндодонтически пролеченных зубов с точки зрения биоинженерии
Феррул и его важность в ходе выполнения реставрации
Понятие феррула всегда было одним из ключевых в стоматологии, но его значение было несколько пересмотрено с эволюцией бондинговых систем. Но даже развитие последних не повлияло на основной концептуальный взгляд относительно данной биомеханической составной. Но все же, что такое феррул? Феррул – это своего рода поясок резидуальных тканей зуба, то есть граница его внешней поверхности. Не следует отождествлять феррул с металлическими кольцами вокруг деревянных бочонков, которые держат всю структуру вместе. Достаточная вертикальная высота остаточных структур зуба, которые будут включены в конструкцию будущей коронки, помогает обеспечить так называемый «феррул-эффект», что значительно снижает риск возникновения переломов эндодонтически пролеченных зубов. Важным в данной концепции также является дизайн границы препарирования под коронку: он может быть или в форме шамфера или в форме плеча. Поскольку в случае формирования шамфера граница препарирования является скошенной (соответственно не параллельной к вертикальной оси зуба), такой тип препарирования не очень-то способствует обеспечению нужной высоты феррула. Поэтому возникает потребность обеспечения дополнительного 1 мм высоты между краем препарирования и корональной сохраненной частью зуба. Таким образом, шамфер – не лучший выбор для создания границы при реставрации зубов после эндодонтического лечения или в случаях со значительно разрушенной структурой зубов.
Даже учитывая сегодняшний вектор инноваций в сторону электронного сканирования и фрезерования (этапы могут проводиться непосредственно как в кабинете врача, так и в лаборатории) при изготовлении несъемных протетических конструкций, возникают некоторые трудности со сканированием внутренней стороны препарирования в области маргинальной границы. Поскольку рекомендуется проводить формирование границы в форме плеча по окружности всей культи, сохраняется почти вся высота внутренней стенки зуба, а угол препарирования немного сглаживается по сравнению с прямым углом. Это обеспечивает лучшие условия для репликации границы препарирования на этапах сканирования и фрезерования.
Некоторые исследования доказывают, что создание феррула вручную является целесообразным до тех пор, пока оно не проводится за счет редукции остаточных структур зубов или корней. Другие спорят, что провала лечения можно избежать при сохранении хотя бы 1 лишнего миллиметра дополнительных тканей. Когда же невозможно обеспечить условий для создания долговечной и функциональной реставрации, нужно провести процедуру удлинения клинической коронки за счет ее вытяжения, не забыв при этом предварительно исследовать пародонтальный статус пациента. Если достичь феррула невозможно даже в таком случае, тогда есть все показания для экстракции. Ichim и коллеги в свое время сформулировали тезис кратко: «Феррул обеспечивает повышенную механическую резистентность штифта, вкладки или коронки в целом».
Какие требуются параметры феррула?
При реставрации эндодонтически пролеченных зубов крайне важно сохранить весь оставшийся дентин даже в области тонких стенок, поскольку именно дентин играет ключевую роль в обеспечении прочной связи между вкладкой и корнем зуба или между коронкой и корнем. Иными словами, нужно пытаться максимально сохранить структуру зуба, что в принципе предусматривает и формирование феррула, поскольку резидуальные ткани в области шейки будут целевым местом концентрации жевательных нагрузок. Учитывая данный факт, нужно избегать чрезмерного препарирования области шейки во время эндодонтического вмешательства и восстановительных манипуляций (фото 1).
В результате многочисленных исследований феррула было обнаружено, что зубы с сохраненной высотой пришеечных тканей как минимум в 2 мм имеют значительно лучший долгосрочный прогноз, чем те, у которых объем тканей меньше, или феррул вообще отсутствует. Libman с коллегами утверждают, что «Уровень повторных нагрузок на литые вкладки и штифты, покрытые коронками, с учетом разных возможных форм феррула требует сохранения, по крайней мере, от 1,5 мм до 2,0 мм тканей данной структуры в ходе препарирования. Количество резидуальных тканей феррула 0,5 мм и 1,0 мм может обеспечить стабильность гораздо при меньшем числе циклов функционирования коронки по сравнению с количеством тканей в 1,5-2,0 мм». Libman также занимался изучением вопроса внеосевых нагрузок, которые происходят, например, в области верхних передних резцов, где с одной стороны реставрации формируется область, поддающаяся преимущественно силе растяжения, а с другой стороны – силе сжатия (фото 2). Повторяющиеся нагрузки такого типа и микродеформации, вызванные напряжением с язычной стороны, приводят к обнажению края реставрации. Это в свою очередь провоцирует возникновение вторичного кариеса и ведет к провалу как эндодонтического лечения, так и реставрации в целом (фото 3).
Кроме того, в исследованиях Libman, связанных с изучением высоты феррула, также доказано, что при сохранении 0,5 мм резидуальных тканей в пришеечной области у края препарирования формируется значительно большее деформационное напряжение с основной его концентрацией в центре зуба, как раз в месте расположения штифта или вкладки. Зубы с феррулом в 2,0 мм демонстрируют значительно меньшие показатели деформационных нагрузок, сконцентрированных в пришеечной области. Но одно известно точно: чем ниже деформационное напряжение в пришеечной области, тем меньше шансов для перегрузки и излома реставрации (фото 4).
Как обнаружить дефект восстановления?
То, что врач-стоматолог или гигиенист в ходе рутинного осмотра пациента часто обнаруживает признаки вторичного кариеса по краю коронки, – скорее прискорбная обыденность, чем непредсказуемая находка. В случае эндодонтически пролеченных зубов ситуация более сложная: пульпы нет, соответственно жалоб у пациента не возникает до тех пор, пока признаки кариеса не становятся визуально видимыми или коронка попросту «уходит» из пролеченного зуба. Freeman и коллеги в опубликованном исследовании указали, что повторяющиеся нагрузки, которые они имитировали на трех различных конструкциях штифтов и вкладок, покрытых цельнолитыми коронками, приводят к образованию области микроподтекания между реставрацией и резидуальными тканями зуба, которую, однако, клинически обнаружить попросту невозможно. Данные литературы подтверждают тот факт, что микроподтекание может быть основным фактором неэффективности эндодонтического лечения. Как обсуждалось ранее, при жевательных нагрузках в области края реставрации с недостаточным феррулом, где формируется деформационное напряжение, возникает микроотверстие, которое увеличивается со временем и приводит к микроподтеканию на границе реставрации. Сначала это сводится к образованию участка вторичного кариеса, но со временем может закончится миграцией патогенной микрофлоры в область апекса при неадекватной обтурации канала. Риск данного осложнения сводится к минимуму при использовании адгезивных штифтов или вкладок, но, учитывая фактор прогрессирования со временем и недостаточную высоту феррула, прогноз неудачи эндодонтического лечения не заставит себя долго ждать.
Все ли штифты функционируют одинаково?
Зубы, восстановленные с использованием штифтов, функционируют по-разному в зависимости от материала, из которого изготовлен штифт, распределения нагрузок по отношению к корню, модуля упругости штифта по сравнению с аналогичным показателем дентина корня (фото 5).
Когда зуб восстановлен с помощью стекловолоконного штифта, то в случае перегрузки излом штифта происходит в коронарной части, оставляя при этом структуру корня и зуба целостной. В подобных случаях зуб еще можно повторно восстановить, так как риск возникновения вертикальных переломов корня сводится к минимуму. Bitter сообщил, что по сравнению с металлическими штифтами стекловолоконные штифты демонстрируют уменьшенное сопротивление к переломам в условиях исследования in vitro, но в большинстве таких случаев зуб можно повторно восстановить, так как перелом формируется как правило, в области интерфейса штифт/композит (в коронарной части).
В то же время, если сравнивать металлические и заводские или литые штифты и вкладки, в 91% проценте наблюдается перелом корня именно с литыми штифтами вкладками, при этом стекловолоконные штифты в данном случае выигрывают (в указанном исследовании не было зафиксировано ни одного перелома корня). Поскольку деформационное напряжение в случае использования металлических эндоконструкций концентрируется на апикальном их окончании, а модуль упругости у них значительно выше, чем у окружающих тканей корня, – вертикальный перелом корня является частым осложнением (фото 7). Вертикальный перелом также может сформироваться в результате недостаточного количества цемента, фиксирующего штифт к тканям корня, что приводит к образованию микропоодвижностей конструкции под воздействием нагрузок и возникновению момента ротационный силы в области шейки.
Поскольку металлические штифты еще и более жесткие (модуль упругости у них выше, чем у дентина корня), а деформационное напряжение сосредоточено в области апикальной части, вертикальные переломы зуба и потеря зубов в данных случаях становятся последним звеном в структуре взаимосвязей, которые приводят к неудачным результатам эндодонтического лечения. Ansari после проведенных исследований сообщил, что риск неудачи с использованием металлических отлитых штифтов выше (9 из 98 штифтов потерпели неудачу), чем при использовании штифтов из углеродного волокна (ни один из 97 исследуемых не сломался). Гибкость стекловолокна равна или выше аналогичных показателей тканей зуба (модуль упругости соответственно ниже), поэтому концентрация напряжений проходит в области шейки, и при возникновении горизонтальных переломов зуб все равно можно спасти.
Модуль упругости характеризует относительную жесткость материала: чем жестче материал, тем выше модуль упругости. Когда два материала с разными модулями упругости находятся в контакте, как например штифт в тканях корня, конечный модуль упругости зависит от того из материалов, который жестче. Средний модуль упругости дентина составляет 17,5 (±3,8) ГПа, стекловолоконного штифта 24,4 (±3,4) ГПа, титанового заводского штифта 66,1 (±9,6) ГПа, штифта из нержавеющей стали 108,6 (±10.7) ГПа, штифта из золота 53,4 (±4,5) ГПа. Литые штифты из благородных и неблагородных металлов имеют более высокие показатели модуля упругости, чем штифты из высокоблагородных сплавов, и по своей жесткости сопоставимы с заводскими штифтами из нержавеющей стали. Модуль упругости стекловолоконных штифтов более близок к тканям дентина (фото 8), хотя прочность на изгиб стекловолокна и металлических штифтов соответственно в четыре и семь раз выше, чем у дентина корня. Поэтому дискуссии по поводу того, действительно ли штифт или вкладка укрепляют зуб, до сих пор продолжаются, но основное назначение штифта остается неизменным – улучшить ретенцию будущей коронки.
Отсутствие пришеечного феррула является фактором, негативно влияющим и провоцирующим образование более высоких напряжений в области корня по сравнению с концентрацией силы при наличии феррула. В случаях отсутствия феррула и использования готовых фабричных металлических штифтов, на границе штифт/композит в области шейки зуба были зафиксированы более высокие уровни стрессовых напряжений, чем при использовании литых штифтов или вкладок. То есть феррул в некоторой мере нивелирует влияние механического воздействия материала реставрации на интенсивность образования напряжений, в таком случае можно утверждать, что при наличии феррула материал реставрации (литая или фабричная конструкция) не влияет на сам фактор образования пришеечного стресса. Корневой штифт при условии сохранения даже небольшого количества резидуального коронарного дентина значительно укрепляет конструкцию реставрации, особенно в пришеечном отделе: уровни стресса были значительно ниже при использовании штифтов, чем без них. Pierrisnard и коллеги пришли к выводу, что чем выше модуль упругости материала, тем меньше уровень стресса, образовавшегося в области шейки зуба.
Материал штифта должен иметь модуль упругости, приближенный к аналогичному показателю корневого дентина, чтобы приложенные силы распределялись равномерно по всей длине как штифта, так и корня, а не концентрировались в их апикальной области. Исследования доказали, что при нагрузке компонентов разной жесткости, более жесткий образец противостоит силам без искажений, то есть сохраняя свою первоначальную форму. В таком случае напряжение сосредоточено в области апикального окончания штифта. Менее же жесткий образец неизменно терпит неудачу при использовании с материалом, который жестче корневого дентина. Штифты с модулем упругости, значительно превышающим модуль дентина, провоцируют напряжения в области интерфейса зуб/цемент/штифт, что повышает риск перелома штифта и соответственно неудачи всего лечения. При повторяющихся нагрузках эндодонтически восстановленного зуба, фиксирующий цемент в конечном итоге не может обеспечить плотной взаимосвязи между металлическим штифтом и дентином корня, вследствие чего возникают микроподвижности штифта. Это провоцирует перераспределение более высоких напряжений непосредственно на структуру корня, в котором потом возникают вертикальные переломы, после которых зуб спасти уже невозможно. Высокий модуль упругости (жесткости) металлических штифтов не позволяет им самостоятельно перераспределить напряжение, кроме того, следует учесть, что металлические конструкции концентрируют в себе действие как окклюзионных, так и боковых сил, что также способствует возникновению перелома. Модуль упругости дентина колеблется в диапазоне приблизительно от 14 до 18 ГПа. Стекловолоконный штифт, в свою очередь, имеет модуль равный 9-50 ГПа, который варьирует в зависимости от производителя. Такое сходство в эластичности обеспечивает возможность имитации природных изгибов дентина корня с помощью штифта. В таком случае и штифт, и зуб функционируют как единое целое. Стекловолоконный штифт поглощает и распределяет нагрузки таким образом, что их концентрация непосредственно в области тканей корня значительно уменьшается. Продольное расположение волокон внутри штифта и аналогичность модулей упругости обеспечивает перераспределение стрессов вдали от скошенного плеча препарирования: таким образом, вероятность перелома корня снижается, хотя возрастает риск перелома на границе вкладка/коронка. Однако последний вариант более приемлем и более подходящий для повторного лечения, так как перелом возникает в коронарной части, в то время как переломы корня в большинстве случаев провоцируют необходимость удаления зуба.
Эластичные свойства стекловолоконных конструкций куда выше, чем у металлических штифтов, поэтому первые могут в большей мере сымитировать природную эластичность дентина. Однако, резистентность фабричных штифтов из нержавеющей стали к перелому значительно выше по сравнению со стекловолокном. С другой стороны, после перелома условия для восстановления зуба более благоприятны при использовании стекловолокна, чем при использовании стальных или керамических штифтов.
Керамические штифты исторически появились раннее аналогов из стекловолокна в качестве эстетической альтернативы заводским металлическим штифтам, и, хотя такие конструкции не слишком широко используются сегодня, но они остаются по-прежнему доступным вариантом лечения. Модуль упругости керамических штифтов варьирует в диапазоне 170-213 ГПа, что примерно в 15 раз выше, чем модуль дентина. Поскольку эти керамические аналоги слишком жесткие и передают на структуру корневого канала куда больше нагрузки, чем штифты из стекловолокна, они, как и металлические штифты, могут провоцировать необратимые повреждения корня в виде вертикальных переломов, поэтому их использование для восстановления эндодонтически пролеченных зубов крайне нежелательно.
Как принять правильное решение для восстановления эндодонтически пролеченных зубов?
Восстановление эндодонтически пролеченных зубов необходимо проводить с учетом аспектов инженерных характеристик будущей реставрации, чтобы реконструкция зуба функционировала наиболее эффективно в перспективе. Учитывая эту рекомендацию, практикующий стоматолог должен сначала категоризировать зуб на основе того, какой объем резидуальных тканей остался после препарирования и лечения каналов и какой объем реставрации уже присутствует в зубе на момент начала нового лечения.
Итак, ниже приведены следующие категории:
— Объем удаленных тканей зуба минимален или прежде восстановлен с помощью реставрации
Жевательные зубы считаются более укрепленными, если области маргинальной границы бугров и апроксимальных поверхностей остаются нетронутыми. Зубы, которые прошли через этап эндодонтического лечения, из-за кариозных поражений окклюзионной поверхности в области углублений и фиссур, ведущих к малому или среднему повреждению пульпы или установке амальгамных или композитных пломб, нужно восстанавливать консервативным путем (фото 9). Такой подход может состоять из этапов удаления предварительно установленного реставрационного материала, обработки пульповой камеры и обтурации каналов на глубину 2-3 мм. Установка композитной пломбы адгезивной техникой обеспечивает хорошую долгосрочную перспективу, исключая необходимость изготовления штучной коронки. При обеспечении доступа и препарировании нужно оставить нетронутой большую часть межбугорковой области (достаточную область межбугорковой ширины коронки). В противном случае, если при удалении пораженных тканей или прежде установленных реставраций, приходится удалять часть структуры самого бугра, оставляя нетронутой только половину его тканей, тогда пломбой не обойтись и надо обеспечить расширенный подход для восстановления структуры зуба.
— Объем удаленных тканей зуба умеренный или прежде восстановлен с помощью реставрации
Когда в зубе отсутствует один или, что еще хуже, два краевых валика и эти области были ранее восстановлены или требуют восстановления в будущем, то обычной композитной реставрации окажется недостаточно, чтобы обеспечить благоприятную долгосрочную перспективу (фото 10). Маргинальные валики обеспечивают устойчивость бугров к изгибу при нагрузках, тем самым улучшая общую прочность зуба. При их отсутствии функциональная нагрузка зуба провоцирует возникновение нефункционального изгиба бугра с высоким шансом его перелома при подобной деформации. Восстановление этих зубов требует создания прочной культи с помощью штифтов или других ретенционных элементов с последующей установкой коронки. Если же количество резидуальных тканей после препарирования в области бугров достаточное и присутствует адекватно сформированный феррул, то необходимости в штифте в принципе нет, поскольку такой объем остаточных тканей может обеспечить надлежащую ретенцию коронки. Установка штифта может быть необходимой у пациентов-бруксистов или клинчеров или в случаях, когда на восстановленный зуб будет воздействовать большая нагрузка из-за его позиции в зубной дуге и соотношения в окклюзионной плоскости. Если сформировать оптимальный феррул все же не удается, врач должен рассматривать варианты лечения с ортодонтическим удлинением клинической коронки или с применением принципа «принудительного прорезывания» зуба, которые помогут достичь достаточной высоты феррула. Реставрации по типу инлей нежелательны для эндодонтически пролеченных зубов, потому как доступ, созданный во время лечения каналов, ослабляет структуру зуба, а сами реставрации могут выступать в качестве клина при концентрации сил, провоцирующих слом маргинальных стенок бугров. В подобных случаях лучше использовать реставрацию типа онлей, которая будет включать в себя область ската бугра, что, в свою очередь, ограничит возможность возникновения чрезмерного изгиба в данной области под воздействием внешних сил.
— Объем удаленных тканей зуба обширный или прежде восстановлен с помощью реставрации
Подобные зубы являются сложной задачей для оптимального восстановления, так как после удаления старых пломб и областей, пораженных кариесом, объем резидуальных тканей остается минимальным (фото 11). В таких случаях установка штифта или вкладки для восстановления культи является обязательным этапом. Поскольку основная цель штифта – создать условия для восстановления культи, в многокорневых зубах желательно устанавливать по штифту в каждый из корней – такой подход обеспечит максимальную реконструкцию культи для проведения последующей реставрации (фото 12). Угол наклона каналов многокорневого зуба обуславливает конвергенцию (схождение) штифтов в корональной части. Это помогает зафиксировать культю в нужной позиции и предотвратить перелом или смещение конструкции во время функционирования. В случае использования одиночного штифта таких проблем избежать довольно сложно. Использование штифтов актуально с целью повышения ретенции основной вкладки и культи в целом, когда естественные бугры зуба в принципе отсутствуют. В таком случае также необходимо использовать только полные штучные коронки, чтобы предотвратить риск возникновения изгиба области бугра под действием функциональных нагрузок. Опять же, в некоторых случаях может быть использована реставрация типа онлей, но ее дизайн должен предусматривать захват области ската бугра, для того чтобы минимизировать концентрацию силы изгиба бугра. А для феррула правило прежнее: при неадекватном его объеме нужно провести ортодонтическое удлинение клинической коронки или обеспечить «принудительное прорезывание» зуба для достижения необходимой высоты данной структуры в пришеечной области.
Выводы
Для восстановления эндодонтически пролеченных зубов нужно учитывать не только клинические характеристики, но и аспекты биоинженерии, чтобы обеспечить эффективный долгосрочный результат реставрации. Понятие феррула было много раз пересмотрено в разрезе возможностей адгезивной стоматологии, но важность данной структуры остается неотъемлемой при выполнении реставраций любого вида. Отсутствие феррула негативно влияет на долгосрочный прогноз реставрации. Согласно данным литературы, 2 мм феррула обеспечивают более благоприятный исход при восстановлении структуры зубов, особенно во фронтальной области в связи со специфическим направлением жевательных нагрузок. Кроме того, сам алгоритм восстановления зуба играет не менее важную роль в будущем прогнозе его функционирования. Использование металлических штифтов может спровоцировать вертикальный перелом корня в случаях чрезмерной функциональной нагрузки, поэтому стекловолоконные штифты с модулем эластичности аналогичным дентину корня остаются одним из лучших вариантов лечения. При перегрузке конструкции на стекловолоконном штифте перелом, как правило, возникает в коронарной части (над десной), оставляя, таким образом, возможность для повторного лечения и восстановления структуры зуба. Поэтому, хотя принципы биоинженерии и являются нелегкими в понимании и имплементации, но их использование обеспечивает профилактику осложнений, а незнание – провоцирует их возникновение.
