DANTŲ LANKŲ OKLIUZINIŲ KREIVIŲ SĄSAJA SU SMILKININIU APATINIO ŽANDIKAULIO SĄNARIU IR VIRŠUTINIU ŽANDIKAULIU BEI JŲ INDIVIDUALIZAVIMAS

LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS

Gediminas Skirbutis

DANTŲ LANKŲ OKLIUZINIŲ

KREIVIŲ SĄSAJA SU SMILKININIU

APATINIO ŽANDIKAULIO SĄNARIU

IR VIRŠUTINIU ŽANDIKAULIU BEI JŲ

INDIVIDUALIZAVIMAS

Daktaro disertacija Biomedicinos mokslai,

Odontologija (07 B)

Disertacija rengta 2010 – 2015 metais Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Medicinos akademijos Dantų ir žandikaulių ortopedijos klinikoje.

Mokslinis vadovas

Prof. dr. Algimantas Šurna (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, bio-medicinos mokslai, odontologija – 07 B)

Disertacija ginama Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Medicinos aka-demijos odontologijos mokslo krypties taryboje:

Pirmininkas

Prof. habil. dr. Ričardas Kubilius (Lietuvos sveikatos mokslų universite-tas, biomedicinos mokslai, odontologija – 07 B)

Nariai:

Prof. habil. dr. Jurgina Sakalauskienė (Lietuvos sveikatos mokslų univer-sitetas, biomedicinos mokslai, odontologija – 07 B)

Prof.dr. Antanas Šidlauskas (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, bio-medicinos mokslai, odontologija – 07 B)

Prof. habil. dr. Giedrius Laukaitis (Kauno technologijos universitetas, fizi-niai mokslai, fizika – 02P)

Prof. dr. Una Soboleva (Riga Stradins universitetas, biomedicinos moks-lai, odontologija – 07 B)

Disertacija bus ginama viešame Medicinos mokslo Odontologijos krypties tarybos posėdyje 2015 m. rugpjūčio 25 d. 14 val. Lietuvos sveikatos moks-lų universiteto Kardiologijos instituto posėdžių salėje.

LITHUANIAN UNIVERSITY OF HEALTH SCIENCE

Gediminas Skirbutis

THE RELATIONSHIP OF DENTAL

ARCH OCCLUSAL CURVES

WITH TEMPOROMANDIBULAR

JOINT, MAXILLA AND THEIR

INDIVIDUALIZATION

Doctoral dissertation Biomedical Sciences,

Odonthology (07B)

The Doctoral Dissertation was prepared at the Clinic of Dental and Maxillo-facial Orthopedics, Academy of Medicine, Lithuanian University of Health Sciences during the period of 2010-2015

Scientific supervisor:

Prof. dr. Algimantas Šurna (Lithuanian University of Health Sciences, Biomedical Sciences, Odonthology- 07B)

The Dissertation is defended at the Odontology Research Council of the Lithuanian University of Health Sciences

Chairperson

Prof.habil.dr. Ričardas Kubilius (Lithuanian University of Health Scien-ces, Biomedical ScienScien-ces, Odonthology- 07B)

Members:

Prof.dr. Jurgina Sakalauskienė (Lithuanian University of Health Sciences, Biomedical Sciences, Odonthology- 07B)

Prof. dr. Antanas Šidlauskas (Lithuanian University of Health Sciences, Biomedical Sciences, Odonthology- 07B)

Prof. habil.dr. Giedrius Laukaitis (University of technology, Kaunas, phy-sical sciences, physics-02P)

Prof. dr. Una Soboleva (Riga Stradins University, Latvia,Biomedical Sci-ences, Odonthology- 07B)

The Dissertation will be defended at the open session of the Odontology Research Council of Lithuanian University of Health Sciences on the 25th of August, 2015 at 2 p.m. at the Conference Hall of Institute of Car-diology of Lithuanian University of Health Sciences.

TURINYS

SANTRUMPOS ...8

ĮVADAS ...9

1. DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ...11

1.1. Darbo tikslas ...11

1.2. Darbo uždaviniai ...11

1.3. Darbo mokslinis naujumas ...11

2. LITERATŪROS APŽVALGA ...12

2.1. Žmogaus kramtymo sistemos biomechanika ...12

2.1.1. Žmogaus kramtymo sistemos elementai ...12

2.1.2. Kramtymo sistemos evoliucija ...13

2.1.3. Aktyvūs ir pasyvūs komponentai ...14

2.1.4. Smilkininio apatinio žandikaulio sąnario ypatumai ...14

2.1.5. Kramtymo procese dalyvaujantys raumenys ...22

2.1.6. Žmogaus dantų lankų ypatumai ...23

2.1.7. Okliuzijos kreivių fenomenai ...30

2.2. Žmogaus kramtymo sistemos tyrimai ...33

2.2.1. Kramtymo sistemos judesių biomechaniniai skaičiavimai ...34

2.2.2. Baigtinio elemento (BE) analizė ...35

2.2.3. Baigtinio elemento (BE) modelio kūrimo problemos ...36

2.2.4. 3D Monson sferos modeliavimas ...38

2.2.5. Baigtinio elemento (BE) modelio pritaikymas ...39

3. DARBO METODIKA ...42

3.1. Tyrimo medžiaga ...42

3.2. Tyrimo metodai ...43

3.2.1. Kompiuterinė tomografija ...43

3.2.2. Optinis trimatis skenavimas ...45

3.2.3. Kramtymo sistemos trimačio geometrinio modelio sukūrimas ...46

3.2.4. Dantų lankų ir sąnario apkrovos analizė, naudojant trimatį BEM ...47

4. REZULTATAI ...48

4.1. Dantų lankų ir smilkininio apatinio žandikaulio sąnario apkrovų analizė monotipinio kramtymo metu ...48

4.2 Žmogaus dantų lankų ir smilkininio apatinio žandikaulio sąnario apkrovų pokytis apatinio žandikaulio judesių metu ...58

4.2.1. Žmogaus kramtymo aparato kietųjų audinių baigtinių elementų modelio sukūrimas ...58

4.2.2. Dantų lankų ir smilkininio apatinio žandikaulio sąnario apkrovų analizė, naudojant lavono su taisyklingu sąkandžiu kietųjų audinių

baigtinių elementų modelį. ...61

4.3. Žmogaus dantų lankų okliuzinių kreivių formavimas pagal klasikinę Monson ir individualias sferas ...66

4.3.1. Žmogaus su taisyklingu sąkandžiu dantų lankų okliuzinės kreivės suformavimas pagal klasikinę Monson sferą ... 66

4.3.2. Žmogaus su taisyklingu sąkandžiu dantų lankų okliuzinės kreivės suformavimas pagal individualias kreives ... 70

4.3.3. Žmogaus su patologiniu sąkandžiu okliuzinės kreivės ... 76

4.3.4. Bedančio žmogaus dantų lankų okliuzinės kreivės ... 80

4.3.5. Individualių okliuzinių kreivių formavimo metodika ... 82

5. REZULTATŲ APTARIMAS ... 83

5.1. Tyrimo modelis: gyvas ar negyvas audinys, gyvūnas ar žmogus? ... 83

5.2. Minkštieji ir kietieji audiniai: jų reikšmė kramtymo judesių kokybei ... 84

5.3. Okliuzinės plokštumos tyrimai ir topologija ... 86

5.4. Modeliavimo algoritmas – determinuotos funkcijos pavyzdys ... 87

5.5. Baigtinių elementų modelis ... 88

5.6. Klinikinis pritaikymas ... 89

6. IŠVADOS ... 91

7. LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 92

8. SUMMARY OF DOCTORAL DISSERTATION ...106

8.1 Abbreviations ... 106

8.2 Introduction ... 107

8.3 Aim and objectives ... 108

8.3.1. Aim of the study ... 108

8.3.2. Objectives of the study ... 108

8.3.3. Novelty of the present investigation ... 108

8.4. Materials and methods ... 109

8.4.1. Cadaver skull. ... 109

8.4.2. Heads of alive persons ... 110

8.4.2.1. Toothless human ... 110

8.4.2.2. Patient without criteria of physiological occlusion ... 110

8.4.3. A skull of a dead goat ... 110

8.4.4. A computer tomography scan of head area ... 110

8.4.5. A creation of the three dimensional model of masticatory system ....111

8.5.1. An investigation of the monotypical mastication- a head of a goat,

as basic model of the experiment ...111

8.5.2. Investigations of human masticatory system ... 114

8.5.2.1. Investigation of the cadaver skull ... 114

8.5.3. Analysis of human mastication system with abnormal occlusion. Calculations. ... 115

8.6. Conclusions ...116

8.7. Discussion ...117

9. LIST OF THE AUTHORS PUBLICATIONS (PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS) ... 118

10. BRIEF INFORMATION ABOUT THE AUTHOR ...120

11. PRIEDAI ...121 1 priedas ...121 2 priedas ...125 3 priedas ...126 4 priedas ...127 5 priedas ...128

12. DISERTACIJOS TEMA PASKELBTOS PUBLIKACIJOS ... 129

SANTRUMPOS

BMR – branduolinis magnetinis rezonansas

CAD/CAM – (computer added design) kompiuterinės programos metodas

CNS – centrinė nervų sistema DNR – deoksiribonukleininė rūgštis EMG – elektromiografija

HA – hidroksiapatitai GAG – gliukozaminoglikanai

GKAKT – galvos kietųjų audinių kompiuterinės tomogramos KT – kompiuterinė tomografija

KTU – Kauno technologijos universitetas Lls – laisvės laipsnių skaičius

LSMU – Lietuvos sveikatos mokslų universitetas MEM – makroelementų metodas

MSC – momentinis sukimosi centras PKJ – pavyzdinis kramtymo judesys REM – ribinių elementų metodas

SAŽS – smilkininis apatinio žandikaulio sąnarys

SOPA – supaprastintas okliuzinės plokštumos analizatorius VŽ – viršutinis žandikaulis

ĮVADAS

Odontologinių pacientų, kuriems reikalingas kvalifikuotas dantų lankų protezavimas, visame pasaulyje daugėja, ilgėjant gyvenimo trukmei.(Aba-te, 2007) Odontologų draugijos duomenimis, Lietuvos gyventojams gręsia bedantystė dėl nepakankamos dantų profilaktikos ir netinkamos kasdienės priežiūros, ypač vyresniems žmonėms. Atsiranda poreikis tobulinti esamus gydymo ir diagnostikos metodus bei ieškoti naujų, perspektyvesnių ir indivi-dualizuotų protezavimo galimybių. Vien per paskutiniuosius penkerius me-tus, Pasaulinės sveikatos organizacijos (WHO reports, 2014) duomenimis, odontologinių pacientų, kuriems būtinas pilnas ar dalinis dantų lankų atsta-tymas Rytų Europos regione išaugo beveik 2 kartus. Kaip pagrindinės prie-žastys nurodomos: neadekvatūs paslaugų įkainiai ir prieinamumas, uždelsta kvalifikuota pagalba ir ilgėjanti vidutinė gyvenimo trukmė. Taigi, būtina ge-rinti paslaugas, panaudojant šiuolaikines technologijas ir mokslo potencialą. Evoliucijos procesai tobulai pritaikė konkrečiam mitybos tipui skirtingą kramtymo funkciją turinčius biologinius individus. Vadinasi, esant minima-liam kramtymo sistemos struktūrų krūviui, įprastos funkcijos metu funkcio-nuoja stomatognatinė sistema. Monofunkcinį kramtymo tipą turinčių žolėdžių ir plėšriųjų gyvūnų funkcinė struktūra yra savita ir skiriasi iš esmės (Spencer, 1999). Žmogaus stomatognatinė struktūra dėl mišraus mitybos tipo yra kom-pleksinė – turinti ir žolėdžiams, ir plėšriesiems gyvūnams būdingų struktūrinių elementų, aktyviai sąveikaujančių skirtingose kramtymo proceso fazėse, t. y. mėsėdžiams galimi išsižiojimo ir sukandimo apatinio žandikaulio judesiai tik rotuojant apatinio žandikaulio sąnarinei galvai (Vinyard, 2003). Be to, žmo-gus yra unikalus individas gyvojoje gamtoje dėl fonetinės artikuliacijos. Taigi, skirtingą biomechaniką turinčios kramtymo ir artikuliacijos funkcijos sąlygojo SAŽS savitą struktūrą (John, 2014).Tokios sistemos optimaliai veiklai būtinos atramos dantų lankuose ir intrasąnariniai kontaktai (Wroe, 2010).

Tobulą funkcijos ir formos harmoniją tarp dantų ir SAŽS užtikrina apsau-ginių funkcijų grupė, leidžianti paskirstyti krūvį ir apsaugoti šių struktūrų komponentus apatinio žandikaulio artikuliacijos metu (Terhune CE, 2013). Individo gyvenimo eigoje dažniau pažeidžiama okliuzija, suardanti komplek-sinę harmoniją. Problemą sudaro dantų netekimas, dėl ko pažeidžiamas struk-tūrinis stabilumas, lydimas neefektyvaus kramtymo sistemos darbo ir pras-tėjančios gyvenimo kokybės, dažno skausminio sindromo. (Palinkas, 2010). Žmogaus kramtymo sensorinė kontrolė lengviau pažeidžiama nei lėčiau kin-tantys struktūriniai elementai. Sąnario ir dantų lankų struktūrinių elementų funkcinės koreliacijos veiksniai yra išsamiai ištirti (Organ, 2010).

Skirtingą kramtymo tipą turinčių biologinių individų sąnario ir dantų lan-kų bei jų okliuzinių paviršių geometrinių parametrų koreliacinių ryšių paieš-ka ir jų sisteminis apibendrinimas leistų nustatyti pagrindinius argumentus, individualizuoti kriterijus, kurie labai svarbūs kramtymo reabilitacijos pro-cese, atkuriant funkcinę harmoniją ir sumažinant sensorinės kontrolės įtaką (O’Higgins, 2011).

Savo darbe, tirdami kontaktinių jėgų dinamiką monofunkcinį kramtymo tipą turinčio biologinio individo baigtinių elementų pagrindu sukurtame mo-delyje, esant normalioms sąlygoms ir imituojant galimas situacijas, nusta-tėme optimalius sąnarinių ir okliuzinių paviršių tarpusavio balansuotos są-veikos parametrus. Matematiniame modelyje „iškirpus“ dantų lankus ar jų fragmentą, galima modeliuoti įvairias situacijas, vertinant kontaktinių jėgų balansus. Žmogaus kramtymo sistemos dantų lankų struktūrinės reabilitaci-jos atveju aktyvūs dantų kontaktai visose okliuzijų fazėse dėl multifunkcinės sąnario struktūros turi aibę variantų. Kompiuterinės tomografijos pagrindu ir baigtiniais elementais pagrįsti matematiniai hibridiniai modeliai, remian-tis balansuotos okliuzijos algoritmais, leistų sukurti struktūrinius dantų lankų ir jų sąveikos reabilitacinius prototipus. Dėl to galima būtų išvengti empiri-nių medicininio personalo veiklos paklaidų, SAŽS disfunkcijų ir sutrumpinti adaptacijos trukmę bei geriau įvertinti visą gydymo procesą prioritetu laikant paciento gyvenimo kokybę, t. y. mažinant skausminius jutimus ir trumpinant reabilitacijos periodą.

Apie SAŽS kietųjų struktūrų geometrinį koreliacijos ryšį su okliuzinės plokštumos orientavimu visoje sistemoje duomenų nerasta. Individo gyveni-mo eigoje dažniausiai pažeidžiami su aplinka sąveikaujantys dantų lankai ir žymiai mažiau – sąnario struktūriniai, determinuojantys elementai. Jų tarpu-savio sąveikos orientacijos individualių taškų nustatymas, sujungiant juos į kreivę, turėtų esminės įtakos sisteminės reabilitacijos procesui. Neatsižvelgus į determinuojančios koreliacijos principus ir protezuojant implantais fiksuo-tais protezais bedančius žandikaulius, daugėja SAŽS sutrikusios funkcijos atvejų, kas blogina žmogaus gyvenimo kokybę.

1. DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

Ištirti dantų lanko deformacijos įtaką dantų lankų ir smilkininio apatinio žandikaulio sąnario kontaktinių paviršių apkrovai, naudojant galvos kietų-jų audinių baigtinių elementų modelius ir sukurti dantų lankų individualių okliuzinių kreivių formavimo metodiką.

1.2. Darbo uždaviniai

1. Įvertinti baigtinių elementų modelio panaudojimo galimybes, nustatant dantų lankų ir sąnario apkrovos priklausomybę nuo jų geometrijos mo-notipinio šoninio apatinio žandikaulio judesio metu .

2. Nustatyti dantų lanko deformacijos įtaką apkrovos pokyčiams dantų lankuose ir smilkininio apatinio žandikaulio sąnario kontaktiniuose pa-viršiuose apatinio žandikaulio vertikalaus ir šoninio judesių metu. 3. Sukurti dantų lankų individualių okliuzinių kreivių formavimo

meto-diką, naudojant galvos kietųjų audinių kompiuterines tomogramas ir baigtinių elementų modelius.

1.3. Darbo mokslinis naujumas

Sudarytas žmogaus kramtymo sistemos kietųjų audinių struktūrinių ele-mentų aksonometrinis 3D baigtinių eleele-mentų modelis, leidžiantis įvertinti šiuos elementus veikiančias jėgas ir jų pokyčius kramtymo metu. Sukurti skirtingų sąkandžio tipų (monofazinis žolėdžio ir daugiatipinis žmogaus, tu-rinčio taisyklingą sąkandį, deformuotus dantų lankus ir bedančio) kramtymo aparato elementų apkrovas aprašantys matematiniai modeliai.

Šiame darbe pirmą kartą panaudotas žmogaus kaukolės kietųjų struktūrų geometrinės koreliacijos modelis, nustatant individualią dantų lankų okliuzi-nės plokštumos padėtį SAŽS ir viršutinio žandikaulio atžvilgiu pagal klasi-kinę Monson metodiką. Sukurtas dantų lankų individualių okliuzinių kreivių nustatymo metodas sudaro prielaidas kokybiškai bedančių asmenų ir asmenų su daliniais dantų lankų defektais kramtymo sistemos reabilitacijai.

2. LITERATŪROS APŽVALGA

Biomechanika yra mokslo kryptis, skirta biologinėms sistemoms aprašyti ir tirti, taikant mechanikos bei kitus fizikos metodus. Tai plati tyrimų sfera, apimanti sistemos mechaninio atsako apskaičiavimą, esant tam tikriems išo-riniams poveikiams, deformacijų ir įtempimų analizę kūno viduje, medžiagų mechaninių savybių nustatymą ir atitinkamų matematinių modelių sukūrimą. Žmogaus kramtymo sistemą sudaro įvairios formos ir skirtingos funkcinės paskirties struktūros. Aprašytos aktyvios ir pasyvios struktūros, kurių veiklą koordinuoja centrinė nervų sistema. Anatominiu požiūriu vienoda kramtymo sistema kiekvienam individui yra skirtinga pagal funkcinius pajėgumus ir jų efektyvumą. Kontaktinių kramtymo jėgų optimalų pasiskirstymą, užtikrinan-tį didžiausią funkcijos efektyvumą, nulėmė evoliucija ir koregavo konkretus biologinio individo gyvenimo būdas.

2.1.1. Žmogaus kramtymo sistemos elementai

Žmogaus kramtymo sistemą sudaro: dantys, periodontas, žandikauliai, SAŽS, kramtymo raumenys, liežuvis, lūpos, skruostų audiniai, seilių liaukos, nervai ir kraujagyslės (Koolstra, 2002). Tiriant žmogaus kramtymo sistemos veiklą, kuriai būdinga ne tik kramtymas, bet ir kalba, mimika, maisto rijimas, svarbus yra formos bei funkcijos savitarpio ryšys. Biomechaniškai kramtymo funkcijai priskiriamas maisto susmulkinimas, naudojant įvairios krypties trynimo, traiškymo jėgas. Visam procesui – nuo maisto atkandimo iki rijimo – reikalinga energija, kuri gaunama susitraukiant apatinį žandikaulį judinantiems lūpų, skruostų bei liežuvio raumenims, kurie sukelia apatinio žandikaulio judesį – žandikaulio postūmį iš vienos padėties į kitą, nesusidarant dantų kontaktams, raumens formos pasikeitimą, pvz., liežuvio kitimus ryjant maistą, kramtymo jėgą (Kraus, 1969).

Apibendrinant, galima teigti, jog norint gauti maisto kramtymui reikalingą jėgą, būtinas raumenų energijos perdavimas ir virtimas koordinuotais jude-siais. Šį procesą garantuoja sąnarių ir svertų sistema, optimizuojanti efektą. Kramtymo sistemoje kaukolė yra fiksuota, o apatinis žandikaulis yra paslan-kioji svertų sistemos dalis. Apatinis žandikaulis veikia kaip trečiasis svertas, kur raumenų jėga sąlygoja žandikaulio judesį apie sąnarį. T. y. kuo maisto kąsnis yra toliau nuo atramos taško – sąnario – tuo mažesne jėga jis yra vei-kiamas (Koolstra, 1995).

Kramtymo sistemos schema (2.1.1.1pav.).

2.1.1.1 pav. Kramtymo sistemos apžvalginė schema. Apatinis-šoninis vaizdas. Tęstinės linijos – raumenų linijos judėjimo metu. Apskritimas –

raumens įterpimas. MAS_S – paviršinis kramtomasis; MAS_P – gilusis kramtomasis; MPT – medialinis pleištinis. TEM_A – priekinis smilkininis;

TEM_P – užpakalinis smilkininis; LPT_S – viršutinis šoninis pleištinis; LPT_I – apatinis šoninis pleištinis; DIG – dvipilvis; GEH – geniohyoidinis;

MYH – mylohyoidinis. Taškai – centrų pozicija tarp dešinio ir kairio krumplių kandžių taškų.

2.1.2. Kramtymo sistemos evoliucija

Č. Darvino evoliucijos teorija XIX-XX a. buvo svarbi biologijos mokslo raidai ir žmogaus filogenezei. Žmogaus kramtymo sistemos evoliucija glaudžiai susieta su galvos smegenų vystymusi. Kalbos, verbalinės komunikacijos atsiradimas akivaizdžiai pakeitė žmogaus kramtymo sistemos morfologiją ir kaukolės struktūrų formavimą. Įgyta evoliucijos procese genetinė struktūrinė informacija kinta priklausomai nuo amžiaus, funkcijos, aplinkos veiksnių (Spencer, 1999). Palyginamoji kramtymo funkcijos analizė atrajojantiems ir tikriesiems mėsėdžiams turėtų parodyti mažiausiai kintan-čių konkretaus individo struktūrų determinuojančią įtaką. Dantys, funkcijos metu turintys išorinį kontaktą su aplinka, yra labiau pažeidžiami, o sąnarinių struktūrų pokyčiai yra žymiai mažesni (Wood, 1995). Netekus dantų, likusi mažai pakitusi individo sąnarinių struktūrų visuma turėtų determinuoti rea-bilituojamų dantų lankų parametrus pagal optimalius kontaktinių okliuzinių jėgų pasiskirstymo principus (Spencer, 1999). Biologinėje erdvėje kramtymo tipas yra vienas svarbiausių rūšies vystymosi argumentų (Weijs, 1994).

Apibendrinant galima teigti, kad kontaktinių kramtymo jėgų optimalų pa-skirstymą, užtikrinantį didžiausią funkcijos efektyvumą, sąlygojo evoliucija ir koregavo konkretaus biologinio individo gyvenimo būdas.Vystantis veido ir burnos struktūroms, nervų-raumenų sistemoms, dygstant dantims, susifor-muoja Spee kreivė, kurios forma tarp žinduolių skiriasi.

2.1.3. Aktyvūs ir pasyvūs komponentai

Biomechaniniu požiūriu žandikaulio judesius ir okliuzines jėgas sukelia aktyvūs komponentai – kramtymo raumenys, o jų veiklą reguliuoja ar ap-riboja pasyvūs elementai – dantys, sąnariniai paviršiai, raiščiai, kapsulė bei raumenų pasyvūs įtempimai (Koolstra, 2002). Aktyvių ir pasyvių kompo-nentų sąveika lemia kramtymo sistemos jėgų funkcinę pusiausvyrą. Svarbu žinoti kramtymo sistemoje veikiančių jėgų šaltinius bei jų prigimtį. Norma-liai kramtymo funkcijai reikalingas jėgas sukelia apatinį žandikaulį judinan-čių raumenų susitraukimai (Peck, 2007). Kramtymo raumenys veikia visose plokštumose, kad sudarytų jėgas, kurių reikia įveikti gravitacijai, maisto kąs-nio priešinimuisi, gniuždymui ir raumenų tonusui bei padėčiai nustatyti; jie yra tiesiogiai atsakingi už įtempimų susidarymą veidinėje kaukolės dalyje (Peck, 2002).

2.1.4. Smilkininio apatinio žandikaulio sąnario ypatumai

Smilkininį apatinio žandikaulio sąnarį (SAŽS) sudaro: apatinio žandi-kaulio sąnarinė galva, smilkinžandi-kaulio sąnarinė duobė, sąnarinis diskas, są-narinė kapsulė ir sąnariniai raiščiai. AŽ sąsą-narinė galva yra artikuliacijos aktyvus komponentas. Jos artikuliacinis paviršius – kaip ir sąnarinės duo-bės – padengtas skaiduline kremzle. Tarp šių struktūrų yra įterptas skaidu-linės kremzlės diskas, galintis laisvai judėti abiejų sąnarinių paviršių at-žvilgiu. Būtina žinoti SAŽS artikuliacinių audinių savybes, norint suprasti patogenezės procesą – kaip ir audinių inžineriją, reabilituojant pažeistas sąnario struktūras (funkcijas). Audinių inžinerija įrodė, kad ožkos chon-drocitai – subrendusios kremzlinės ląstelės – produkuoja didelį kiekį ko-lageno ir GAG (Lu, 2009). Tačiau yra nedaug studijų, nagrinėjančių ožkos smilkininio apatinio žandikaulio galvos spaudimą į sąnario diską. Vykstant kramtymo procesui, šios struktūros dirba sinchroniškai, todėl jų savybių lyginimas ir analizavimas yra būtinas norint suprasti, kad sąnario artiku-liaciniai paviršiai veikia kaip vienetas. Topologinių struktūrų modeliai yra naudojami, tiriant spaudimo gniuždymo poveikį ožkos SAŽS struktūroms.

SAŽS diskas ir MCC kitų rūšių individų charakterizuojama kaip labai iš-sivystę hidratuoti, akyti, pralaidūs, kieti užląstelinio matrikso audiniai. Dvifazės teorijos teigia, kad sėkmingas artikuliacinių kremzlinių struktūrų modeliavimas galimas, naudojant panašius audinius į SAŽS diską ir MCC bei taikant du skirtingus skysčius ir kietas medžiagas (Lu, 2007). Žinoma, kad SAŽS disko skaidulų pluoštai glaudžiai išsidėstę priekine-užpakaline kryptimi medialinėje, lateralinėje ir tarpinėje zonose. Be to, pati MCC vir-šutinė zona turi skersinį transversalų skaidulų išsidėstymą (Hamada, 2006) bei mažą kiekį kolageno ir daug GAG. Žmogaus SAŽS disko lateralinės, medialinės, tarpinės sritys esant kompresijai atlaiko 69,75±11,47 kPa, o jų laidumas yra 3,75± 0,72x10-15 _{m4/Ns (Tanaka, 2008). Ožkos SAŽS}

dis-ko audinių laidumas (skvarba) yra 4,47 x 10-14 m4/Ns. Dr. Athanasiou, naudodamas viskoelastinius modelius ir didelį įtampos koeficientą (stiprią jėgą), nustatė, kad SAŽS diskas išlaiko apie 500kPa (Wilkes, 1989). Visa tai įvertinus, skersinis transversinis izotropinis dvifazis modelis gali tiks-liai patvirtinti ir paaškinti mechaninį SAŽS skaidulinės kremzlės atsaką į pažeidžiamų spaudimo jėgų poveikį (Bocaccio, 2006), lyginant kolage-no, GAG ir DNA sudėtį skirtingose zonose, transversalius ir ašinius Yong modulius, transversalius ir ašinius Poisson santykius bei audinių laidumą. Pagrindinė GAG funkcija yra išlaikyti vandens molekules, kad esant kom-presijai, būtų apsaugotos struktūros. Ožkos SAŽS biomechaninės analizės rezultatai parodė, kad kolageno sudėtis sąnario diske yra reikšmingai dides-nė 45,7±19,6proc. nei MCC 18,6±6,9proc. (p <0,05). Sąnario disko GAG 2,1±1,2proc. žymiai mažesnė nei MCC 4,2±2,1proc. (p<0,005). DNA sudė-tis sąnario diske 0,1±0,05proc. mažesnė nei MCC 0,03±0,1proc. (p<0,05). Vandens kiekis sąnario diske yra 79±8proc.; jis yra mažesnis nei MCC van-dens kiekis: 84±7proc.(p<0,05). Ožkos SAŽ sąnario diskas yra standesnis, kietesnis ir tvirtesnis nei žmogaus MCC.

V. C. Mow dvifazė teorija gali būti naudojama SAŽS skaidulinės kremz-lės audinių funkcionavimui nagrinėti, esant kompresijai ir įvertinus elasti-nes, izotropines ar anizotropines ypatybes. Tačiau tikslesniems skaidulinės kremzlės audinių tyrimams ir rezultatams naudojami alternatyvūs mode-liai, pavyzdžiui, baigtinių elementų modeliai. Žmogaus SAŽS sandara lei-džia atlikti sudėtingus apatinio žandikaulio rotacinius judesius, reliatyvius transkranialinei ašiai, sąlygojančius vertikalų išsižiojimą ir sukandimą, užtikrina žandikaulio stabilumą bei svertų sistemos veikimą. Esant nor-maliems rotaciniams judesiams, kompresija ir krūvio pasiskirstymas vyks-ta priekinėje sąnarinės galvos dalyje ir užpakaliniame nuolydyje. Sveikas SAŽS diskas ir sinovinis skystis paskirsto šį krūvį sąnaryje. Sinovinis

skystis atlieka dvi pagrindines SAŽS funkcijas: pirma – sumažina trin-ties koeficientą maždaug iki 0,001; antra – perduoda maistines medžiagas kremzlinėms skaiduloms ir atlieka nereikalingų maisto medžiagų šalinimo funkciją. Sinovinio skysčio vidutinis kiekis viršutiniame ir apatiniame są-nario aukštuose yra 0,5-1 ml. SAŽS diskas, turintis du paviršius – viršutinį ir apatinį – skiriasi savo ląstelinėmis, biocheminėmis, biomechaninėmis savybėmis. SAŽS diskas pasižymi heterogenine ląstelių populiacija, t. y. fibroblastų ir chondrocitų kiekis sąnario diske yra nuo 20 iki 50 milijonų viename audinio grame: 70proc. yra fibroblastų, 30proc. chondrocitų. Pa-grindinis SAŽS disko užląstelinio matrikso komponentas yra kolagenas, kuris stipriai kontroliuoja audinių funkcines savybes. Kolagenas sudaro apie 37proc. visos skystos masės arba 69-85proc. sausos masės. SAŽS disko kolageno skaidulų išsidėstymas yra anizotropinis: disko periferijoje sudaro žiedo formas, tarpinėje zonoje vyrauja priekinė-užpakalinė kryptis, centrinėje dalyje susikryžiuoja skaidulos, einančios priekine- užpakaline kryptimi, tarpinės srities su mediolateralinės krypties kolagenų pluoštais. Tai reiškia, kad kolageno skaidulų suformuoti išoriniai žiedai palaiko for-mą tempimo ir kompresijos metu. Vidutinis kolageno skaidulų skersmuo yra 18-19 mikronų. Kolageno skaidulos, išsidėsčiusios banguotai per visą storį, turi svarbius mechaninėms audinių savybėms išsišakojimus. GAG ir proteoglikanai yra svarbūs esant kompresijai ir tempimui. GAG sudaro il-gos pasikartojančios disacharidų grandinės su ar be išsišakojimų, turinčios mažiausiai vieną neigiamą grupę. Sąnario diske randama apie 5proc. GAG. Pagrindinis proteoglikanas SAŽS diske yra chondroitino sulfatas (CS) ir dermatansulfatas (DS). GAG grandinės asocijuojasi su šiais dviem prote-oglikanais sudarydamos 75-93proc. bendro GAG kiekio sąnaryje. Nusta-tyta, kad sąnario disko centrinėje srityje esantys sulfatiniai GAG dažnai koreliuoja kompresijos standumą. Sąnarinės galvos skaidulinė kremzlė, dengianti artikuliacinius paviršius, sudaryta iš I ir II tipo kolageno. Šis skaidulinės kremzlės audinys skirstomas į keturias zonas: pluoštinę, proli-feracijos, subrendusią ir hipertrofinę. I tipo kolagenas randamas pluoštinė-je ir proliferacijos zonose, II tipo kolagenas – subrendusiopluoštinė-je ir hipertrofi-nėje. Mikroskopiniai pluoštinės zonos tyrimai parodė skersinį izotropinį kolageno skaidulų išsidėstymą. Sąnarinės galvos skaidulinė kremzlė yra 45-75 kPa, o sąnarinės duobės skaidulinė kremzlė – apie 36 kPa. Ji yra 57proc. plonesnė ir 50proc. standesnė nei SAŽS disko skaidulinė kremzlė, ypač galinėje sąnarinės duobės srityje, lyginant ją su priekine, kuri yra minkštesnė. Sąnarinė duobė yra viršutinė smilkinkaulio dalis, turinti tipiš-ką mikroarchitektūrą. Ją sudaro tankus kortikalinis kompaktinis kaulas ir

akytas tinklinis skaidulinis kaulas – spongiozinis su trabekulėmis (Webs-ter, 2001). Žmogaus SAŽS sąnarinės galvos tinkliniam skaiduliniam kau-lui būdingos anizotropinės mechaninės savybės: elastinis gniuždymo jėgos modulis ir pagrindinis apatinio žandikaulio galvos kaulo ašinės įtampos modulis, kai 431 ir 4,5 MPa, lyginant su skersiniu moduliu (127 ir 1,6 MPa) (Giesen, 2003). Kortikalinis apatinio žandikaulio galvos kaulas yra žymiai standesnis nei tinklinis skaidulinis kaulas. Be to, kortikalinio kaulo plokš-telė lateralinėje pusėje yra daug storesnė nei medialinėje dalyje. Cheminei kaulo struktūrai būdingas didelis proteinų kiekis ir neorganiniai kompo-nentai (hidroksiapatitai – HA) (Zhang, 2009). 90proc. kaulo organinės me-džiagos sudaro I tipo kolagenas, kuris lemia kaulo elastines savybes. Kitų nekolageninių proteinų, tarp jų ir skirtingų adhezinių proteinų (laminino, fibronektino, vitronektino), kaulo indukcinių proteinų (osteopontino, oste-onektino, kalcino), augimo veiksnių, citokinų yra kaulo matrikse (Webster, 2001, Caplan, 1994). Skirtingai nei skaidulinė kremzlė, kaulas turi stiprią atsinaujinimo potenciją. Įvairios kaulo ląstelės, tarp jų ir osteoblastai (kau-lo formavimo ląstelės), osteoklastai (kau(kau-lo rezorbcijos ląstelės), osteocitai (subrendę osteoblastai), aktyviai dalyvauja kaulo funkcijose, mineraliza-cijoje ir naujo kaulo sintezėje. Unikali sąnario galvos struktūra ir sudėtis gali atlaikyti ir paskirstyti įvairų mechaninį krūvį kasdienės veiklos metu. Pagal veikimo funkciją SAŽS yra derintinis, nes kairės ir dešinės pusės sąnariniai elementai funkcijos metu veikia kartu, suderintai, nors biome-chaniniai reiškiniai gali būti ir visiškai skirtingi. Esant simetriškiems jude-siams – vertikaliems ar sagitaliniams žandikaulio judejude-siams – abiejų pusių sąnariuose vienu metu vyksta beveik tapatūs judesiai. Esant šoniniams ir kombinuotiems šoniniams su priekiniais judesiams, abu sąnariai veikia tuo pačiu metu, tačiau sukamieji ir slenkamieji judesiai abiejose pusėse vyksta skirtingu laiku bei skirtingomis amplitudėmis. Tarp apatinio žandikaulio galvos ir smilkinkaulio sąnarinės duobės yra sąnarinis diskas. Tai skaidu-linio audinio plokštelė, kompensuojanti duobės ir galvos dydžių skirtumą (galvos sąnarinis paviršius 2-3 kartus mažesnis už sąnarinės duobės pavir-šių) (Ciancaglini, 2003). Juda ji kartu su sąnarine galva ir taip sumažina sąnario nesuderinamumą bei užtikrina stabilumą dėl padidėjusio kontak-tinių taškų kiekio (Williams, 1995). Sąnarinis diskas yra abipus išgaubtos geometrijos. Jis yra pagrindinis tarpląstelinis matriksas, sudarytas iš kola-geno, proteoglikanų, elastinių skaidulų. Sąnarinio disko storis viduryje yra apie 1-2 mm, kraštuose – 3-4 mm. Jis dalija sąnarį į du aukštus: viršutinį, kuriame vyksta disko slenkamieji judesiai sąnarinio gumburėlio paviršiu-mi, ir apatinį, kuriame vyksta sukamieji sąnario galvos judesiai. Žmogaus

sveiko sąnarinio disko užpakalinė sritis dengia viršutinį sąnarinės galvos paviršių, lateralinį ir medialinį polius, palaiko vertikalią ir medialinę są-narinės galvos poziciją ramybėje sukandimo metu. Esant sąnarinio disko dislokacijai galinėje srityje, sąnarinė galva praranda reikšmingą atramą. Dėl to vyksta sąnarinės galvos dislokacija sąnarinėje duobėje ir sumažėja arba prarandami galiniai krūminių dantų okliuziniai kontaktai. Farrar ir MacCarty (Farrar WB, MacCarty, 1979) nustatė, kad pacientams dėl intra-kapsulinių pažeidimų, esant sąnarinio disko priekinei dislokacijai, sąna-rinė galva lokalizuojasi viršutine-užpakaline kryptimi sąnasąna-rinėje duobėje ir dantys atsiranda tarpinėje padėtyje. BMR tyrimai parodė, kad dėl to sumažėja ir sąnarinis plotas (Marguelles-Bonnet, 1986). Sąnarinio disko dislokacijos skirstomos į penkis tipus: priekinė, priekinė-medialinė, prie-kinė-lateralinė, medialinė šoninė ir lateralinė šoninė. SAŽS funkcija de-šinės ir kairės pusių visada tarpusavyje susijusi. Vienos pusės disfunkcija potencialiai veikia kitą sąnario pusę arba pavienis žandikaulio pažeidimas paveikia abu SAŽS tuo pat metu.

Kai sąnarys yra apkraunamas, jėgos transformuojamos į sąnario galvą. Sąnario kremzlinės struktūros turi labai mažą trintį ir krūvio kryptis jų beveik nedeformuoja (Boccaccio, 2006). Spaudžiant sąnarį aukštyn ar įstrižai atga-line kryptimi judesio metu, sąnarinė duobė sulaiko AŽ judesius. Sąnariniai paviršiai neriboja išsikišimo ir vidurinio šoninio poslinkio ar rotacijos apie bet kurią iš trijų ašių. Apatinio žandikaulio sąnarines galvas sudaro kaulinis audinys, o artikuliaciniai paviršiai yra padengti skaidulinės kremzlės sluoks-niu, kuris neabejotinai yra plonesnis už sąnarinį diską. Sąnarinė kapsulė yra palyginti laisva, neįtempta, ją sudaro išorinis fibrozinis ir vidinis endotelio sluoksniai. Kapsulę tvirtina trys raiščiai: šoninis, trukdantis žandikauliui slinktis atgal, pleištinis žandikaulio ir ylinis žandikaulio, ribojantys judesius žemyn ir į priekį. Artikuliaciniai paviršiai nekongruentiniai, sąnario galva sugeba judėti beveik laisvai trimis kryptimis. Sąnario kremzlė ir diskas yra pritaikyti taip, kad atstumas tarp kaulinių paviršių būtų proporcingas sąnario krūviui (Visscher, 2000).

Takeuchi ir kt. sukūrė apatinio žandikaulio judėjimo analizės standarti-zuotus parametrus nuo kandamųjų taškų (Takeuchi, Bando, 2009) ir šešis apa tinio žandikaulio laisvės judėjimo laipsnius (Takeuchi, Bando, 2008). AŽ pajėgus judėti šešiais laisvės laipsniais (2.1.4.1 pav.).

2.1.4.1 pav. Šešių laisvės laipsnių AŽ judesiai. Punktyrinė linija – pagrindinė ašis. A – (linijiniai) pakilimai. F – (linijinės) jėgos. M – masė,

α – kampinis pakilimas. M – sukimo momentas, I – inercijos momentas.

SAŽS vadinamas atlaikančiu nuolatinį krūvį atraminiu sąnariu (Tanne, 1995). Judant apatiniam žandikauliui, sąnariniuose paviršiuose vykstantys įtempimai ir suspaudimai turi lemiamą reikšmę sąnarių funkcinei pusiausvy-rai bei jų paviršius dengiančio kremzlinio audinio formavimuisi. Sąnarinius paviršius dengia stangri, gniuždymui labai atspari hialininė kremzlė. Ją su-daro kolageno skaidulų (II-ojo tipo kolageno) tinklas, suteikiantis atsparumo tempimui, ir tarpląstelinis skystis, turintis didelį kiekį proteoglikanų, kurių hi-drofilinės savybės labai svarbios suspaudimo jėgų adaptacijai. Nustatyta, kad sąnarinės kremzlės mechaninės savybės yra nevienodos įvairiose jos srityse dėl netolygaus proteoglikanų išsidėstymo (Tanaka, 2006). Tiriant biomecha-ninius procesus SAŽS, nustatyta, kad esant centriniam sukandimui, sąnari-nėje ataugoje vyrauja suspaudimo įtampa, o sąnarisąnari-nėje duobėje ir gumburė-lyje vyrauja tempimo įtampa. Visos įtampos jėgos – ir sąnarinėje ataugoje, ir duobėje bei gumburėlyje – sutelktos kremzliniame audinyje, o tankiajame ir akytajame kauliniuose audiniuose nustatyti nedideli ir tolygiai pasiskirstę įtempimai. Sąnarinį diską veikiančių jėgų sukelti maksimalūs įtempimai su-sitelkia vidurinėje disko dalyje, tačiau apytiksliai du kartus didesnė spaudimo įtampa sutelkta galinėje disko dalyje. Atlikus dvimačio matematinio kramty-mo sistekramty-mos kramty-modelio vektorinę analizę, nustatyta, kad stabiliausia įtempimų pusiausvyra sąnariuose susidaro tada, kai sąnarinė galva su sąnariniu disku remiasi į priekinę viršutinę sąnarinės duobės dalį, t. y. į sąnarinio gumburėlio distalinį šlaitą, o tai būdinga centrinei okliuzijai (Radu, 2004). Tiriant SAŽS veikiančias jėgas kramtymo metu, nustatyta, kad didesnės suspaudimo jėgos susidaro balansuojančios pusės sąnaryje, o darbinės pusės sąnarys patiria ma-žesnį spaudimą. Tai buvo patvirtinta SAŽS biomechanikos tyrimais dinami-nės stereometrijos metodu (Palla, 2003).

Per visą žmogaus gyvenimą kinta sąnarinių paviršių forma, o dalis tų po-kyčių susiję su kramtymo funkcijos pokyčiais. Kaip pavyzdį galima pateikti sąnarinį gumburėlį, kuris sugeria (absorbuoja) sąnaryje kylančias reakcijos jėgas ir taip leidžia padidinti sukandimo jėgą. Nustatyta, kad sąnarinio gum-burėlio dydžio ir formos pokyčiai gyvenimo eigoje yra susiję su kramtymo funkcija, dantų nusidėvėjimu bei jų praradimu (Hinton, 1981). Manoma, kad sąnarinio gumburėlio formos pokyčiai yra prisitaikymo dalis, esant okliuzi-niams neatitikimams dantų gumburų šlaituose ir priekinių dantų darbiniuose paviršiuose arba pasikeitus sąnarinio disko padėčiai sąnaryje (Major, 2002). SAŽS kauliniai sąnariniai paviršiai neatitinka vienas kito, tai sudaro galimy-bę nesimetriškiems apatinio žandikaulio judesiams ir sumažina sąnario sta-bilumą. Svarbiausia sąnarinio disko funkcinė ypatybė yra ta, kad jo padėtis ir forma gali kisti taip, kad kiekvieno apatinio žandikaulio judesio momentu užpildytų tarpą tarp sąnarinių paviršių ir stabilizuotų sąnarinę galvą. Be to, sąnarinis diskas sugeria dalį krūvio, tenkančio kaulinėms sąnario struktū-roms, todėl veikia kaip dalis kompensacinio mechanizmo judant apatiniam žandikauliui. Dėl viskoelastinių savybių sąnarinis diskas gali ne tik sugerti (absorbuoti), bet ir paskirstyti jam tenkantį krūvį, todėl jis apsaugo nuo per-nelyg didelių įtempimų ne tik kaulines bei kremzlines struktūras, bet ir pats save (Tanaka, 2006). Nustatyta, kad didžiausias spaudimas sąnarinį diską vei-kia sukandimo metu, kramtant kietą maistą balansuojančioje pusėje sąnarinis diskas suspaudžiamas stipriau negu darbinėje pusėje (Palla, 2003).

Sąnarinė kapsulė ir raiščiai riboja sąnario erdvę ir saugo nuo pernelyg didelės amplitudės šoninių, priekinių bei reversinių judesių. Šiuose sąnario elementuose yra daugybė proprioreceptorių, kurie yra svarbūs apatinio žan-dikaulio judesių nervinei reguliacijai (Palla, 2003).

Įvairių SAŽS sutrikimų etiologija nėra tiksliai ištirta. SAŽS sutrikimams būdingi šie simptomai: ribotas išsižiojimas, deviacija, raumenų skausmas ju-dant apatiniam žandikauliui. Epidemiologiniai tyrimai parodė, kad ketvirtis populiacijos turi SAŽS sutrikimų. Yra trys bendros patologijos, reikalaujan-čios klinikinio gydymo: vidiniai pažeidimai, degeneracinės sąnario ligos ir ankilozė (Gray, 1994). Dvi pirmos pažeidžia minkštuosius sąnario audinius, trečia – kaulines struktūras. SAŽS vidiniai pažeidimai yra siejami su sąna-rio disko ir apatinio žandikaulio galvos sąnasąna-rio gumburėlio pakitimais. Tai pasekmė daugybinių patologinių procesų, pvz., sąnarinio disko perforacija, sinovinio skysčio alteracija, raumenų hiperaktyvumas. Sąnarinio disko po-slinkiai būdingi priekinės-vidurinės sąnarinės galvos pusėje. Ilgainiui vidi-niai pažeidimai pakeičia krūvio pasiskirstymą sąnaryje, sumažina judrumą ir padidina minkštųjų audinių destrukciją (Johns, 2006), tiesiogiai mechaniš-kai pažeidžia sąnarį. Dažniausia SAŽS degeneracinė liga yra osteoartritas,

charakterizuojama kaip skaidulinės kremzlės paviršiaus destrukcija ir abra-zija kartu esant antriniam uždegimui. SAŽS osteoartrito tiksli etiologija nėra žinoma, bet jos priežastys galėtų būti: sąnario trauma, per didelis krūvis, nejudrumas, amžius. Esant SAŽS osteoartritui, dėl padidėjusio uždegimo ir minkštųjų audinių destrukcijos padidėja matrikso metaloproteinazės (MMPs) ir kraujagyslių endotelio augimo faktorius (VEGF) sąnaryje. SAŽS ankilo-zei būdinga kaulo hipertrofija sąnario galvoje ir smilkinkaulyje. Dabartinis klinikinis gydymas gali būti skirstomas į keturias kategorijas: neinvazyvus, minimaliai invazyvus, invazyvus ir aloplastinis pakeitimas. Neinvazyvus klinikinis gydymas – tai pirmas etapas, apimantis okliuzinius įtvarus, fizinę, miofunkcinę bei medikamentinę terapiją. Okliuzinių įtvarų taikymo tikslas yra eliminuoti okliuzinius veiksnius, kurie sukelia parafunkcijas ir kram-tymo raumenų hiperaktyvumą, priverstinai sumažindami sąnariui tenkantį per didelį krūvį. Apatinio žandikaulio repozicionavimo įtvarai naudojami, siekiant SAŽS dislokuoto disko repozicijos. Kaip ir fizinės terapijos, jun-giančios aktyvius ir pasyvius sąnario judesius, taip ir miofunkcinės terapijos tikslas – sumažinti skausmą (Nicolakis, 2001). Nesteroidiniai medikamentai nuo uždegimo, pvz., ibuprofenas, yra vartojami esant sąnario pažeidimams. Atliekant minimalią invazinę terapiją, taikomos kortikosteroidų injekcijos, hialurono rūgšties injekcijos; artrocentezė taikoma uždegiminiams mediato-riams pašalinti ir lubrikacijai pagerinti. SAŽS artroskopija dažniausiai taiko-ma, esant ankstyvoms artrito stadijoms, manipuliacijos atliekamos, siekiant pašalinti fibrozinį audinį. Kaip chirurginė intervencija SAŽS artroplastika taikoma disko pakeitimo autogeninėmis medžiagomis procedūrų metu, pa-prastai smilkininio raumens dalimi pakeičiamas pažeistas diskas. Hemiartro-plastika, aloplastiniai implantai buvo populiarūs 1960 metais, bet šiandien tai retai taikoma. Ortognatinė chirurgija yra pažangiausias gydymo metodas esant SAŽS sutrikimams. 1980 metais pasirodė SAŽS sąnarinio disko pa-kaitalas Teflon-Proplast implantas. Šiandien yra trys bendros sąnario pakei-timo sistemos, patvirtintos FDA (Food and Drug Administration), sukurtos Christensen, Biomet (Guarda-Nandini, 2008) SAŽS koncepcijos. SAŽS pa-keičia chromo-kobalto-molibdeno sąnarinė galva, artikuliuojanti ultraaukšto molekulinio svorio polietileną (UHMWPE) sąnarinėje duobėje. Audinių inži-nerija gali pakeistiSAŽS funkcijos biologiją. Pirmieji pranešimai apie SAŽS sąnarinio disko audinių inžineriją pasirodė 1994 metais.

Apibendrinant galima teigti, jog žmogaus SAŽS sandara leidžia atlik-ti sudėatlik-tingus apaatlik-tinio žandikaulio rotacinius judesius, reliatyvius transkrania-linei ašiai, leidžiančius vertikalų išsižiojimą ir sukandimą, užtikrina žandi-kaulio stabiliumą bei svertų sistemos veiklą. Esant normaliems rotaciniams judesiams, kompresija ir krūvio pasiskirstymas vyksta priekinėje sąnarinės

galvos dalyje ir užpakaliniame nuolydyje. Sveikas SAŽS diskas ir sinovinis skystis paskirsto šį krūvį sąnaryje.

2.1.5. Kramtymo procese dalyvaujantys raumenys

Analizuojant mechaniškai, kramtymo sistemą sudaro gana daug raumenų, kurie ne visi yra būtini. Skirtingi kramtymo raumenys yra išsidėstę skirtingose zonose ir gali atlikti įvairias funkcijas (Møller, 2007). Kiekvieno raumens susi-traukimas yra siejamas su jėga, kuri išreiškiama trimis nepriklausomais kinta-maisiais dydžiais – greičiu, ilgiu, laiku. Kramtymo sistemą sudaro mažiausiai 20 raumenų grupių, kurios gali būti aktyvuojamos nepriklausomai viena nuo kitos.

2.1.5.1 pav. Penki skirtingi žinduolių AŽ, pakeliantys kramtymo motorikoje dalyvaujančius raumenis, identifikuoti pagal EMG duomenis. Veikimo pradžia sutampa su maksimaliu išsižiojimu. Skirtingose kramtymo fazės cikluose parodyta: greičiausias judesys užsičiaupiant (FC), smūginė jėga

(PS), lėtas išsižiojimas (SO). Raumenys padalyti į tris grupes: vertikaliai nukreipti, tripletas 1 ir tripletas 2 (Pagal Weijs, 1994).

Dauguma biomechaninių imitatorių kūrėjų tyrė kramtymo raumenų įtaką SAŽ judrumo amplitudei nustatyti ir įvertinti, kokią reikšmę kramtymo pro-cesui turi tam tikri raumenys ar jų grupės (Adhikari, 2011). Kai kurios studi-jos netgi grupavo raumenis pagal jų fukcijas, pvz.: kryžminio poveikio (ap-sprendžiančius maksimaliai galimą tempimą), išilginio tempimo ir raumens formos pasikeitimo, keičiantis jo tūriui kramtymo metu, ieškojo optimalaus skaidulų ilgio, mažinant SAŽ sąnario apkrovą. Buvo sumodeliuotas idealus kramtymo aparatas su visų kramtyme dalyvaujančių raumenų fukcijomis ir susitraukimo kelio apskaičiavimu, numatant visus įmanomus žandikaulio ju-desius. Tai padėjo suvokti bendras proceso tendencijas, bet negalėjo garan-tuoti individua laus praktinio pritaikymo (Hannam, 2011).

2.1.6. Žmogaus dantų lankų ypatumai

Nuo 1860 metų mokslininkai ir išradėjai bandė tirti ir nagrinėti kramty-mo sistekramty-mos biomechaninę struktūrą, natūralų apatinio žandikaulio judėjimą, atkurdami šiuos judesius artikuliatoriuje. William G. A. Bonwill ir Francis H. Balkwill buvo pirmieji mokslininkai, sukūrę geometrinius artikuliacijos principus ir apatinio žandikaulio judėjimą projektuojantį artikuliatorių. 1864 metais W. G. A. Bonwill pristatė savo „lygiakraščio trikampio“ teoriją, nu-statančią apatinio žandikaulio dydį – 10cm nuo vienos sąnarinės galvos iki kitos ir nuo kiekvienos sąnarinės galvos iki kandžių taško. Bonwill tikėjo, kad dantys reguliuoja okliuziją apatinio žandikaulio funkcijos metu, nors apatinio žandikaulio galvos centrai yra ir lateralinių sukamųjų judesių centrai vykstant artikuliacijai. 1866 metais F. H. Balkwill aprašė apatinio žandikaulio judesius žiojantis ir teigė, kad artikuliuojant apatinio žandikaulio galva dėl kelių jude-sio centrų formuoja du skirtingo dydžio ratus (Ohm, 1982).

Carl Christensen 1890 metais buvo pirmasis, pastebėjęs ir aprašęs okliu-zinių paviršių sferines charakteristikas. Tuo pat metu, 1890 m., Vokietijoje anatomas F. Graf von Spee aprašė santykį tarp natūralių dantų okliuzinės plokštumos ir kreivės, atspindinčios apatinio žandikaulio galvos protruzinę trajektoriją. Abu mokslininkai tyrė kramtymo biomechaniką skirtingais me-todais, bet priėjo analogiškas išvadas.

Carl Christensen sukūrė intraoralinį metodą, fiksuojantį apatinio žandikau-lio galvos nuolydį statinės protrusijos metu, ir sukūrė reguliuojamą apatinio žandikaulio galvos gidą – artikuliatorių „Rational“ (Becker, 1993). Šio tyri-mo metu autoriaus pastebėta galinių okliuzinių lankų separacija, kai apatinio žandikaulio judesiai yra orientuoti į protruzinę poziciją, pavadinta Christen-seno fenomenu. C. Christensen toliau tobulino F. Graf von Spee darbus ir

tikėjo, kad apatinio žandikaulio galvos judėjimo trajektorija kramtant turi ati-tikti kramtymo trajektoriją (Becker, 1993). C. Christensen tobulino šį metodą, registruodamas apatinio žandikaulio galvos polinkius (nuolydžius) „Ratio-nal“ artikuliatoriuje ir tęsė F. Spee principus, derindamas dantų artikuliaciją su apa tinio žandikaulio galvos judėjimu. C. Christensen nustatė, kad apatinio žandikaulio judėjimo metu, esant natūraliems dantims ir išlaikantiems slys-tančius kontaktus, apatinio žandikaulio galva žemyn ir į priekį gali judėti tik 4-5 mm, kai maksimalus atstumas 12 mm. Be to, jis tikėjo, kad gaminant dantų protezus, mažas judėjimo atstumas ir apatinio žandikaulio galvos ju-desio kryptis, kai dantys kontaktuoja, buvo svarbiausios indikacijos atstatant funkcijas. C. Christensen analizavo F. Spee pateiktas išvadas, kad artikulia-cijos trajektorija yra tokia pati kaip ir AŽ sąnarinės galvos trajektorija, bet nenustatė, ar jos yra tiesios, ar išlenktos ir paralelios (4 pav.).

2.1.6.1 pav. Sagitalinis AŽ vaizdas. Koncentriškai pavaizduota protruzinių AŽ judesių prigimtis. Trumpos juodos linijos parodo „sąnario kelią“.

Christensen tikėjo, kad krumplių judėjimo trajektorija ,,niekada daug nenukrypsta nuo tiesaus kelio.” (Perspausdinta iš Christensen

monografijos) Kartu su viršutine kaukolės dalimi ji užima tą patį cilindrinį paviršių. Cilindro kreivės ašies lokalizacija yra horizontaliame tarporbitalinės plokštumos lygyje. Krumplių judėjimo kelio šlaitas turėtų

būti laikomas dantų kreive, nes abu juda tuo pačiu spinduliu.

C. Christensen sukūrė savo teoriją – apatinio žandikaulio judėjimo ir natū-ralių dantų okliuzijos koreliacijos modelį. Nauja sferinė Christensen hipotezė pagrįsta išvadomis, kurios nurodo daugybę veiksnių, apibūdinančių prigim-tinę okliuzinę plokštumą ir santykį tarp okliuzinės plokštumos, dantų artiku-liacijos, apatinio žandikaulio sąnarinių galvų judesių trajektorijų. Jis nega-lėjo tiksliai paaiškinti natūralių apatinio žandikaulio lateralinių judesių, bet padarė išvadą, kad apatinio žandikaulio šoniniai judesiai turi būti tokie pat,

kaip ir judesiai į priekį, ir tik okliuzinės plokštumos išdėstymas sferiniame paviršiuje sąlygotų besitęsiančius dantų kontaktus judant apatiniam žandi-kauliui. Christensen pasiūlė du praktinius eksperimentus jo sferinei teorijai patvirtinti. Pirmasis – naudojant artikuliatorių „Rational“ manualiniu būdu modeliuoti funkciškai generuojant „trajektoriją“, okliuduojant viršutinio ir apatinio žandikaulių paviršius. Okliuzinių lankų imitavimui Christensen sustatė gipsinius blokelius į artikuliatorių, tada sumodeliavo apatinio žandi-kaulio sąnarinės galvos gidą ypač aukštoje įstrižinėje padėtyje ir funkciškai artikuliuodamas blokelius, trynė juos balansuojančiuose paviršiuose visomis kramtymo kryptimis (5 pav.).

2.1.6.2 pav. Šoninė kaukolės dantų protezų schema stebint centrinę okliuziją ir protruziją. Tai iliustruoja intraoralinį apatinio žandikaulio galvos palinkimo stebėjimo metodą, vadinamą Christenseno fenomenu. Christenseno ,,Racionalus artikuliatorius“ yra sukurtas pagal šį principą.

(Perspausdinta iš Christensen monografijos).

Pakitę nutrinti paviršiai rodė puikius kontaktus visų judesių metu ir gautą sferinių paviršių formą: apatinio žandikaulio įgaubta kreivė, kylanti į viršų, ir viršutinio žandikaulio išgaubta kreivė, nusileidžianti žemyn (2.1.6.2 pav.).

2.1.6.3 pav. Christenseno „Racionalus artikuliatorius” su gipso blokeliais ir vaškinių velenėlių okliuzija centrinėje pozicijoje. Gipso blokeliai, sumontuoti funkcionaliai generuotam judėjimo keliui pavaizduoti, atrodo

panašiai. (Perspausdinta iš Christensen monografijos)

Antrą eksperimentą Christensen atliko vyrui, turinčiam šiek tiek nudilusius savus dantis. Jis pagamino vulkanizuotos gumos volelius dantims padengti, virš jų sumodeliavo keleto milimetrų storio vaškinius okliuzinius lankus, po to lankus sutepė muilu ir paprašė pacientą atlikti visus galimus apatinio žan-dikaulio judesius visomis įmanomomis kryptimis. Rezultatai buvo tie patys, kaip ir pirmame bandyme – okliuziniai vaškiniai velenėliai parodė sferinę formą (7 pav.) (Keshvad, 2001).

2.1.6.4 pav. (A) Christenseno „Racionalaus artikuliatoriaus“ krumpliai orientuoti aukštame polinkyje. VŽ ir AŽ gipso blokeliai reguliuojami rankiniu būdu, keičiant aukštį, paviršiai įgyja sferinę formą. (Perspausdinta

iš Christensen monografijos.) (B) Vulkanizuota guma su vaško intarpais riboja atstumus, atsiradusius dėl nusidėvėjusių natūralių dantų. Sferiniai

ribų kontūrai suformuoti kaip rezultatas judant apatiniam žandikauliui ir gali išlaikyti kontaktą, esant vidutiniam spaudimui. (Perspausdinta iš

Christensen buvo klinicistas, kuris išrado naudingas protruzines intraora-lines procedūras, registruodamas žmogaus SAŽ sąnarinės galvos judėjimą. Jis analizavo apatinio žandikaulio natūralų (fiziologinį) judėjimą ir nustatė okliuzinės plokštumos sferines kreives, jų santykį su sąnarinės galvos judėji-mo kelio kreivėmis. Be to, buvo įsitikinęs, kad dėl neriboto sferinio spindulio sąnarinės galvos judėjimo trajektorija turėtų būti tiesi. Kaip ir Carl Christen-sen, tuo pačiu metu eksperimentus atliko ir G. Monson. Jie dirbo nieko neži-nodami apie vienas kito darbus ir tyrimus, tačiau jų idėjos buvo labai panašios (Hoite, 1966).

2.1.6.5 pav. George Monson pirmą kartą demonstravo savo „sferinę” teoriją su šiuo Bonwill artikuliatoriumi. Formos sumontuotos pagal

Bonwillio lygiašonį trikampį ir su sferinės okliuzijos orientyru (Perspausdinta iš Washburn, 17).

G. Monson 1898 metais pirmą kartą pristatė savo sferinę teoriją, teigda-mas, kad atliekant dantų protezavimą, reikėtų vadovautis Bonwill lygiakraš-čiu trikampiu, orientuotu į sferinį paviršių. Šis pirmasis pristatymas buvo at-liktas, naudojant Bonwill artikuliatorių ir velenėlių sustatymą pagal Bonwill instrukcijas. Monson padarė išvadą, kad apatinio žandikaulio vystymasis ati-tinka lygiakraštį trikampį, o dantys linkę išsidėstyti sferiškai (Hoite, 1966).

2.1.6.6. pav. Dr. Monson atlieka matavimus su žmogaus AŽ demonstruodamas 4 inčų atstumą nuo bendro centro iki apatinio

žandikaulio galvos krašto (Perspausdinta iš Washburn, 17)

Kad tai patvirtintų, Monson atliko keletą eksperimentų su žmogaus apati-niu žandikauliu, nepažeistu ligų, traumų ar vystymosi anomalijų. Kiekvieno danties okliuziniame paviršiuje Monson įtvirtino po metalinį strypą, orien-tuotą į viršų paraleliai išilginės danties ašies. Šie strypai atspindėjo radialias jėgos kryptis dančiui, visi metaliniai strypai susikirto viename bendrame taš-ke arba centre, suformuodami sferinę piramidę. Atliekant matavimus nuo šio bendro taško skriestuvu, liečiant ne tik priekinių dantų kandamuosius kraštus, bet ir skruostinių šoninių dantų kauburų viršūnes, gaunama 8 inčų skersmens sfera, jungianti Bonwill lygiakraščio trikampio viršūnių taškus.

2.1.6.7 pav. L. A. Weinbergo schema 3D Monson teorijos komponentų. Linijos suprojektuotos nuo A, B, ir C viršūnių pagal Bonwill trikampio linijų susikryžiavimą taške D, suformuojant sferinę piramidę. Monson 8 inčų skersmens sfera liečia trikampio viršūnes ir D taškas yra sferos spindulio centras. Weinberg išsiaiškino sąsają tarp Bonwill trikampio ir Balkwill kampo. Monson teorijai reikia beveik 35° apatinio žandikaulio galvų palinkimo, Balkwillio 15,5° kampo. Šie trikampiai neatitinka vidutinių

kampų, surastų Gysi (30° apatinio žandikaulio galvų palinkimo) ir Balkwill (26° Balkwillio kampo)

Apibendrinant galima teigti, kad tai buvo sferinės teorijos pradžia, kuri rėmėsi išvadomis, jog apatinio žandikaulio dantys juda viršutinio žandikau-lio dantų okliuziniais paviršiais. Monson pritaikė Bonwill 4 inčų lygiakraštį trikampį 8 inčų skersmens sferai. Geometriškai trikampio pagrindas yra šios sferos segmentas, o piramidės viršūnė, iškelta virš trikampio pagrindo, su-tampa su rotacijos centru, arba crista galli. Monson sferinė teorija nurodo galimą sąnarinės galvos poslinkį 35° ir Balkwill kampą 15,5°. Iš pradžių teo-rija buvo taikyta natūralių dantų artikuliacijai, bet šie principai sėkmingai taikomi ir bedančiams žandikauliams. Jis padarė išvadą, kad daugumai pa-cientų, turinčių kramtymo sistemos patologiją ar sutrikimų, kinta anksčiau buvęs balansas ir harmonija, todėl sferos spindulys taip pat gali būti didesnis ar mažesnis nei 4 inčai. 1923 metais Monson užpatentavo savo artikuliatorių (,,Dental articulator.“ U.S. Patent 1,457,385, issued June 5, 1923), kuris buvo pagrįstas sferine teorija, turintis dvi rotacines ašis – sferinę ir sąnarinę.

2.1.6.8 pav. AŽ priekinis vaizdas, rodantis sąsajas su 8 inčų skersmens sfera ir transversine okliuzijos plokštuma, kuri, Monson tvirtinimu, turi būti

tokia pati, kaip priekinė užpakalinė plokštuma, norint gauti subalansuotą okliuziją. Radialios 4 inčų ilgio jėgų linijos konverguoja suformuodamos

radialius taškus viršūnėje (Atspausdinta iš Monson, 20).

2.1.6.9 pav. AŽ užpakalinis vaizdas, iliustruojantis apatinio žandikaulio galvų radialių linijų aplikaciją (Atspausdinta iš Monson,20).

2.1.7. Okliuzijos kreivių fenomenai

Natūraliai susidaręs žmogaus dantų sistemoje Spee kreivės fenomenas rei-kalingas efektyviam kramtymo sistemos funkcionavimui. Šios kreivės kitimai

sąlygoja raumenų disbalansą ir netinkamą funkcinę okliuziją. Spee – tai ana-tominė kreivė, išvesta per apatinio žandikaulio kandžių kandamųjų kraštus, ilčių, premoliarų ir moliarų skruostinių kauburų viršūnes sagitalinėje plokš-tumoje, besitęsianti iki apatinio žandikaulio šakos ir pasibaigianti apatinio žandikaulio sąnarinės galvos priekiniame paviršiuje (Türp, 1996). Ši kreivė atlieka biomechaninę funkciją kramtymo metu, nes padidina santykio efek-tyvumą tarp krūminių dantų ir okliuzinių jėgų. 1890 m. Vokietijoje anatomas F. Graf von Spee aprašė santykį tarp natūralių dantų okliuzinės plokštumos ir kreivės, atspindinčios apatinio žandikaulio galvos trajektoriją. Jis naudo-jo kaukolę su nušlifuotais dantimis ir nubrėžė okliuzinaudo-jos liniją kaip cilindro liestinę iki sąnario galvos priekinio krašto, antrųjų moliarų okliuzinių pavir-šių ir AŽ kandžių kandamųjų kraštų (Marshall, 2008). Spee teigė, kad šis geometrinis išsidėstymas atspindi maksimalų dantų kontaktų modelį kram-tymo metu ir svarbiausius ortopedinės odontologijos principus. Šis apibrė-žimas tapo sferinės Monson teorijos pagrindu. Spee kreivės gyliui nustatyti skirtingi autoriai naudojo įvairias technikas. 1899 m. Bonwilis siūlė 4 inčų, t. y. 101,6 mm (1 nčas – 2,54 cm) apatinio žandikaulio trikampio matmenį. Vėliau (1932 m.) Monson pasiūlė 4 inčų spindulio skritulį. Tačiau Christen-sen priminė, kad Wilsonas po 300 apatinio žandikaulio matavimų rado tik 6 proc. patikimumą su 4 inčų spinduliu. Paaiškėjo, jog vidutinis kreivės spin-dulys, iš pradžių pasiūlytas paties Spee, suaugusiems buvo daug mažesnis 65-70 mm. Panašūs duomenys buvo gauti 1983 m. Hitchcoc (69,1 mm±1 mm) ir 1997 m. Orthlieb (83,5 mm). Baldridge ir Garcia nustatė tikslesnį santykį, išreikštą formule: Y=0,488x-0,51 ir Y= 0,657x+1,34. (Čia Y yra lanko ilgis milimetrais, x – suma dešinės ir kairės pusių Spee kreivės maksimalaus gylio milimetrais) (Kumar, 2012; Veli, 2015). Bishara SE, Jakobsen JR, Treder JE, Stasi MJ (Marshall, 2008) naudojo sumos vidurkį, išvestą iš statmenų atstu-mų iki kiekvieno kauburo viršūnių.

Daug literatūros šaltinių pažymi nesutarimus, renkantis įvairias ortodon-tinio gydymo technikas, kurios būtų efektyvios nustatant Spee kreivės gylį (Baydas, 2004). Diskutuojama, kokios ortodontinio gydymo procedūros už-tikrintų stabilų, ilgalaikį sąkandžio korekcijos rezultatą. Dantų lanko išly-ginimas dažniausiai pasiekiamas, derinant apatinių premoliarų išstūmimą į okliuziją su minimalia apatinio žandikaulio kandžių intrusija. Cancara ir kt. atliktos studijos parodė, kad Spee kreivė ir ortodontinio gydymo rezultatai galėtų būti sėkmingi ir stabilūs naudojant tęstinius arkos pavidalo mechaniz-mus. Ortodontinio gydymo metu Spee kreivės korekcija pasiekiama tokiais dantų judesiais: moliarų ekstrusija, kandžių intrusija, abiejų šių judesių kom-binacija. Vieno milimetro apatinio ar viršutinio moliaro ekstrusija efektyviai

sumažina kandžių perdengimą 1,5-2,5 mm pacientams, turintiems mažą (trumpą) veido apatinį aukštį. Apatinių ar viršutinių kandžių intrusija yra pa-tikimas metodas paaugliams ir suaugusiems, turintiems plačią (didelę) verti-kalią dimensiją Spee kreivės formavimui. Šiam tikslui pasiekti yra naudojami keturi pagal autoriaus pavardę pavadinti metodai apatinių kandžių intrusijai: Burstone; Begg ir Kesling; Ricketts; Greig. Ryškiausia ortodontinio gydymo komplikacija yra išorinė danties šaknies rezorbcija, nors daugelis klinikinių studijų (Baumrind, 1996; Costopoulos, 1996) jau įrodė, kad atliekant intrusiją su vidutine jėga, vyksta biologinė reakcija su nežymia danties šaknies rezorb-cija. Bernstein ir kt. (Bernstein, 2007), analizuodami cefalometrines studijas nustatė, kad išlyginimas Spee kreivės su breketais, kombinuojant kandžių ir premoliarų ekstrusiją II klasės I poklasio gilaus sąkandžio atveju, galimas be dantų traukimo. Viršutinio dantų lanko Spee kreivė yra išgaubta, apatinio dantų lanko – įgaubta. Tokią jos formą lemia dantų pasvirimas mezodista-line kryptimi, dėl kurio dantų išilginės ašys išsidėsto išilgai apatinio žandi-kaulio vertikalaus judėjimo (Fueki, 2013). Dantų morfologinis išsidėstymas sagitalinėje plokštumoje buvo siejamas su sąnarinio gumburėlio nuolydžiu, vertikaliu kandžių perdengimu, krūminių dantų gumburų aukščiu bei okliu-zinių kontaktų tarp šoninių dantų kiekiu. Teigta, kad suderinta šių ypatybių ir Spee kreivės sąveika laiduoja subalansuotą okliuzinę funkciją (Ash, 1995). Vėlesni tyrimai iškėlė prielaidą, kad Spee kreivė atlieka biomechaninę funk-ciją smulkinant maistą ir padidina traiškymo ir šlyties koeficientą krūminių dantų srityje bei okliuzinių jėgų efektyvumą kramtymo metu (Osborn, 1993). Thieleman pateikė artikuliacinės pusiausvyros sąvoką ir nurodė morfologi-nius veiksmorfologi-nius, turinčius jai įtakos: sąnarinio gumburėlio nuolydį, viršutinių kandžių darbinių paviršių nuolydį, okliuzinės plokštumos pasvirimą, Spee kreivės išgaubtumą bei dantų gumburų kampuotumą. Be to, jis teigė, kad Spee kreivės kitimai daro įtaką kitiems veiksniams. Spee kreivė apatinio žandikau-lio priekinio judesio metu sudaro galimybę išvengti krūminių dantų kontaktų bei laiduoja teisingą priekinių dantų veiklą šiam judesiui. Nustatyta, kad Spee kreivių forma nepriklauso nuo lyties, tačiau skiriasi viršutiniame ir apatinia-me dantų lankuose – yra plokštesnė viršutiniaapatinia-me bei išgaubtesnė apatiniaapatinia-me žandikauliuose (Fueki, 2013). Stebint Spee kreivės kitimus, nustatyta, kad dėl amžiaus Spee kreivė keičiasi fiziologiškai ir patologiškai – jos gylis linkęs mažėti (Manvi, 2012). Jei Spee kreivės matmenys nėra išlaikomi, atliekant pilną burnos reabilitaciją, tai gali interferuoti apatinio žandikaulio išilginius (priekinius) judesius ir sukelti kramtymo sistemos disfunkciją. Kliniškai Spee kreivė nustatoma nuo paskutinių dantų distalinių marginalinių briaunų iki kandamųjų centrinių kandžių kraštų. Kiti autoriai apibūdina ją kaip liniją nuo

ilčių viršūnių iki galinių dantų skruostinių kauburų. Apatinis žandikaulis yra bazinis kaulas, kurį sudaro alveolės, sąnarinės ataugos, vainikinės ataugos, AŽ šakos, kampo, kūno ir smakro kyšulys. Dantys ir raumenys, sudarantys AŽ funkcinį karkasą (matriksą), daro įtaką kiekvienos skeleto dalies augimui. Visiškai susiformavusio AŽ galutinė forma yra to proceso rezultatas (Lim, 2014). Kaukolės augimo komponentai ir dentofacialinės morfologijos įtaka Spee kreivei yra nuolat tiriami. Šių studijų tikslas – išsiaiškinti viršutinio-ap-atinio žandikaulių lankų Spee kreivę ir nustatyti Spee kreivės ir dentofaci-alinės morfologijos ryšį, taikant 3D rekonstrukcijų metodą bei daug kartinių regresijų analizes. Pirmieji Spee kreivės matavimai buvo atliekami sausose kaukolėse (Spee, 1980).

Vėliau tyrimams buvo naudoti dantų lankų gipsiniai modeliai, matavimus atliekant tiesiogiai juose (Orthlieb, 1985) arba modelių skaitmeninėse nuo-traukose (Farella, 2002) bei skenuojant modelių paviršių specialiais mecha-niniais įrenginiais, nustatančiais paviršiaus taškų koordinates trijose plokštu-mose (Braun, 1996) arba lazeriniais skaitytuvais (Craddock, 2006).

Apibendrinant galima teigti, kad Spee kreivė gali būti nustatoma naudo-jant supaprastiną okliuzinės plokštumos analizatorių (SOPA). Tai yra puikus būdas nustatyti idealiai okliuzijos plokštumai, esant protezuotiems krūmi-niams dantims. Priekinių ir užpakalinių kramtymo sistemos struktūrų okliuzi-nių jėgų disbalansas gali sąlygoti apatiokliuzi-nių priekiokliuzi-nių dantų išilgėjimą, apatiokliuzi-nių moliarų medialinę inklinaciją (pakrypimą, palinkimą). Spee kreivės yra svar-bios ortodontinei diagnozei ir gydymui. Esant pažangioms technologijoms, 3D virtualūs modeliai leidžia klinicistams atlikti tikslius matavimus.

2.2. Žmogaus kramtymo sistemos tyrimai

Atliekami kramtyme dalyvaujančių raumenų elektromiografiniai ma-tavimai (EMG) skirtingų AŽ judesių metu (Wood, 1993), tačiau sudėtinga įvertinti individualią kiekvieno raumens judesio reikšmę. Vadinasi, sudėtin-ga nuspręsti du ar daugiau aktyvių raumenų atlieka tam tikrą judesį ar dirba tam, kad stabilizuotų sistemą. EMG matavimai naudojami skirtingų raumenų dalių funkciniam heterogeniškumui įvertinti (e. g. Moller, 1966; Wood, 1986; Blanksma and van Eijden, 1990; Miller, 1991; Blanksma et al, 1992; Murray et al, Murphy,1965).

Labai dažnai SAŽS sutrikimų diagnozei patvirtinti naudojama artrografija ir branduolinis magnetinis rezonansinis tyrimas (BMR) (Paesani, 1992; San-chez-Woodworth, 1988, Kozeniauskas, 1988). Kompiuterinis kondilografi-jos metodas (Cadiax III, GAMMA GmbH, Austria) naudojamas pacientams,

turintiems SAŽS sutrikimų sąnarinės galvos judesiams sagitalinėje plokštu-moje charakterizuoti. Ši analizė labai svarbi, norint įvertinti ir diagnozuoti vidinius SAŽS pažeidimus (Slavicek, 1988).

Plačiai taikoma šoninė cefalograma – klinikinė ir mokslinių tyrimų tech-nika – analizuojanti kraniofacialinį augimą ir ortodontinį gydymą. Galimybės nustatyti apatinio žandikaulio augimo kryptį ir dydį yra svarbios planuojant augančių pacientų gydymą (Bernstein, 2007). Nors suaugusių žmonių AŽ yra vienas kaulas, bet funkciškai ir evoliuciškai jis dalijamas į keletą skeleto dalių (Valinoti, 1986).

Morfologiniais tyrimais galima nustatyti okliuzinių kreivių trimatę geo-metriją, jos kitimus po ortodontinio ar ortopedinio gydymo, tačiau eksperi-mentinių minėtų kreivių kitimų negalima taikyti žmonėms dėl etinių priežasčių (Motoyoshi, 2002). Tokią galimybę suteikia matematinis tiriamos struktūros modeliavimas, leidžiantis modeliuoti įvairias klinikines situacijas bei nustatyti morfologinių pakitimų įtaką įtampų pasiskirstymui modelio dedamosiose da-lyse, imituojančiose dantų lankus bei jų atraminius audinius (Tartaglia, 2009).

2.2.1. Kramtymo sistemos judesių biomechaniniai skaičiavimai Trimatėje erdvėje judesiai vaizduojami trimis nepriklausomomis ortogo-naliomis ašimis: Cartesian sistema, t. y. priekine-užpakaline (X), vidurine-šo-nine (Y), viršutine-apatine (Z), sukimas apibūdinamas azimutu (aplink X ašį), pakėlimas (apie Y ašį), ritinimas (apie X ašį) (Lepley, 2011).

Apatinio žandikaulio judesių dinamika yra apibūdinama padėtimi, greičiu ir akceleracija, kryptimi. Kiekvienas judesys yra pagrįstas Niutono dėsniu. Aktyvias ir pasyvias jėgas, kurios sąlygoja AŽ judesį, generuoja sąnarys, raiš-čiai ir dantys. AŽ judesius labiausiai lemiantis veiksnys yra jėga, generuo-jama aktyvių raumenų. Atstojamosios jėgos ir sukimo momentai generuoja akceleraciją pagal Niutono antrąjį dėsnį, t. y. inercinėje atskaitos sistemoje kūno judesio kiekio kitimo sparta yra proporcinga veikiančiai jėgai:

F=dp/dt.

Kai judėjimo greitis pakankamai mažas, kūno masę galime laikyti pasto-via ir taikydami diferencijavimo taisykles gausime:

F=m dv/dt=ma, nes p=mv.

a=F/m.

Žinodami, kad masė – kūnų inertiškumo matas, akivaizdžiai matome, kad kuo didesnė masė, tuo mažesnį poveikį ta pati jėga sukelia kūnui. Tačiau di-desnė jėga labiau paveikia tos pačios masės kūną. Šis dėsnis kartais vadina-mas kertiniu dinamikos dėsniu, nes trimis pagrindiniais dydžiais –vadina-mase, jėga, pagreičiu – prasideda dinamikos mokslas.

Apibendrinant galima sakyti, jog žandikaulio masė išreiškiama trimis lini-jiniais ir trimis kampiniais komponentais. Trys masės linijiniai komponentai yra lygūs bendrai masei, trys masės kampiniai (inercijos momentas) elemen-tai priklauso nuo masės pasiskirstymo apie ašis pagal AŽ ir prilaikančiųjų struktūrų formą. Inercijos momentas apie ašis yra apibrėžiamas kūno masių ir jų atstumų kvadratų iki sukimosi ašies sandaugų suma (Sanctuary, 2004). Tokiu principu galima apskaičiuoti raumenų sukimo momento akceleraciją (Koolstra, 2003).

2.2.2. Baigtinio elemento (BE) analizė

BE analizė gali būti pritaikyta apibūdinti biologinių struktūrų formos kin-tamumą augimo ir vystymosi laikotarpiais. BE analizė siejama su kitomis morfometrinėmis technikomis: makroelementų metodu (MEM) ir ribinių ele-mentų metodu (BEM).

BE nagrinėja tarpusavyje susijusių problemų sprendimų būdus. Pirmiausia reikia suskirstyti komplekso geometriją į galimus mažesnius baigtinių mat-menų elementus, kurie formuoja tiriamų struktūrų modelį (Korioth, 1997). Kiekvienas elementas gali būti specifinės geometrinės formos (trikampis, kvadratas, tetraedras), atliekantis savitą funkciją. Naudojant šiuos elemen-tus, galima išvesti pusiausvyros lygtis tarp elementų veiksmo išorinių jėgų ir vykstančių poslinkių. Viena lygtis kiekvienam elemento mazgo laipsniui laisvo judėjimo metu:

{F}={K} {d}

Čia: {K}bendras struktūrų standumas, {F} bendras jėgos vektorius, {d} mazgų poslinkis.

{K}yra nagrinėjamas, kada yra duotos žinomos jėgos ir ribotos sąlygos. Pusiausvyros sąlygos bus patenkinamos, kada visos jėgos ir momentai apie duotus taškus bus lygūs nuliui; suderinamumo sąlygos bus užtikrintos, jei