Analiza ruchów podczas żucia w warunkach normy fizjologicznej

PROTET. STOMATOL., 2009, LIX, 6, 389-393 Analiza ruchów podczas żucia w warunkach normy fizjologicznej An analysis of mastication movements in physiological conditions Stanisław Majewski, Aneta Wieczorek, Jolanta Loster Z Katedry Protetyki Stomatologicznej IS UJ Kierownik: prof. zw. dr hab. med. S. Majewski HASŁA INDEKSOWE: żucie, norma fizjologiczna KEY WORDS: mastication, physiology Streszczenie W warunkach normy fizjologicznej do kontaktów pomiędzy zębami przeciwstawnymi szczęki i żuchwy dochodzi podczas połykania i żucia, a model cyklu żucia zmienia się podczas rozwoju osobniczego człowieka. Dla celów odtwórczych skonstruowano różnego typu systemy artykulacyjne, których celem jest laboratoryjne odtworzenie ruchów oraz relacji między zębami przeciwstawnymi zachodzących w prawidłowo działającym układzie stomatognatycznym. Podstawą określenia fizjologicznej normy okluzji jest analiza ruchów żuchwy zarówno na poziomie zębów pierwszych trzonowych jak też kłykci stawów skroniowo-żuchwowych podczas pojedynczego cyklu. Dla pełnego zrozumienia aktu żucia w artykule opisano zmiany wartości sił wyzwalanych podczas pojedynczego cyklu u osób z pełnym uzębieniem naturalnym, u pacjentów użytkujących protezy płytowe wykonane metodą tradycyjną oraz protezy płytowe i uzupełnienia stałe wsparte na śródkostnych wszczepach filarowych. Siły żucia wyzwalane u pacjentów użytkujących stałe uzupełnienia protetyczne wsparte na wszczepach dentystycznych osiągają maksymalnie 2/3 wartości sił uzyskiwanych u osób z pełnym uzębieniem. W konkluzji stwierdzono, że znajomość przebiegu, zakresu oraz sił wyzwalanych podczas cyklu żucia ma istotne znaczenie dla rekonstrukcji utraconych tkanek zębów oraz instrumentalnej analizy okluzji. Summary In physiological conditions, the contact between teeth of mandibule and maxilla is possible during mastication and swallowing, and the chewing model is changing during the individual s life-time. Different types of articulators were produced to reconstruct occlusion. Their aim was to simulate movements and relationship between teeth occurring in the normal physiological conditions. The occlusion is determined by the movement of teeth and condyles of temporomandibular joints during a single cycle of chewing. For a better understanding of mastication, the authors described occlusal forces in the subjects with complete natural dentition, in those using dentures, dentures supported by implants and fixed prosthesis supported by implants. Interestingly, the maximum occlusal force in patients using fixed prosthesis supported by implants is around 2/3 of bite forces in patients with complete natural dentition. In conclusion, we can state that knowledge of the range of movements and bite forces during mastication plays an important role in the tooth reconstruction and instrumental analysis of occlusion. 389

S. Majewski i inni W rozwoju osobniczym człowieka żucie jest kolejnym etapem przyjmowania pokarmu po ssaniu. Pierwotny wzorzec żucia kształtuje się podczas ssania, gdyż dla niemowląt ssanie jest jedynym sposobem odżywiania. Podczas tej czynności dziecko wykonuje rytmiczne ruchy żuchwy w kierunku przednio-tylnym, które są skoordynowane z ruchami języka i twarzy oraz odruchem połykania. Po okresie wymiany uzębienia, u dzieci ustala się dorosły wzorzec żucia. Jest to związane ze zmianą kształtu powierzchni żujących zębów mlecznych na zęby stałe. Jednak w trakcie życia osobniczego na przestrzeni lat, w wyniku zmian okluzji, wzorzec ten ulega dalszym modyfikacjom. Analizując zatem ruchy żucia oraz badając wzajemne relacje zębów przeciwstawnych należało uwzględnić fakt, iż przebieg tych ruchów, jest zależny od rozwoju narządu żucia i ulega zmianie w trakcie życia. Dlatego opis poniższy, który ma przedstawiać warunki tzw. normy fizjologicznej, odnosi się do osób młodych, w wieku dojrzałym, czyli po zakończonym okresie rozwojowym, kiedy nie doszło jeszcze do zmian związanych z destrukcją uzębienia (około 30 lat). Na tych założeniach oparto również zamysł konstrukcji artykulatorów jako urządzeń umożliwiających odtwarzanie fizjologicznych ruchów żuchwy oraz wzajemnych relacji pomiędzy powierzchniami żującymi zębów przeciwstawnych zachodzących w prawidłowo działającym układzie stomatognatycznym (US). Obserwując pracę mechanizmu ruchowego narządu żucia stwierdzono, że do najczęstszych kontaktów pomiędzy zębami przeciwstawnymi dochodzi podczas żucia i połykania (1, 2, 3, 4), to też w większości współczesnych artykulatorów możliwe jest odtworzenie ruchów żuchwy w trakcie tych czynności. Dlatego uznano, że przebieg ruchów zachodzących podczas żucia w warunkach normy fizjologicznej, powinien być wzorcem w rekonstrukcji utraconych tkanek zębów. Historycznie najdłużej funkcjonował opis ruchów żuchwy sformułowany w 1915 roku przez Gysiego, który graficznie przedstawił je jako ruchy romboidalne (5). Przez następne lata wielu naukowców próbowało określić tor żuchwy podczas tego aktu. W 1982 roku Gibbson i Lundeen, sporządzili zapisy ruchu żuchwy podczas żucia z zastosowaniem urządzenia optyczno-elektronicznego zainstalowanego na systemie podwójnych łuków twarzowych. Badania te przeprowadzono z zastosowaniem indywidualnych płytek okluzyjnych oraz różnych konsystencji pokarmu. (2, 3, 4, 5). Tor ruchu powstający podczas żucia jest wynikiem koordynacji aktywności mięśni odpowiedzialnych za ruchy żuchwy, mięśni języka oraz stawów skroniowo-żuchwowych kontrolowanych przez ośrodkowy układ nerwowy. Biorąc pod uwagę fakt, iż do kontaktów okluzyjnych dochodzi jedynie podczas połykania oraz żucia, autorzy tego artykułu uznali za celowe przedstawienie szczegółowej analizy drogi jaką wykonują w stosunku do siebie zęby oraz wyrostki kłykciowe stawów skroniowo-żuchwowych, gdyż poznanie przebiegu tych ruchów ma kluczowe znaczenie w klinicznej analizie okluzji oraz planowaniu zabiegów rekonstrukcyjnych (4, 5). Analiza ruchów żuchwy na poziomie pierwszych zębów trzonowych podczas cyklu żucia Badania przeprowadzone w ostatnich latach wykazały, że ruch żucia jest nie tylko rytmicznym ruchem w górę i w dół żuchwy, ale również ruchem protruzyjno-retruzyjnym z jednoczesną rotacją w płaszczyźnie czołowej wraz z bocznym przemieszczeniem żuchwy. Obserwując ruch na poziomie pierwszego zęba trzonowego żuchwy, zauważono iż podczas odwodzenia następuje nieznaczne wysunięcie żuchwy (4, 5). Podczas przywodzenia obserwowany punkt przemieszcza się ponownie ku tyłowi osiągając pod koniec ruchu okolice zlokalizowaną minimalnie do tyłu w odniesieniu do położenia maksymalnego zaguzkowania, co oznacza iż dla osiągnięcia pozycji wyjściowej żuchwa musi ponownie wykonać nieznaczny ruch ku przodowi (ryc. 1). Zakres ruchu doprzedniego zależy od rodzaju kontaktów zębów przednich i etapu aktu żucia. Początkowo, podczas odgryzania kęsa pokarmowego, zakres ruchów jest większy, natomiast w trakcie kolejnych etapów miażdżenia ulega zmniejszeniu. Tor ruchu pierwszego zęba trzonowego po stronie po której następuje rozdrabnianie, podczas pojedynczego cyklu żucia w rzucie na płaszczyznę strzałkową różni się od ruchu jednoimiennego zęba po stronie przeciwnej. Po stronie pracującej początek tego toru, zwany fazą otwarcia leży przy- 390 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2009, LIX, 6

Ruchy żuchwy Ryc. 1. Schemat obrazujący przebieg ruchów w stawach sż oraz na poziomie zębów szóstych i punktu siecznego w płaszczyźnie strzałkowej podczas cyklu żucia kęsa umieszczonego pomiędzy łukami zębowymi po stronie prawej (według Lundeena i Gibbsa). Na wykresie przedstawione są ruchy otwarcia i zamknięcia, które odbywają się doprzednio od pozycji osi stawów skroniowo-żuchwowych w retruzyjnym położeniu żuchwy, z jednocześnie odbywającą się w tym samym czasie czystą rotacją. Powstające podczas tego ruchu ślizgowe kontakty tworzą krzywą, której środek znajduje się w obrębie wyrostków kłykciowych. Copyright from GAMMA DENTAL EDITION / Austria. środkowo w stosunku do fazy zamknięcia (przywodzenia), czyli do końca toru wykreślonego podczas jednego cyklu żucia. Ruch zamknięcia będący ruchem ślizgowym, często pokrywa się z ruchem granicznym znajdującym się w pobliżu maksymalnego zaguzkowania. Zęby w tej fazie są rozdzielane poprzez cienki kęs pokarmowy (4, 5). Ogólnie przyjmuje się, że kontakty ślizgowe podczas przywodzenia żuchwy występują do momentu osiągnięcia maksymalnego zaguzkowania, i przy większym zakresie ruchów laterotruzyjnych są większe, co najczęściej występuje podczas żucia pokarmów twardych i włóknistych. Wykreślany zakres ruchu pionowego i bocznego podczas przeciętnego aktu żucia, wynosi około połowy maksymalnych możliwych, granicznych zakresów ruchów. Obserwując ruch na poziomie pierwszego zęba trzonowego po stronie niepracującej, w pierwszym Ryc. 2. Schemat obrazujący przebieg ruchów w stawach sż oraz na poziomie zębów szóstych i punktu siecznego w płaszczyźnie czołowej podczas cyklu żucia kęsa umieszczonego pomiędzy łukami zębowymi po stronie prawej (według Lundeena i Gibbsa). Typowy prawidłowy wzór toru ruchów żucia u dorosłych osób młodych z typem zwarcia wg pierwszej klasy Angle a w płaszczyźnie czołowej przypomina kształt kropli. Początek tego toru, zwany fazą otwarcia, leży przyśrodkowo w stosunku do fazy zamknięcia (przywodzenia), czyli do końca toru wykreślonego podczas jednego cyklu żucia. Ruch zamknięcia, będący ruchem ślizgowym, często pokrywa się z ruchem granicznym znajdującym się w pobliżu maksymalnego zaguzkowania. Copyright from GAMMA DENTAL EDITION / Austria. etapie wyznaczony punkt przemieszcza się pionowo z nieznacznym przesunięciem ku tyłowi lub przodowi, aż do całkowitego otwarcia. Podczas fazy zamykania żuchwa przesuwa się nieznacznie ku przodowi i ząb powraca niemal bezpośrednio do pozycji maksymalnego zaguzkowania. Podobnie po tej stronie zakres ruchu uzależniony jest od etapu żucia oraz konsystencji pokarmu (4, 5). Obserwując ruch w płaszczyźnie czołowej na poziomie zębów siecznych zauważamy, że cały cykl odbywa się po drodze porównywalnej do kształtu kropli wody, przy czym faza otwarcia, leży przyśrodkowo do fazy zamknięcia (ryc. 2) (4, 5). Indywidualny wzorzec żucia jest relatywnie stały, a na jego kształt ma wpływ konsystencja pokarmu, wielkość kęsa pokarmowego oraz zmiany okluzji lub ilości zębów. Żucie może być jedno lub obustronne albo obustronne naprzemienne. Zwykle PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2009, LIX, 6 391

S. Majewski i inni pacjent żuje po stronie, po której występuje większa ilość kontaktów okluzyjnych. Ta strona wykazuje większą efektywność żucia i dlatego nazywana jest stroną preferowaną. Pacjenci z porównywalną okluzją po obu stronach, żują kęs pokarmowy naprzemiennie po obu stronach co określane jest jako alternatywne żucie obustronne. Niektórzy pacjenci żują przez krótki czas jednocześnie po obu stronach. (3, 4, 5) Analiza ruchów wyrostków kłykciowych żuchwy podczas cyklu żucia Obserwując w trakcie żucia ruchy kreślone poprzez kłykcie, zauważamy iż podczas otwarcia oba kłykcie, po stronie pracującej i balansującej, przesuwają się w dół i w kierunku strony po której odbywa się żucie, natomiast w fazie zamykania oba kłykcie przemieszczają się do góry i przesuwają się w kierunku strony przeciwnej (ryc. 3). W trakcie tego ruchu kłykieć strony pracującej osiąga najwyższą pozycję w położeniu maksymalnego zaguzkowania. Analizując ruch w osi strzałkowej można zauważyć, że kłykieć ten podczas otwierania przemieszcza się w dół i do przodu, a podczas zamykania przesuwa się do tyłu i do góry. W ostatniej fazie dochodzi do nieznacznego ruchu doprzedniego. Obserwując ruchy kłykci w płaszczyźnie strzałkowej stwierdza się, że tory ruchu kłykcia pracującego przy otwieraniu i zamykaniu nie pokrywają się. Tory kłykcia niepracującego przy otwarciu i zamykaniu są nieznacznie dłuższe niż pracującego (ryc. 4). Ruch wykonywany przez pracujący kłykieć jest niewielki. Można przy tym zaobserwować, że w ostatniej fazie zamykania występuje mały ruch doprzedni kłykcia pracującego i w konsekwencji pierwszego trzonowca. Ruchu tego nie wykonuje Ryc. 3. Schemat ruchów w stawie sż po stronie pracującej (laterotruzyjnej) podczas cyklu żucia kęs pokarmu umieszczony jest pomiędzy łukami zębowymi po stronie prawej (według Lundeena i Gibbsa). Ruchy w stawach sż podczas żucia są inne niż podczas ruchów artykulacyjnych. Podczas żucia w fazie otwarcia (odcinek 1 4) oba kłykcie przesuwają się w dół i na stronę pracującą, podczas zamykania (odcinek 4 7) przesuwają się do góry i na stronę niepracującą (balansującą). W płaszczyźnie strzałkowej tory ruchu kłykcia pracującego podczas otwierania i zamykania nie pokrywają się. W ostatniej fazie zamykania występuje nieznaczny ruch doprzedni. Ruch ten (odcinek 7 8) pokazuje prawdopodobieństwo kontaktu pomiędzy powierzchniami okluzyjnymi zębów w trakcie aktu żucia w dotylnym położeniu kontaktowym (7) w stosunku do maksymalnego zaguzkowania (8) po stronie pracującej. Copyright from GAMMA DENTAL EDITION / Austria. Ryc. 4. Schemat ruchów w stawie sż po stronie balansującej (mediotruzyjnej) podczas cyklu żucia kęs umieszczony jest pomiędzy łukami zębowymi po stronie prawej (według Lundeena i Gibasa). Podczas żucia w fazie otwarcia, kłykieć przesuwa się w dół (odcinek 1 4) i na stronę pracującą, podczas zamykania przesuwa się do góry i na stronę niepracującą (balansującą odcinek 4 8). W płaszczyźnie strzałkowej zakres ruchu kłykcia niepracującego podczas otwierania i zamykania jest nieznacznie dłuższy, niż droga kłykcia po stronie pracującej (patrz ryc. 3). Copyright from GAMMA DENTAL EDITION / Austria. 392 PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2009, LIX, 6

Ruchy żuchwy kłykieć niepracujący. Po stronie pracującej ruch, przebiegający do przodu i przyśrodkowo tuż przed końcowym zamknięciem pokazuje prawdopodobne występowanie retruzyjnego kontaktu grupowego (dotylnego w stosunku do maksymalnego zaguzkowania) po tej stronie. Ruch przyśrodkowy tzw. ruch Bennetta, powstaje przy ruchach kłykcia pracującego z położenia bocznego do przyśrodkowego podczas zamykania. (3, 4, 5) Siły żucia wyzwalane podczas cyklu żucia Maksymalna siła, wyzwalana podczas żucia waha się pomiędzy 20,5-104,4 kg, a może nawet u osób uprawiających bruksizm maksymalnie osiągać wartości około 443 kg (5, 6). Siła wyzwalana podczas żucia jest większa u mężczyzn niż u kobiet, oraz większa w obrębie zębów trzonowych niż na poziomie siekaczy. Wartości uzyskiwane podczas żucia są związane bezpośrednio z maksymalną możliwą siłą mięśni i są regulowane m.in. przez takie czynniki jak próg bólu oraz wrażliwość receptorów mięśni i przyzębia (2). Przeprowadzone badania wyzwalanych sił żucia u pacjentów użytkujących uzupełnienia protetyczne wskazują, iż tylko wymiana długo użytkowanych uzupełnień płytowych uzupełnień protetycznych na nowe, powoduje przeciętne zwiększenie sił żucia o około 20% (7, 4). Natomiast jeśli pacjenci zostaną zaopatrzeni w protezy overdenture wsparte o wszczepy dentystyczne obserwuje się podwójne zwiększenie sił żucia w stosunku do sił wyzwalanych podczas użytkowania protez płytowych osiadających, bez względu na sposób rozmieszczenia wszczepów dentystycznych. Rodzaj mocowania protez overdentures (ovd) wpływa nieznacznie na osiągane wartości i przeciętnie uzyskuje się około 3 kg, u użytkowników uzupełnień protetycznych wspartych na kulowych zaczepach na wszczepach dentystycznych, w stosunku do zaczepów magnetycznych. Siły osiągane u użytkowników tak skonstruowanych protez ovd średnio osiągały wartości 2/3 sił osiąganych u pacjentów z pełnym uzębieniem (2, 7). Zaopatrzenie pacjentów bezzębnych, z zastosowaniem implantoprotez stałych, powoduje zwiększenie sił żucia zauważalne już w pierwszym okresie (po 2 miesiącach) ich użytkowania. W miarę upływu czasu obserwuje się dalszą zmianę uzyskiwanych sił, i po trzech latach pacjenci osiągają prawie trzykrotny wzrost w porównaniu do okresu w którym użytkowali osiadające płytowe uzupełnienia protetyczne (2, 7, 8). Podsumowanie Należy podkreślić, iż znajomość toru ruchów żuchwy podczas funkcji żucia oraz wartości sił wyzwalanych ma istotne znaczenie dla prawidłowej rekonstrukcji utraconych tkanek zębów oraz analizy instrumentalnej okluzji. Piśmiennictwo 1. Gerber A., Steinhardt G.: Dental Occlusion and the Temporomandibular Joint. Quintessence Publishing Co, 1990. 2. Mohl N., Zarb G., Carlsson G. and Rugh J.: A Textbook of Occlusion. Quintessence Pub. Co., Inc. 1991. 3. Okeson J. P.: Leczenie dysfunkcji narządu żucia i zaburzeń zwarcia. Wyd. Czelej Sp. z o. o., 2005, Lublin. 4. Slavicek R.: The Masticatory Organ. GAMMA Medizinisch-wissenschaftliche Fortbildungs-AG, Klosterneuburg, 2002. 5. Majewski S.: Gnatofizjologia stomatologiczna. PZWL Warszawa 2007. 6. Gibbs CH. H. AT al.: Limits of human bite strenght., Journal of Prost Dent vol. 56, nb 2, 1986, 226- -229. 7. Linquist L. W., Carlsson G. E.: Long term effect on chewing with mandibular fixed prostheses on osseointegrated implants. Acta Odontol. Scand. 43(1985), 39-45. 8. van Kampen F. M. C., van der Bilt A., Cune M. S., Bosman F.: The influence of various attachment types in mandibular implant-retained ovendentures on maximum bite force and EMG. J. Dent Res 81(3), 2002: 170-173. Zaakceptowano do druku: 17.V.2009 r. Adres autorów: 31-155 Kraków, ul. Montelupich 4. Zarząd Główny PTS 2009. PROTETYKA STOMATOLOGICZNA, 2009, LIX, 6 393