Univerzita Palackého v Olomouci. Lékařská fakulta. Klinika zubního lékařství. Disertační práce. MUDr. et Mgr. Milada Soldánová

Transkript

1 Univerzita Palackého v Olomouci Lékařská fakulta Klinika zubního lékařství Disertační práce MUDr. et Mgr. Milada Soldánová 2011

2 Univerzita Palackého v Olomouci Lékařská fakulta Klinika zubního lékařství Porovnání efektivity léčby lingválním aparátem 2D a aparátem straight wire MUDr. et Mgr. Milada Soldánová Olomouc, 2011 Disertační práce byla vypracována v rámci doktorského studijního programu na Klinice zubního lékařství Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci.

3 Uchazeč MUDr. et Mgr. Milada Soldánová Soukromá ortodontická praxe Jindřichův Hradec Školitel Doc. MUDr. Miloš Špidlen, PhD. Klinika zubního lékařství Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci Vědní obor Stomatologie Soldánová, M.: Porovnání efektivity léčby lingválním aparátem 2D a aparátem straight wire. Disertační práce Olomouc: Lékařská fakulta Univerzity Palackého, 2011 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem tuto práci vypracovala samostatně s použitím uvedené literatury a software. Milada Soldánová

4 Obsah OBSAH ÚVOD ČÁST TEORETICKÁ Historický přehled Historický přehled vývoje metody straight wire Historický přehled vývoje lingválních aparátů Fixní ortodontické aparáty a komponenty zajišťující jejich působení Ortodontické zámky techniky straight wire Lingvální ortodontické zámky Zámky s vertikálním zaváděním drátěného oblouku Zámky s horizontální insercí drátů Umístění labiálních zámků Umístění lingválních zámků Hiro System Ray Set Lingual Bracket Jig Top/Incognito, ibraces System (Transfer Optimized Positioning) Orapix System Analýza modelů před nalepením zámků 2D Nepřímé lepení lingválních zámků Ortodontické dráty a drátěné oblouky Výběr drátěných oblouků Výběr oblouků u techniky straight wire Výběr drátěných oblouků u lingválních technik Volba síly působící na zuby Adhezivní materiály Biomechanika ČÁST EXPERIMENTÁLNÍ Cíl práce Materiál a metoda Materiál Metoda Zhhotovení a vyhodnocení kefalometrických snímků Konstrukce bodu»k«a měření pohybu apexu dolního řezáku Posouzení pohybu dolního řezáku Měření sádrových modelů Výpočet změny hloubky zubního oblouku v premolárovém úseku chrupu Snímání dvojrozměrného obrazu zubních oblouků sádrových modelů a digitální snímání bodů Statistické vyhodnocení

5 3.3. Výsledky Výsledky kefalometrického měření Změna polohy dolních řezáků k linii A-POG Změna úhlu dolních řezáků k mandibulární linii Změna polohy apexu dolních řezáků Změny délky dolní čelisti na ose Y Změna dolní výšky obličeje Změna postavení horního a dolního rtu k rickettsově linii Výsledky měření na modelech Změna šířky zubního oblouku v oblasti dolních prvních molárů Změna v oblasti prvních premolárů Změna šířky zubního oblouku v oblasti dolních špičáků Změna vzdálenosti středu dolního zubního oblouku ke spojnici dolních prvních molárů Změna vzdálenosti středu dolního zubního oblouku ke spojnici dolních špičáků Změna hloubky zubního oblouku v premolárovém úseku chrupu Sumarizace výsledků měření na sádrových modelech DISKUSE ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

6 SEZNAM TABULEK Tabulka 1: Rothem doporučená preskripce Tabulka 2: Hodnoty torze/supertorze pro horní a dolní čelist Tabulka 3: Základní parametry sledovaného souboru pacientů ve studii Tabulka 4: Základní charakteristiky změn sledovaných veličin na kefalometrických snímcích před a po terapii (rozdíl stavu po před ) Tabulka 5: Základní charakteristiky změn sledovaných veličin na kefalometrických snímcích před a po terapii (rozdíl stavu po před ) Tabulka 6: Rozdělení změn sledovaných veličin na kefalometrických snímcích před a po terapii (rozdíl stavu po před ) Tabulka 7: Změny polohy dolního řezáku k linii A-Po a změny úhlu dolního řezáku k mandibulární linii vzhledem k doporučovanému rozmezí (doporučeno rozmezí ± 2mm pro polohu k A-Po, ± 5 pro sklon) Tabulka 8: Změna postavení řezáků (směr pohybu) Tabulka 9: Porovnání vlivu terapií na veličiny měřené na kefalometrických snímcích Tabulka 10: Základní charakteristiky změn sledovaných veličin na modelech před a po terapii (rozdíl stavu po před ) Tabulka 11: Změny na modelech před a po terapii (rozdíl stavu po-před ) Tabulka 12: Rozdělení změn sledovaných veličin na modelech před a po terapii (rozdíl stavu po před ). 101 Tabulka 13: Změny mezišpičákové vzdálenosti Tabulka 14: Porovnání vlivu terapií na veličiny měřené na dvojrozměrných obrazech modelů SEZNAM GRAFŮ Graf 1: Změna polohy dolních řezáků k linii A-Po Graf 2: Změna úhlu dolních řezáků k mandibulární linii Graf 3: Změna polohy apexu dolních řezáků. Hodnoty označují ventrální pohyb, + dorzální pohyb apexu Graf 4: Změna délky dolní čelisti na ose Y Graf 5:: Změna dolní výšky obličeje Graf 6: Změna postavení horního rtu k Rickettsově linii Graf 7: Změna postavení dolního rtu k Rickettsově linii Graf 8: Krabicové diagramy změn sledovaných veličin na kefalometrických snímcích Graf 9: Změny šířky zubního oblouku v oblasti dolních prvních molárů Graf 10: Změna vzdáleností zubního oblouku v oblasti prvních dolních premolárů Graf 11: Změna šířky zubního oblouku v mezišpičákové vzdálenosti Graf 12: Změny vzdáleností od středu dolního zubního oblouku ke spojnici dolních prvních molárů Graf 13: : Změny vzdáleností středu dolního zubního oblouku ke spojnici dolních špičáků Graf 14: Změna hloubky zubního oblouku v premolárovém úseku chrupu Graf 15: Krabicové diagramy změn sledovaných veličin na dvojrozměrných obrazech modelů

7 SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek 1: Porovnání sklonu prvního horního moláru dle Andrewse a Schumachera Obrázek 2: Lebka a okluze prehistorického člověka a homo sapiens Obrázek 3: Počet pacientů léčených lingválním aparátem v USA, Japonsku a Evropě v letech Obrázek 4: Zhotovení double over tie ligatury Obrázek 5: Charakteristiky a terminologie používané v současnosti k popisu ortodontického zámku Obrázek 6: Ukázky Cannonových kombinovaných zámků: oblouk kulatého průřezu vložený do Belgovy drážky (A), hranatý oblouk vložený do drážky straight wire (B) Obrázek 7: Některé aktivní samoligující zámky (Speed, Time, Quick, In-Ovation) Obrázek 8: Základní oblouk mushroom Obrázek 9: Zámek Conceal Obrázek 10: Forestadent zámky dle Begga s edgewise adaptérem Obrázek 11: Ukázky zámku NM easy lingual 3D Insubria Obrázek 12: Ukázky zámku Kelly Obrázek 13: Ukázky zámku Kurz-Ormco Obrázek 14: Ukázky zámku Simple American Orthodontics Obrázek 15: Ukázka zámku Stealth Obrázek 16: Ukázka zámků Incognito Obrázek 17: Možnosti zavádění drátěného oblouku do drážek lingválních zámků Obrázek 18: Směr zavedení drátěného oblouku do různých typů lingválních zámků Obrázek 19: Směr zavedení drátěného oblouku do různých typů lingválních zámků Obrázek 20: Rotace labiálně umístěného zámku Obrázek 21: Rotace u lingválního zámku - jednobodový kontakt Obrázek 22: Ukázka zámku Adenta Obrázek 23: Kontrola rotace, intruze a extruze lingválního 2D zámku Obrázek 24: Sada zámků a kanyly pro lingvální techniku 2D Obrázek 25: Zámek 2D Obrázek 26: Značky na sádrovém modelu pro přesné umístění labiálních zámků Obrázek 27: Různé možnosti umístění lingválních zámků Obrázek 28: Systém TARG Obrázek 29: Systém BEST Obrázek 30: Systém HIRO Obrázek 31: Systém HIRO Obrázek 32: Systém HIRO Obrázek 33: Systém Ray Set Obrázek 34: Lingual bracket jig Obrázek 35: Umístění lingválních zámků na bod Li Obrázek 36: Pravidla pro umístění zámků 2D Obrázek 37: Sádrový model s maskerínou a maskerína v ústech pacienta Obrázek 38: Transparentní přenašeč a přenašeč HIRO

8 Obrázek 39: Vybavení nutné pro nepřímé lepení zámků Obrázek 40: Pískování v dutině ústní pacienta Obrázek 41: Lingvální plošky zubů po pískování a naleptání Obrázek 42: Přenašeč v ústech pacienta Obrázek 43: Schéma martenzitické transformace Obrázek 44: Základní oblouk pro lingvální techniku mushroom Obrázek 45: Základní oblouk pro lingvální techniku Obrázek 46: Poloha CR s ohledem na původní sklon horního řezáku Obrázek 47: Derotace zubů Obrázek 48: Biomechanické principy působení ortodontických sil v premolárovém úseku horní čelisti Obrázek 49: Biomechanické principy působení ortodontických sil Obrázek 50: Biomechanické principy působení ortodontických sil Obrázek 51: Osa Y, dolní výška obličeje a Rickettsova linie Obrázek 52: Postavení dolního řezáku k linii A-Po a k mandibulární linii Obrázek 53: Sklánění dolního řezáku ventrálně (a), sklánění dolního řezáku dorzálně (b) Obrázek 54: Tělesný (bodily) posun dolního řezáku ventrálně (a), tělesný posun dolního řezáku dorzálně (b) Obrázek 55: Měření změny délky zubního oblouku před a po léčbě Obrázek 56: Měřené vzdálenosti na modelech Obrázek 57: Měřené vzdálenosti na modelech Obrázek 58: Posun apexu ventrálně a dorzálně

9 1. ÚVOD Z historických pramenů lze spolehlivě vypozorovat, že rozvoj ortodoncie začal v Evropě již v 17. století. Touha lidstva po krásném vzhledu a pravidelně uspořádaném chrupu je však patrná z archeologických nálezů již ve starém Egyptě, tedy sahá až do období 3000 let před n. l. (Archwired, 2005). O rozvoji moderní ortodoncie v pravém slova smyslu však můžeme hovořit teprve v 19. a 20. století, kdy začal léčbu Angle ( ) a jeho součastníci, např. Baker (1893), Jackson (1887) a další. Nelze také opomenout Mershona ( ) s jeho labiolingválním aparátem tedy prvním aparátem v sérii invisible (Weinberger, 1926). Po zavedení edgewise aparátů začal další prudký rozvoj ortodoncie zásluhou Tweeda, Jarabaka, Rickettse a zejména Andrewse, který na podkladě výzkumu a měření na zdravé populaci stanovil základní hodnoty v postavení zubů v zubním oblouku: 6 klíčů okluze (Andrews, 1976). Na základě jeho výzkumu byly vyvinuty zámky s předepsanými hodnotami v drážce zámků. Následovaly další obdobné systémy jako např. Rothův, Rickettsův, Bennettův a McLaughlinův, MBT a další. Labiální techniky jsou prověřeny a dokladovány mnohaletou praxí a výzkumem. Neestetický vzhled pacienta byl po dobu léčby vnímán jako nutná daň k dosažení estetického výsledku, obzvláště v období nutnosti používání multiband aparátů (Sorel, 2007). Pokrok v oblasti adhezivních materiálů a snaha o zlepšení estetického komfortu pacienta vedla k tomu, že současně s technikami labiálními se objevovaly pokusy léčit ortodontické anomálie z intraoráního přístupu aparáty lingválními. Komplikace, které však nastaly v průběhu léčby, vedly k rychlému návratu k ověřeným a propracovaným systémům labiálním. Teprve v posledních 10 letech je zaznamenán nový nárůst zájmu o techniky lingvální (Scuzzo & Takemoto, 2003). Tento zájem je spojen hlavně se změnou skladby pacientů. Zatímco dříve byla ortodoncie téměř výhradně zaměřena na léčbu dětí a adolescentů (White, 1997), nyní se zájem o léčbu přesouvá do vyšších věkových skupin a to vyvolává stále vyšší požadavky na estetickou, rychlou a pohodlnou léčbu (Shaw et al., 1985). Současně rozvoj nových technologií umožňuje výrobu zcela miniaturních lingválních zámků, které minimálně obtěžují pacienta (Hohoff, 2003) a nové adhezivní materiály značně ulehčují práci ošetřujícímu lékaři. Použití výpočetní techniky a moderních rigidních přenosových systémů dále významně zpřesnily léčebné postupy. Stále však přetrvávají obtíže, které odrazují mnoho lékařů od běžného použití lingválních 6

10 aparátů (Ling, 2005; Macchi, Vaj & Lazzati, 1989). Tyto potíže jsou spojeny zejména s přetrvávajícími nejasnostmi v působení ortodontických sil na velmi variabilní lingvální plošky zubů (Geron, Romano & Brosh, 2004). Obtížnost lingvální techniky je dále dána náročností aparátů na zhotovení, přípravu setup, lepení, popřípadě nutnosti opětovného lepení uvolněného zámku a časová náročnost spojená s prováděním kontrol (Miyawaki, Yasuhara & Koh, 1999). Nezřídka je velkým problémem pro běžné použití i cena těchto aparátů. Jako určitá alternativa se nabízí použití jednoduchých přímo lepených lingválních aparátů 2D, jejichž použití nevyžaduje set-up (Nidoli, Macchi & Lazzati, 1984), značně šetří čas ošetřovaného i lékaře a jejich cena je srovnatelná s aparáty labiálními. Aparát je esteticky naprosto vyhovující, zámky jsou díky svému plochému profilu pro pacienta velmi pohodlné (Macchi et al. 2004), případné poléčebné změny na sklovině ve smyslu dekalcifikací nebo kazů jsou snadno řešitelným problémem a navíc na lingválních plochách zubů se daleko výrazněji uplatňuje ochranná funkce sliny, takže se snižuje i riziko vzniku kazu (Scuzzo & Takemoto, 2003). Zabývat se studiem biomechanických účinků lingválních aparátů, zjednodušením léčebných postupů a zpřístupněním těchto aparátů pro každodenní rutinní praxi se stává stále naléhavějším požadavkem pro současné ortodontické odborníky. Tyto estetiku upřednostňující aparáty jsou oprávněně vyžadovány nejen dospělou i starší dospělou generací, ale též generací dospívajících. Ukazuje se, že je též velkou výhodou používat tyto aparáty i u dětí, předchází se tak poškození skloviny při případné malhygieně a přítomnost sublingvální slinné žlázy zajišťuje důležité samoočišťování (Hohoff et al 2002). Obtíže, které se pojí s léčebnými postupy, však odradily mnoho ortodontistů od používání lingvální techniky. Zásluhou průkopníků v lingvální ortodontii, k nimž se řadí např. Fontenell, Fillion a Altounion z Francie, Scuzzo z Itálie, Takemoto, Hiro a Kiung z Japonska, se tato technika neustále propracovává a stává se pro pacienty a specialisty dostupnější (Sheffield, 2008). Tato práce se v teoretické části zabývá: stručným historickým vývojem metody straight wire, stručným vývojem lingválních technik, prvky ortodontických aparátů, zajišťujících jejich působení, biomechanikou jednotlivých pohybů zubů u labiální metody straight wire a lingválních aparátů. 7

11 Experimentální část je zaměřena na porovnání výsledků léčby metodou straight wire a lingvální metodou 2D u sledovaných souborů dospělých pacientů. K porovnání výsledků obou metod byly použity vybrané hodnoty z kefalometrické analýzy a měření na dvojrozměrném obrazu sádrových modelů. V práci byla dále posuzována doba nutné aktivní léčby a gender skladba pacientů. Práce by měla přispět k dalšímu objasnění principů biomechaniky, které se uplatňují při působení ortodontických sil na zuby při použití fixního ortodontického aparátu z lingválního přístupu a možnosti přínosu těchto poznatků do praxe. 8

12 2. ČÁST TEORETICKÁ 2.1. Historický přehled Historický přehled vývoje metody straight wire O ortodoncii jako samostatném oboru zubního lékařství lze hovořit od přelomu 19. a 20. století, kdy A. H. Angle vydal učebnici, která v několika vydáních obsáhla základy ortodoncie (Wahl, 2005). V roce 1900 zavedl do praxe takzvaný E oblouk, v roce 1910 trnový oblouk, v roce 1916 přešel k stužkovému oblouku a konečně v roce 1925 představil své ortodontické zámky typu edgewise (Proffit, Fields & Sarvel, 2007). Při jejich vývoji vycházel ze svých bohatých zkušeností s dlouholetým používáním předchozích fixních aparátů a ze snahy odstraňovat nedokonalosti soudobých ortodontických přístrojů. Ve většině do té doby používaných aparátů byl zdrojem ortodontické síly oblouk, do kterého byly vkládány všechny ohyby. Vytvarovaný oblouk se uvazoval do zámků, které sloužily jako přenašeče síly na zub. Klinické zkušenosti ukázaly, že pouze čtyřhranný drát může zajistit uplatnění všech nutných pohybů zubu, proto vytvořil Angle zámky s hranatým čtvercovým nebo obdélníkovým průřezem. Takto bylo dosaženo těsného kontaktu mezi drátem a drážkou zámku. Edgewise zámky umožnily dokonale kontrolovat meziodistální a vertikální pohyby zubu (Steiner, 1933). Na rozdíl od stužkového oblouku byl drát v edgewise zámcích uložen širší stranou v horizontální rovině a tak byl schopen v tomto směru vyvinout větší sílu. Přestože se konstrukce zámků neustále vylepšovala, byly některé typy ortodontických pohybů s prvními typy edgewise zámků obtížné, proto se používala přídatná zařízení a techniky, které složitější pohyby zubu umožnily. Například pro derotace zubu se používala přídavná očka nebo přiletované pružiny (Strang, 1931; Strang, 1932). Zámky systému edgewise byly konstruovány pravoúhle. Dno drážky zámku bylo rovnoběžné s bází zámku a hloubka drážky a tloušťka báze byly u všech zámků stejné. Strana báze, která se připojovala ke kroužkům, byla plochá bez kontur a zámky vůbec nerespektovaly anatomii zubních oblouků a jednotlivých zubů. Proto se vkládané oblouky musely pomocí ohybů individualizovat. Vytvoření tzv. ideálního oblouku kladlo vysoké nároky na zručnost specialisty, protože musely být vytvořeny tak, aby zajistily výsledné požadované postavení zubů ve všech třech rovinách. Angle byl jednou z nejvýznačnějších 9

13 postav ortodontické historie a řada konstrukčních modifikací jeho aparátu se používá dodnes. Žákem a pokračovatelem Anglea byl Charles Tweed. Stejně jako Angle používal i on hranatý oblouk a snažil se s jeho pomocí rozpracovat nové postupy. Zabýval se obličejovou estetikou a stabilitou poléčebného výsledku. Nesouhlasil s prosazováním pouze expanzních neextrakčních postupů a vypracoval přesné indikace k léčbě ortodontických anomálií s extrakcemi zubů (Tweed, 1945; Herzberg, 1954). V roce 1940 představil Tweed klinickou studii, ve které demonstroval sto případů recidiv ortodonticky neextrakčně léčených pacientů, kteří byli opakovaně léčeni s extrakcí čtyř premolárů, a jeho výsledky byly velmi přesvědčivé. Zavedením extrakcí do léčebných postupů se výrazně zlepšila úspěšnost a stabilita léčby. Jedním z aktivních Tweedových pokračovatelů byl A. Holdaway. Ten publikoval v roce 1952 práci, ve které poprvé představil své a Tweedovy návrhy na úpravu zámku typu edgewise. Popsal odlišné umístění zámku na kroužcích tak, že byly ve sklonu k dlouhé ose zubu a tím navozovaly ohyby druhého řádu (Holdaway, 1952). Vlastní techniku vypracoval Robert M. Ricketts ( ). Původně vycházel z principů edgewise aparátů, ale ve výsledku se od nich zásadně odlišoval. Jednalo se o tzv. "Bioprogresivní techniku". Hlavními zásadami této techniky bylo využívat malé síly a zároveň konstrukcí aparátu usnadnit práci ortodontisty. V jeho zámcích již byla naprogramována torze a angulace, avšak všechny zámky měly stejně vysokou bázi, takže ještě stále bylo nutné oblouky individualizovat. Ricketts často využíval jen určité segmenty vkládaných oblouků. V praxi se stále používají jím zkonstruované intruzní typy oblouků (Ricketts et al., 1984). Dalším zastáncem a propagátorem techniky pracující se segmenty zubního oblouku je Charles J. Burstone (Chateau, 1975). Doporučuje důsledné zvládnutí biomechaniky ortodontického pohybu přesnou aplikací silových vektorů působících na zuby. Inspiroval se jak edgewise systémem, tak Beggovou technikou. Oblouk rozdělil na segmenty a z edgewise systému podle Tweeda využil techniky pro maximální kontrolu pohybu zubu a dokonalé kotvení. Z Beggovy techniky zase použil lehké kontinuální síly. Principy jím navržené segmentální techniky spočívají v dokonalém plánování léčby a exaktní mechanické analýze. Kontinuální lehké síly zajišťuje vkládáním kliček a použitím nových druhů materiálů jako např. oblouků z beta titanu, NiTi drátů nebo oblouky splétané. 10

14 Burstone je rovněž známý díky svým precizním výkladům biomechaniky V ohybu, nebo T kličky(burstone & Koenig, 1988). Joseph R. Jarabak ( ) byl dalším z ortodontistů, kteří pracovali na vývoji ortodontického aparátu. Nejdříve začal se standardními zámky edgewise, posléze přešel na zámky se zabudovanou torzí a angulací. V roce 1961 představil vlastní zámky. Ve své technice používal Jarabak hlavně lehké kontinuální síly, které zajišťovaly oblouky s vloženými kličkami. Jarabak ve své metodě používal kličky nejrůznějších tvarů. Kličkové oblouky byly jedním ze základních principů Jarabakovy techniky (Wahl, 2005). Drážka dále zajišťovala dvoubodový kontakt usnadňující kontrolovaný tělesný posun zubu a také představovala zařízení pro snadnější uchycení elastických tahů. V zámcích byla vložena angulace a torze. Teprve po roce 1972 byl představen systém, který vyvinul Andrews. Dříve než však představil svůj aparát straight wire (SWA), publikoval Andrews řadu jiných vědeckých prací. Zásadní byla práce z roku 1972 s názvem "The Six Keys to Normal Occlusion" (Andrews, 1972). Z tezí této práce přímo vycházela konstrukce SWA. Andrews shromáždil během let 1960 až 1964 cca 120 modelů chrupů pacientů, kteří podle odborného posouzení nepotřebovali ortodontickou léčbu a zároveň nikdy nebyli ortodonticky léčeni. Vzhled jejich chrupu byl estetický, přirozený a artikulace se jevila jako správná. Na těchto modelech pak hledal společné znaky. Snažil se vytvořit soubor hodnot, které by mohly být systematicky zpracovány a zjednodušeny do jednoznačných vzorů pro stanovení standardů, vůči kterým by se hodnotily jednotlivé ortodontické vady. Z nasbíraných dat formuloval Andrews šest znaků, které dále diskutoval na odborném fóru. V letech 1964 až 1971 pak probíhalo kontrolní vyšetření modelů chrupu 1150 vyléčených pacientů, aby zjistil, zda je po ukončení ortodontické léčby zajištěno všech 6 klíčů okluze (Andrews, 1976). Šest klíčů podle Andrewse je tvořeno vztahem molárů, meziodistálním sklonem korunek (angulace), labiolingválním nebo bukolingválním sklonem korunek (torzí), rotací, zachováním bodů kontaktu a okluzní rovinou. Chybění některého z těchto ukazatelů může znamenat okluzní defekt, který předurčuje neplnohodnotný výsledek ortodontické léčby. Ten může být zdrojem recidivy. Na XIX. International Congress, AIG, 1 st Congress of IAAID, Gnathology v roce 2007 byly však vzneseny určité námitky proti těmto závěrům. Autor argumentoval poznatky z 11

15 antropologie. Upozornil na velké nesrovnalosti hodnot určujících angulaci prvního hornílu moláru, jehož postavení považuje za klíčové. Obrázek 1: Porovnání sklonu prvního horního moláru dle Andrewse a Schumachera. Zdroj: Contradictory Doctrines of Functional Anatomy, of the Masticatory Organ, Occlusion and Tooth Angulations, Gnatology Part II, Zatímco učebnice anatomie vychází z angulace prvního horního moláru -5, podle Andrewse je angulace +15. Rozdíl hodnoty angulace prvního horního moláru se liší o 20 stupňů (viz obrázek 1). Autor dále uvádí, že metoda straight-wire vede k vytvoření ploché okluzní roviny, protruzi řezáků a vytvoření profilu, který odpovídá profilu prehistorického člověka (Schumacher, 1997), viz obrázek 2. Obrázek 2: Lebka a okluze prehistorického člověka a homo sapiens. Zdroj: Contradictory Doctrines of Functional Anatomy, of the Masticatory Organ, Occlusion and Tooth Angulations, Gnatology Part II, Dalším významným faktorem, který hrál roli při vývoji techniky straight wire, byla tendence k co největšímu usnadnění práce s fixním ortodontickým aparátem. Nejvýznamnější byla snaha o omezení manipulace s drátěným obloukem. Proto byly do 12

16 charakteristik ortodontického zámku zabudovány ohyby všech tří řádů a zámky byly modifikovány pro jednotlivý zub a speciální léčebné postupy (extrakční nebo neextrakční) (Andrews, 1989). Přesto však byly používány stejně velké síly jako u metody edgewise a nezměnil se ani způsob kotvení. Velké síly a nedostatečné kotvení byly příčinou následných obtížně odstranitelných komplikací ortodontické léčby, jakými byly např. velké sklony v řezákové oblasti a otevřený skus v laterálních úsecích chrupu. Systém straight wire se však jako princip léčby postupně zdokonaloval. K velkému rozvoji této techniky došlo v polovině 70. let, kdy se objevila nová generace zámků pro techniku straight-wire. Byly stanoveny ideální hodnoty používaných sil a navrhovány aparáty pro různé klinické situace. Rozšiřoval se sortiment zámků s různými hodnotami angulace, torze, a in-out. V letech se intenzivně problematikou SW techniky zabývali Bennett a McLaughlin. Zpočátku používali běžné zámky straight wire, ale použili dráty s velmi jemnými silami. Tím dosáhli malého tření v zámcích a urychlili takto zejména první fázi léčby. Výsledky zveřejnili v r a později publikovali ve své knize z r Jejich technika byla velmi rychle široce přijata. Mezi roky 1993 a 1997 probíhala druhá etapa vývoje jimi popsané techniky MBT, kdy McLaughlin a Bennett začali spolupracovat s Trevisim a postupně přepracovali celý systém zámků. Autoři MBT preferují použití slabších kontinuálních sil, zahnuté zakončení oblouku za poslední kanylou a použití kluzných mechanik. Třetí etapa, která je platná i pro dnešní systém MBT odstartovala v roce 1997 (McLaughlin, Bennett & Trevisi, 2004). Základem pro dosažení úspěšné léčby je naprosto přesné umísťování ortodontických zámků. Proto doporučují pečlivou analýzu modelů. V této práci je pro metodu straight wire použito zámků s preskripcí podle Rotha. Preskripce hodnot vložených do těchto zámků je odlišná od původních hodnot v zámcích podle Andrewse. Podle Rotha se řezákové zámky lepí více incizálně než u původní techniky, aby se v závěrečné fázi léčby nemusely dodatečně tvarovat reverzní ohyby na oblouku. Na zámky a kanyly přidal Roth doplňková zařízení umožňující snazší použití lip bumperu, mezičelistních a extraorálních tahů. Roth začal též používat širší oblouky, aby zamezil sklánění špičáků během léčby a aby dosáhl protruzního efektu na řezáky. Hodnoty Rothovy preskripce jsou uvedeny v tabulce 1. 13

17 Tabulka 1: Rothem doporučená preskripce. Zámky Angulace Torze In / Out Rotace Zámky Angulace Torze In /Out Rotace ,7 mm ,3mm ,3mm ,3mm ,7mm 4 mes ,7mm 2 mes ,7mm 2 dis ,7mm 4 dis ,7mm 2 dis ,7mm 4 dis ,3mm 14 dis ,3mm 4 dis ,3mm 14 dis ,3mm 4 dis. Zdroj: Katalog AO American Orthodontics, Koncept překorigování do zámku zabudovaných hodnot se osvědčil a Rothova preskripce zůstala od roku 1976 až do dnešní doby nezměněna (Kattnerm & Schneider, 1993) Historický přehled vývoje lingválních aparátů Fixní aparáty labiální mohou svého nositele obtěžovat, protože jsou vždy poměrně nápadné a jejich vzhled neodpovídá estetickým nárokům po dobu aktivní ortodontické léčby. Přestože se výrobci ortodontických zámků snaží vyjít estetickému požadavku vstříc výrobou zámků z plastových, keramických, např. safírových a jiných podobných materiálů, není estetická problematika uspokojivě vyřešena. Z tohoto důvodu bývá někdy ortodontická léčba, zejména dospělými pacienty odmítnuta (Caniglioglu & Öztürk, 2005; Sorel 2007). Až do r bylo nutno používat kovové kroužky, které nesly nabodované zámky na každý zub, aparáty multiband. Takto léčený pacient byl pro své okolí velmi nevzhledný a léčbou velmi zatěžovaný. Velkým přínosem se stal pokrok ve výzkumu adhezivních materiálů, který pokročil natolik, že zajišťuje silnou vazbu těchto materiálů k povrchu zubní skloviny. Báze zámků lze lepit přímo na sklovinu zubů (Newman, 1965; Bishara et al., 2001). Tento způsob lepení, bez nutnosti použití kovových kroužků, značně vylepšil estetický problém spojený s ortodontickou léčbou, ale zcela jej nevyřešil. Jeden z prvních aparátů využívající lingválního přístupu byl zkonstruován Fauchardem již v roce 1726, po něm například Lefoulon 1841 využil lingválně umístěný oblouk k expanzi (Heynick, 1999). Jako lingvální aparát by bylo možné označit Mershonův lingvální oblouk. Jednalo se o zařízení sestávající z pasivního oblouku zhotoveného z kulatého rigidního drátu, který byl zaveden do lingválních kanyl molárového kroužku. Na 14

18 tento rigidní oblouk byla připájena pružná ramena, jejichž aktivací docházelo k pohybu zubů (Wahl, 2005). Vznik lingvální ortodoncie v dnešním pojetí se datuje do začátku 70. let minulého století a je nejčastěji spojován se jménem japonského ortodontisty Fujity. Fujita byl skutečně tím prvním, kdo použil fixní lingvální aparát skládající se ze zámků a drátěného oblouku hřibovitého tvaru. V roce 1967 předložil koncepci lingválního aparátu, v roce 1971 začal pracovat na svém výzkumu a v roce 1976 a 1977 si nechal v Japonsku a v USA patentovat svůj lingvální aparát. Roku 1978 publikuje článek o lingválním aparátu v Japonsku a v roce 1979 v USA. Jeho zámky, které se vyráběly od roku 1975, měly 3 drážky okluzální, horizontální a vertikální. Drát se v nich fixoval buď pomocí speciálních sponek, nebo drátěných ligatur (Fujita, 1979; Alexander et al., 1982; Fujita 1982; Echari, 2006). V roce 1970 se pokusil o léčbu své první pacientky z lingválního přístupu Craven Kurz, ortodontista ze severní Ameriky, profesor gnatologie. Nalepil zámky používané v labiální technice na lingvální plošky zubů. Důvod, který ho k tomu vedl byl čistě estetický, protože první pacientka dr. Kurze byla filmovou herečkou a odmítala léčbu labiálními aparáty. Estetické důvody byly tím prvním a hlavním impulzem pro výzkum a zavedení lingvální techniky do ortodontických praxí. Kurz použil plastové zámky na frontální úsek a kovové zámky na úsek distální. Použití plastových zámků ve frontálním úseku nemělo důvody estetické. Důvodem byla skutečnost, že plastové zámky mohly být zbroušením upraveny v případě velkých stěsnání, kdy nebylo možné hned na počátku léčby zavést korektně drát do všech drážek zámků. Po prvních pokusech byl vytvořen exaktní výzkumný tým, který měl za cíl vypracovat léčebné postupy tak, aby byla metoda vhodná pro standardní využívání. V tomto prvním týmu pracovali Andreiko, F. Miller, C. Kurz (Creekmore, 1989). Požadavek na patentování zámků s nakloněnou nákusnou ploškou byl poté podán 15. listopadu Zámky byly označeny jako Kurz Lingual Appliance a patent se stal základem pro výrobu lingválních ortodontických zámků, který odstartoval r První klinické výzkumy byly provedeny v privátní praxi dr. Kurze a sestávaly ze 100 klinických případů, sledovaných po dobu tří let. První kroky této techniky byly popsány dr. Kurzem v jeho článku 1 a jsou prvním dokumentem týkajícím se lingvální techniky na světě (Kurz, Schwartz & Andreiko, 1982). 1 Kurz C, Schwartz ML, Andreiko C. Lingual Orthodontics:a status report.part 2 : Research and development. J Clin Orthod 1982: 16:

19 Vývoj lingvální techniky probíhal odlišně v Evropě a USA. Po představení lingválního aparátu v USA vznikla vlna velikého nadšení. Lingvální zámky se rychle objevily na dentálním trhu, přestože do té doby nebyl publikován ani jediný dokončený případ. Nadšení však bylo vystřídáno obrovským zklamáním a to dokonce i u lékařů, kteří se spolupodíleli na vývoji lingválních zámků. Bylo to proto, že chyběly poznatky o odlišné biomechanice a nebyly vytvořeny léčebné postupy. Největší námitkou kritiků byly špatné, nedostatečné výsledky a složitá, dlouhotrvající léčba. Hlavním problémem bylo, že léčba neměla žádný systém. Výzkum však stále pokračoval. Odborný tým ve kterém od počátku pracovali Crain Andreinko, Frank Miller a Craven Kurz se zaměřil na odlišnou morfologii lingválních zubních plošek. Z jeho poznatků vzešel v r prototyp lingválního edgewise aparátu. Hlavní znaky těchto zámků byly: nákusná ploška, zaoblené hrany, anatomicky tvarované báze a upravený sklon drážky, který byl dán lingválním přístupem. Zámky byly poměrně rozměrné, jednoduché, bez dalších přídatných zařízení. Jejich postupným vývojem vznikla v roce 1990 VII. generace Ormco lingválních zámků (Alexander et al., 1982). Na základě klinických zkušeností dospěl Kurz k závěru, že pro lingvální techniku je nutné použít pouze nepřímého lepení zámků. Zámky mají při lepení stejně dobrou vazbu ke sklovině jako zámky lepené ze strany vestibulární. Po krátkodobé adaptaci přinášejí pacientům větší komfort než aparáty labiální, potíže s mluvením brzy vymizí. Přesto však použití lingvální techniky naráželo neustále na řadu potíží, spojených zejména s ne zcela vyjasněnými principy biomechanického působení. Proto roku 1980 vznikl výzkumný tým (Lingual Task Force) z řad ortodontistů: C. M. Alexander, R. W. Alexander, Gorman, Hilgers, Kurz, Scholz a Smith a vědců z firmy Ormco s úkolem vylepšit design a preskripci zámků, techniku lepení, tvar a sekvenci drátů, jakož i s úkolem vyřešit otázku výběru vhodných pacientů. Další pracovní náplní tohoto týmu bylo klinické testování aparátu a pořádání seminářů o lingvální technice, které probíhaly po celých USA. První třídenní seminář proběhl již v roce Zájem ortodontické veřejnosti byl obrovský. Již v roce 1982 se tým rozrostl na 450 členů, kteří byli zabráni do programu vývoje lingválního aparátu, a v témže roce se počet pacientů s lingválním aparátem vyšplhal na 520. Dalšími průkopníky v USA byli Kelly (1982), který používal labiální zámky Unitek lingválně, nebo Paige (1982), který lepil Beggovy zámky na lingvální plošky (Paige, 1982). Další např. Creekmore (1989) vyvinul celou techniku od laboratorního postupu (The Slot Machine) až po nové zámky Conceal, které měly vertikální drážku 16

20 a konstrukčně se podobaly jeho uni-twin labiálním zámkům (Alexander et al., 1982; Fujita, 1979). Nečekané a nežádoucí pohyby zubů vyvolané odlišnou biomechanikou lingválně umístěných zámků vedly k silnému rozčarování. Po vrcholném období zájmu o tento způsob léčby nastává od roku 1982 úpadek, který se prohloubil v letech , kdy se na dentálním trhu začaly objevovat zámky keramické (viz obrázek 3). Ani zavedení těchto zámků do ortodontické praxe však neproběhlo bez problémů. Časté odlamování křidélek zámků a s tím spojené problémy s uvazováním drátů vedly k renezanci lingvální ortodoncie. Zásluhou specialistů z Evropy a z Asie se začal zájem o lingvální techniku opět vracet. Mezi průkopníky novodobé lingvální ortodoncie patří Fillion, Scuzzo, Leclerc, Massimo, Ronchin, Takemoto, Mori, Koyata, Romano a další (Scuzzo & Takemoto, 2003). Obrázek 3: Počet pacientů léčených lingválním aparátem v USA, Japonsku a Evropě v letech Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, V roce 1996 Kurz, Laughlin, Creekmore, Wildman, Scuzzo, Fillion a Echarri založili v Denveru (Colorado) "Lingual Study Group" s cílem rozvíjet lingvální ortodoncii. V roce 1997 byla obnovena "American Lingual Orthodontics Association" (ALOA) původně založená Dnes je ALOA prosperující organizací díky každoročním setkáním, o které je obrovský zájem mezi ortodontisty z celého světa (Echari, 2006). Ve Francii jsou hlavními propagátory lingvální ortodoncie Fontenelle (1979), který zveřejnil svůj palatinální aparát s tělesným posunem zubů, dále Fillion, který se zabývá výzkumem, publikováním a přednášením o lingvální ortodoncii. Inicioval založení lingválních společností jako "European Society of Lingual Orthodontics" (ESLO), britské, 17

21 francouzské a "World Society of Lingual Orthodontics". Dalším jeho počinem bylo ustanovení jednoho z prvních studijních programů lingvální ortodoncie na Pařížské universitě. V Itálii k zastáncům lingvální ortodoncie patří Ronchin, který byl v roce 1992 zvolen prvním prezidentem ESLO a v roce 1994 vyvinul samoligující lingvální zámky (Forestadent), které konstrukčně vychází z Beggovy techniky. Macchi a Nidoli vyvinuli zámky Torgue N/M samoligující zámky s vertikálním umístěním drátu do drážky pro přední zuby a s horizontálním pro laterální zuby. Scuzzo, třetí prezident ESLO, spolu s Japoncem Takemotem se zabývají publikační činností. Takemoto navrhl zámky s možností umístění drátu s cervikální inzercí. Tím vyloučil nutnost použití úvazu drátu pomocí double over ties, což je poměrně náročný způsob uchycení, který umožňuje přesné dosazení drátu do drážky a dovolí tak rotaci zubu (viz obrázek 4). Jeho zámky mají v drážce i offset a tím je umožněno použití přímého drátu, tedy techniku straightwire z lingválního přístupu. Obrázek 4: Zhotovení double over tie ligatury. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, Ve Španělsku je vůdčí postavou Echari, který se podílel na vytvoření "Sociedad Iberoamericana de Ortodoncia Lingual", která organizuje mezinárodní kongresy. Publikuje a pořádá vzdělávací akce jak soukromé, tak univerzitní. Jako 6. president ESLO organizoval 6. ESLO meeting. V Německu Dirk Wiechmann využil moderní technologie k výrobě individuálních zámků Incognito. Wiechmann se také podílel na vývoji počítačových robotů pro návrh a výrobu individuálních oblouků. Tato technika je v okolních evropských zemích rozšířená, protože je jak pro lékaře, tak i pro pacienta poměrně pohodlná. Zámky kopírují přesně 18

22 individuální povrch lingvální plošky, jsou proto nízké. Předtvarované oblouky a snadné zavedení oblouku do drážek zámků pak usnadňují práci v ordinaci. Loidl vyvinul samoligující lingvální zámky Evolution LT (Adenta). Od roku 2001 se vyrábí jejich 2. generace s vyšší torzí na řezáky, upraveným mechanismem fixace drátu a nižší výškou zámků (2,1 mm), (Creekmore, 1989). V Izraeli byla průkopníkem Geronová, která vyvinula lingual bracket jig pro přímé lepení. Spolu s Romanem založili internetový journal V Jižní Koreji patří k významným ortodontistům Kim a Kyung. Kim založil "Korean Society of Lingual Orthodontics" a vyvinul techniku nepřímého lepení KIS. Pro lingvální ortodoncii také navrhl speciální kleště. Kyung vyvinul techniku IIBT (Individual Indirect Bonding), (Echari, 2006; Kim, Kim & Baek, 2008). Postupný vývoj ortodontických technik vedl k dosažení vysoké kvality léčby lingválním aparátem. Dnes můžeme říct, že neexistují limity pro lingvální techniku resp. indikace a kontraindikace jsou stejné jak pro labiální, tak pro lingvální metodu (Scuzzo & Takemoto, 2003, Creekmore, 1989) Fixní ortodontické aparáty a komponenty zajišťující jejich působení Správnou funkci fixních ortodontických aparátů zajišťují ortodontické zámky a jejich korektní umístění na korunku zubu, dále ortodontické dráty a volba optimálně velké síly, která zajistí pohyb zubů. V neposlední řadě zajišťují dobrou funkci fixních ortodontických aparátů adhezivní materiály, bez jejichž zdokonalení by současná ortodoncie nebyla uskutečnitelná. Další část bude věnována těm prvkům v ortodontické léčbě, které jsou nutné k zajištění působení fixních aparátů straight-wire a lingválních aparátů a odlišnostem mezi těmito systémy Ortodontické zámky techniky straight wire Zámky pro metodu straight- wire jsou používány již od roku Od této doby byly zámky neustále zdokonalovány tak, aby se zlepšila jejich funkce a aby poskytovaly co nejlepší komfort pro pacienta. Každý zámek určený pro tuto techniku je přizpůsobený 19

23 určitému zubu nebo skupině zubů. Odlišné tvary zámku jsou určovány hlavně odlišnou velikostí zubu, rizikem nechtěných kontaktů mezi zámkem s protilehlými zuby, hygienickými faktory a snahou zajištění komfortu pro pacienty (Andrews, 1976a). Angulované drážky zajistí možnost meziodistálního sklonu korunek zubů a rovněž dovolují zámky lepit rovnoběžně s okluzní rovinou dané čelisti. Zámek už není třeba lepit ve sklonu, jako tomu bylo u původních edgewise zámků. Vždy je samozřejmě výhodnější lepit zámek tak, že vertikální orientační drážka zámku je rovnoběžná s dlouhou osou korunky zubu, než pro jednoduchý zámek edgewise vyhledávat správnou pozici (Andrews, 1976b). Báze zámku jsou skloněné vůči tělu zámku pro dosažení správné torze každého zubu. Středy všech drážek mají být po ukončené fázi nivelizace ve stejné výšce (Owen, 1991). Báze zámků jsou dvojnásobně konturované (Andrews, 1976b). To znamená, že jsou vertikálně i horizontálně konkávní vůči povrchu zubu a tím je zajištěna dobré umístění na konvexní plošku zubu. Vzdálenost mezi dnem drážky a bází zámku je specifická pro každý zub (Andrews, 1976b). Tím je do zámku vložena informace in-out. Zámky straight wire standardně používané ve střední Evropě jsou zámky dvojité (twin). Báze zámků je speciálně zakřivena, aby bylo umožněno snadnější umístění na zub. Tyto zámky se od sebe liší pouze hodnotami vloženými do těla, tedy in-out, angulací a torzí podle autorů jednotlivých preskripcí. Obrázek 5: Charakteristiky a terminologie používané v současnosti k popisu ortodontického zámku. Zdroj: Kolář, P: Historie ortodontického zámku, atestační práce, Praha Konstrukce některých zámků mohou mít svá specifika, související s oblibou používaných technik. Vznikly tak např. zámky kombinované, inspirované jak systémem straight wire, 20

24 tak metodou Beggovou. Mezi tyto zámky patří zámky J. L. Cannona. Jeho zámky jsou charakteristické tím, že drážka edgewise je nahrazena programovanou drážkou systému straight wire (viz brázek 6). Obrázek 6: Ukázky Cannonových kombinovaných zámků: oblouk kulatého průřezu vložený do Belgovy drážky (A), hranatý oblouk vložený do drážky straight wire (B). Zdroj: cit S cílem urychlit léčbu, prodloužit intervaly nutné ke kontrolám a zkrátit ordinační čas byly vyvinuty zámky samoligovací, které se stále více prosazují v ortodontických praxích (viz obrázek 7). Tyto zámky se liší mezi sebou mechanismy, které zajišťují uchycení drátěného oblouku do drážky. Proklamovaná nízká hodnota tření, které by měly tyto zámky zajišťovat, by měla vést k urychlení první fáze léčby, což má být výhodou těchto zámků (Kim et al., 2008, Damon, 2004; Trevisi & Bergstrand, 2008). Jejich úzké tělo však vede k určitým problémům ve fázi nivelizace, kdy je obtížnější dosažení rotací. Další problémy se mohou vyskytnout v závěru léčby, kdy je potřebné dosáhnout vyvážené okluze přesným umístěním zubu v zubním oblouku a těsným kontaktem drátu v drážce. Přesný kontakt drátěného oblouku má zajistit plné využití informací vložených do drážky. Toho lze však u samoligovacích zámků docílit jen s obtížemi. Některé studie dokonce uvádějí, že u samoligovacích zámků dochází ke 100% ztrátě torze (Morina et al., 2008). 21

25 Obrázek 7: Některé aktivní samoligující zámky (Speed, Time, Quick, In-Ovation). Zdroj: Harradine. N.: The history and development of self ligating Brackets. Sem. Orthodont Přesnost s jakou je zámek a jeho drážka zhotovena a umístěna na labiální plošku zubu se po pečlivém diagnostickém vyhodnocení případu a stanovení léčebného plánu, velmi významně podílí na finální estetice výsledku ortodontické léčby (McLaughlin et al., 2004; Cash et al., 2004). Výrobci ortodontických zámků pro labiální techniky se snaží upravit zámky do takových rozměrů a vzhledu, aby co nejvíce vyhovovaly požadavkům svých nositelů na pohodlí, estetiku, účinek a cenu. Proto se kromě zámků kovových dodávají i zámky estetické zhotovené z různých transparentních materiálů. Zámky používané v této práci pro techniku straight wire jsou zámky tzv. 2. generace s hodnotami v drážkách dle Rotha. Tyto zámky jsou široce používány mezi odborníky v naší oblasti. Další výzkumy však ukázaly, že zejména hodnoty torze vložené jako informace buď do drážky, nebo do báze zámků (u moderněji vyráběných zámků) jsou nedostatečné. Je to způsobeno disproporcí mezi velikostí oblasti, kde se torze aplikuje, velikostí plochy, na kterou má být torze uplatněna (Bennet & McLaunghlin, 1997) a dále rozdílem mezi velikostí drážky a rozměrem drátu do drážky vloženém, tedy těsností s jakou drát vyplňuje drážku. Zatímco preskripce torze pro zámky typu Roth je pro střední dolní řezáky -1, torze doporučovaná autory nejmodernějších aparátů typu straight wire je pro dolní řezáky -6. Hodnoty torze jsou též vyšší pro horní střední a malé řezáky.pro střední řezáky došlo ke změně z hodnoty +11 na hodnotu +17, pro malé řezáky z hodnoty +7 na hodnotu +10. Tyto hodnoty tzv. supertorze jsou s výhodou využívány u některých případů ortodontických anomálií. Jsou to například případy II. tř. dle Anglea, kdy elastické tahy mohou způsobit protruzi dolních řezáků nebo případy I. tř. dle Anglea, kde korektní torze řezáků pomáhá k dosažení stabilnějšího postavení, nebo případy bez chirurgie řešených III. tř. dle Anglea, kde supertorze pomáhá k dosažení dentální kompenzace (Bennet & McLaunghlin, 1997; Baek, Kim & Hwang, 2008). 22

26 Změny hodnot, které byly v průběhu let zkušeností a vývojem zlepšovány, jsou v přehledu v následujících tabulkách: Tabulka 2: Hodnoty torze/supertorze pro horní a dolní čelist. 1 / 1 2 / 2 3 / 3 4 / 4 5 / 5 T A T A T A T A T A Andrews Roth McLaughlin / 1 2 / 2 3 / 3 4 / 4 5 / 5 T A T A T A T A T A Andrews Roth McLaughlin Maxilla T torze A angulace Mandibula T torze A angulace Lingvální ortodontické zámky Zámky pro lingvální techniku se tak jako zámky pro techniky labiální skládají z báze, těla, drážky a úchytného systému. Na rozdíl od zámků labiálních je však nelze přímo nalepit na lingvální plošky zubů (Shpack et al.2007), ale je nutno buď tyto zámky zhotovit naprosto individuálně pro každého pacienta a zub, nebo při použití továrně vyráběných zámků vyrobit individuální plošky na bázi zámků pro každý zub, zpravidla z kompozitního materiálu. Všechny lingvální zámky se pak lepí v ústech pacienta zásadně nepřímou metodou (Ling, 2005; Macchi et al., 2004). Lingvální zámky se od sebe liší v konstrukci třech základních prvků. Jsou to: 1. tvar a velikost úchytných křidélek, 2. způsob zavádění drátěného oblouku, 3. způsob zajištění drátěného oblouku v drážkách. 23

27 Ad 1: Zámky mohou mít jednoduchá nebo dvojitá křidélka. Pokud je na zámku umístěno pouze jedno křidélko, dochází k menšímu tření a ke zvětšení mezizámkové vzdálenosti. Při umístění drátu je na zuby vyvíjena menší síla. U zámků se 2 křidélky je lepší kontrola rotace, protože je zajištěn dvoubodový kontakt drátu. Dochází však k většímu tření a zkrácení mezizámkové vzdálenosti, což vyžaduje větší variabilitu ve tvarech zámků pro jednotlivé zuby a dále používání velmi tenkých drátů. Ad 2: Velkou důležitost ve funkci a snadnosti používání lingválních zámků má umístění drážky v zámku. Je možné umístění drážky tak, že je drát vkládán v horizontální nebo vertikální rovině. Vertikální umístění drážky umožňuje snadnější zavádění drátu, dobrou stabilitu drátu v drážce a dobré využití kluzné mechaniky. U horizontálního umístění drátu je možné použití straight-wire metody s naprogramovanými zámky a tudíž větší kontrolu torze a rotace. Uvazování oblouku do takto umístěné drážky je ale velmi obtížné, přestože se používá pouze jednoduchá kovová nebo elastická ligatura. Ad 3: Uchycení drátěného oblouku do drážky lze buď ligaturou, nebo lze využít samoligovací systémy. Samoligovací zámky usnadňují práci ošetřujícímu lékaři, jsou však pro svou objemnost nepohodlné pro pacienta. Zámky, kde se používá ligatura, např. zámky StB 7. generace vyžadují dvojitou ligaturu, aby se docílil dvojbodový kontakt s drážkou zámku a byla tak zajištěna možnost provádění rotací. Zavedení této ligatury však vyžaduje mimořádnou zručnost a v počátečních fázích léčby nelze u silně stěsnaného chrupu tento úchyt prakticky provést. S ohledem na tyto tři konstrukční odlišnosti je možno analyzovat různé typy zámků dnes používaných. První, Fujitou použité zámky, měly drážku v horní čelisti umístěnou tak, aby byl drát zaváděn vertikálně a v dolní čelisti tak, aby byl drát zaváděn horizontálně, bez racionálního výkladu tohoto umístění. Jeho zámky se již nepoužívají, ale jím zkonstruované oblouky mushroom jsou základním tvarem oblouku i pro dnešní lingvální ortodoncii (viz obrázek 8). 24

28 Obrázek 8: Základní oblouk mushroom. Zdroj: Fujita, K.: New orthodontic treatment with lingual bracket mushroom arch wire appliance. Amer. J. Orthodont Všechny zámky lze rozdělit na zámky s vertikální insercí drátěného oblouku nebo s horizontálním zaváděním drátu. ZÁMKY S VERTIKÁLNÍM ZAVÁDĚNÍM DRÁTĚNÉHO OBLOUKU Zámky Conceal (viz obrázek 9) byly vyvinuté T.D. Creekmorem. Báze těchto zámků nese 2 křidélka, takže provádění rotací je značně ulehčené. Obrázek 9: Zámek Conceal. Zdroj: Creekmore, T. D.; Kunik, R. L.: Straight wire: The Next Generation. Amer. J. Orthodont. dentofacial Orthop. 1993, Forestadent zámky s trny podle Begga, (viz obrázek 10) vycházejí z Beggovy techniky a jejich silnou stránkou je, že mají vertikálně umístěnou drážku, která zajistí dobrou stabilitu drátu při použití kluzné mechaniky a snadné zavádění drátěného oblouku. Mají i 25

29 další přídatnou vertikální drážku, do které lze vsunout další zařízení umožňující lépe kontrolovat sklony a rotace. Jde o zámky samoligovací, takže zavedení oblouku je poměrně snadné. Protože se jedná o jednobodové úzké zámky je zajištěna větší mezizámková vzdálenost, což umožňuje použití silnějšího drátu v úvodní fázi léčby. Není však dosaženo dvoubodového uchycení drátu v zámku a proto je nutné ke kontrole rotací a sklonů použít přídatných zařízení. K zajištění kontroly torze je nutné použít přídatný oblouk. Zámky jsou velmi malých rozměrů, takže se pacient velmi rychle adaptuje a počáteční problémy s výslovností bývají rychle překonány. Vzhledem k tomu, že se jedná o zámky samoligovací, není třeba používat žádné ligatury a proto je i údržba celého zařízení v čistotě snadnější. Obrázek 10: Forestadent zámky dle Begga s edgewise adaptérem. Zdroj: Norcini, A.: Kurs lingvální techniky, Praha 2003 Fillipiho zámky jsou zámky samoligovací bez drážky a patří do skupiny zámků s vertikální insercí drátu. Protože jsou použity v této práci, budou popsány podrobněji v další části. Umožňují kontrolu sklonu a rotací pomocí dvou křidélek, která slouží zároveň k uchycení drátěného oblouku. Těmito zámky nelze provést torzní pohyb. Pokud je pro dosažení léčebného cíle torze nezbytná, je nutno použít dva oblouky- jeden hlavní uchycený v samoligovacích křidélkách a druhý přídatný, umístěný pod pomocným křidélkem. Na 9. ESLO kongresu v Londýně byla přestavena k dosažení torze torzní pružina. Hlavní výhodou těchto zámků je, že umožňují lepení na lingvální plošky zubů přímo, bez nutnosti náročné spolupráce se specializovanou laboratoří. Jejich použití je však vyhraženo pro úzkou skupinu ortodontických vad. Na 5. ESLO World Congress, European Society of Lingual Orthodontics byla prezentována verze, ve které autoři po zkušenosti s edgewise adaptérem, vložili do jednoduchých zámků 2D drážky pro přídatný oblouk ke kontrole torze. Tyto zámky byly pojmenovány NM easy lingual 3D Insubria jako varianta k zámkům 2D (viz obrázek 11). Mají však 26

30 horší možnost kontroly rotace než zámky 2D a klinické zkušenosti s možností torze nejsou průkazné. Obrázek 11: Ukázky zámku NM easy lingual 3D Insubria. Zdroj: Quadrelli, C., Veneziani, A.: The Stealth in comparison with other lingual brackets: properties and procedures for indirect bonding ZÁMKY S HORIZONTÁLNÍ INSERCÍ DRÁTŮ Kelly zámky (viz obrázek 12) od firmy Unitek jsou velmi dobré na kontrolu rotací, protože zajišťují dvoubodový kontakt drátu. Jedná se v podstatě o labiální zámky firmy Unitek, adaptované na použití lingválně. Nemají vypracovanou žádnou speciální techniku a jsou dnes již historickou záležitostí. Obrázek 12: Ukázky zámku Kelly. Zdroj: Quadrelli, C., Veneziani, A.: The Stealth in comparison with other lingual brackets: properties and procedures for indirect bonding,

31 Kurz-Ormco bracket 7. generace (viz obrázek 13) byly vyvinuty na základě rozsáhlého výzkumu. Jejich báze je rozšířená a opatřená tzv. Supermesh ploškou pro zlepšení adheze. Mají též hlubší drážku, což umožňuje lepší kontakt drátu a drážky a je tak lépe zajištěno provádění pohybů zubem. Do hluboké drážky se však nesnadno zavádí drátěný oblouk. Tento problém byl částečně vyřešen tím, že v následné generaci těchto zámků byla drážka posazena na bázi zámku ve sklonu. Tato úprava však měla za následek snadnější uvolnění zámku, proto byla okluzní křidélka zesílena a mohou být použita jako nákusná ploška. Zámky byly opatřeny háčky v krčkové oblasti, aby bylo ulehčeno uvazování drátů. Horizontální zavádění drátu a nutnost použití dvojité ligatury je příčinou problémů při jejich použití ve srovnání se samoligovacími zámky firmy Forestadent. Jejich hlavní výhodou však je, že naprosto zohledňují lingvální biomechaniku. Hluboká drážka, čtyřhranný oblouk a dvojitá double over tie ligatura zajišťují dosažení rychlé nivelizace. Nákusná ploška, kterou tvoří okluzní křidélka, však může vést k nežádoucí extruzi v postranním úseku chrupu. Navíc by mohlo dojít k nežádoucí distorotaci mandibuly, což by mohlo vést k otevírání skusu a zhoršování skeletální II. třídy. Obrázek 13: Ukázky zámku Kurz-Ormco. Zdroj: Quadrelli, C., Veneziani, A.: The Stealth in comparison with other lingual brackets: properties and procedures for indirect bonding, American Orthodontics Simple System bracket (viz obrázek 14) je starší generací lingválních zámků, vyráběných firmou American Orthodontics. Jedná se o jednoduché zámky se špatnou možností kontroly rotací bez použití dalších pomocných zařízení. Mají přídatnou drážku, do které je možno umístit napřimovací pružinu, aby byla umožněna kontrola rotace. Meziodistální rozměr zámku je příliš malý a dovoluje pouze jednobodový kontakt s drátěným obloukem. Zaoblené a úzké zámky sice umožňují dobrou adaptaci pacienta a snadné čištění, zámky se však hodí pouze na řešení ne příliš 28

32 komplikovaných případů, zejména na řešení neextrakčních anomálií, tedy tam, kde se nevyužívá kluzné mechaniky, a kde není nutná kontrola torze a rotací. Obrázek 14: Ukázky zámku Simple American Orthodontics. Zdroj: Quadrelli, C., Veneziani, A.: The Stealth in comparison with other lingual brackets: properties and procedures for indirect bonding, Stealth Lingual Bracket (viz obrázek 15) je vylepšeným typem zámků Simple System. Při jejich konstrukci byly využity klinické zkušenosti tak, aby se odstranily nevýhody předchozího systému. Tyto zámky jsou dobře snášeny pacienty. Jsou velmi malé, jejich okraje jsou hladké a adaptace na ně probíhá u většiny pacientů velmi snadno. Rotace lze provádět bez nutnosti použití dvojité ligatury, protože zaoblený okraj drážky a její hloubka zajistí pevný kontakt drátu v drážce zámku při použití jednoduché elastické nebo drátěné ligatury. Dalším zdokonalením je přídatný háček směřující gingiválně, který usnadní uvazování ligatur. Zámky jsou velmi úzké, tím je dosaženo zvětšení mezizámkové vzdálenosti a umožněno použití čtyřhranných drátů již v časné fázi léčby a tedy dokonalejší kontrolu torze. Konstrukce a rozměry zámků poskytují pacientům lepší možnosti při dodržování ústní hygieny, zejména v gingivální oblasti dolních řezáků. Tím se lépe předchází ukládání zubního plaku, tvorbě zubního kamene, vzniku gingivitid a dalších možných komplikací. Báze zámků je široká a umožní snadné nalepení zámku a pevnější vazbu ke sklovině. Přídatný vertikální kanálek umožní použití dalších zařízení, například nákusných plošek. 29

33 Obrázek 15: Ukázka zámku Stealth. Zdroj: Quadrelli, C., Veneziani, A.: The Stealth in comparison with other lingual brackets: properties and procedures for indirect bonding, Z výše uvedeného vyplývá, jaké konstrukční požadavky by měl splňovat zámek, určený pro lingvální techniku: meziodistální rozměr zámku by měl být redukován k dosažení maximální mezizámkové vzdálenosti, okraje zámku by měly mít atraumatickou úpravu k zajištění komfortu pro pacienta a umožňující snadné dodržování hygieny, drážka zámku by měla být posazena tak, aby bylo umožněno použití čtyřhranného drátu již v časných fázích léčby a aby bylo umožněno snadné zavedení drátu, rozměr drážky a konstrukce zámku by měly umožnit provádění rotací bez nutnosti uvazování dvojité ligatury, drážka zámku by měla umožnit kluznou mechaniku (hloubka a sklon drážky), velikost báze zámku by měla zajistit dobrou retenci, zámky by měly poskytnout možnost volby využití nebo nevyužití efektu nákusné desky. Dentální firmy neustále zdokonalují systémy zámků, způsoby zavádění oblouků do drážek, způsoby úchytů drátěných oblouků, a to pomocí kovových a elastických ligatur nebo samoligovací úchytná zařízení (Geron, 2008). Vývoj zámků se ubírá též směrem k možnosti použití metody straight-wire i pro lingvální aparáty a tím výrazně zjednodušit možnost použití v běžné praxi. Touto problematikou se intenzívně zabývá Takemoto a Scuzzo ve spolupráci s firmou Ormco (Scuzzo & Takemoto, 2003). V tomto ohledu učinil velký pokrok též výzkum Dr. Wiechmana. S velkým týmem 30

34 spolupracovníků a odborníků vyvinuli systém TOP, kdy pomocí výpočetní techniky jsou zhotovovány individuální zámky pro jednotlivé pacienty a pro jednotlivé zuby (viz obrázek 16). Pomocí robotů jsou pak zhotoveny předtvarované individuální oblouky. Nevýhodou tohoto postupu je, že případné korekce v průběhu léčby jsou velmi obtížné a jakákoliv změna v léčebném plánu v průběhu terapie je nemyslitelná. Báze zámku je však velmi rozsáhlá, věrně kopíruje anatomii lingvální plošky zubu a to do té míry, že lze uvolněný zámek nalepit přímo (Wiechmann & Nesbit, 2007; Wiechmann, 2002). Obrázek 16: Ukázka zámků Incognito. Zdroj: Incognito katalog, str. 4 [s.n., s. l.] Na dentálním trhu je v současné době dostupná poměrně široká škála druhů lingválních zámků (Stealth, Magic, Stb, Inkognito, Filippi, apod.). Všechny tyto zámky mají čtyřhrannou drážku a umožňují pohyb zubu ve třech rovinách. Jejich nevýhodou však je, že každý systém zámků vyžaduje speciální laboratorní vybavení ke zhotovení set-up a přenašečového systému (Scuzzo & Takemoto, 2003; Alexander et al., 1982; Creekmore, 1989). Toto vybavení je individuální pro každý systém zámků, čímž se i laboratorní náročnost přípravy spolupodílí nemalou měrou na vysoké ceně lingválních aparátů. Výzkumy na tomto poli neustále pokračují se snahou zjednodušit laboratorní i klinické postupy. Lingvální zámky se liší od labiálních zámků ve své konstrukci. Vzhledem k tomu, že mezizubní vzdálenosti z lingvální strany zubního oblouku jsou velmi malé, je nutno zámky zhotovovat co nejužší, což v porovnání se širokými dvojitými zámky (twin) velmi znesnadňuje provádění rotací (Burstone & Koenig, 1988; Fujita, 1979). Další odlišnost v konstrukci lingválního zámku je v orientaci drážky v zámku a s tím související směr nasazení drátěného oblouku (viz obrázek 17). 31

35 Obrázek 17: Možnosti zavádění drátěného oblouku do drážek lingválních zámků. Zdroj: Norcini, A.: Kurs lingvální techniky, Praha Drátěný oblouk může být zaváděn horizontálně nebo vertikálně, přičemž drážka v zámku může být orientována gingiválně nebo incizálně, orálně nebo vestibulárně (viz obrázky 18 a 19). Někteří výrobci používají dokonce kombinace těchto možností (např. zámky Magic, Incognito). Obrázek 18: Směr zavedení drátěného oblouku do různých typů lingválních zámků. Zdroj: Norcini, A.: Kurs lingvální techniky, Praha Obrázek 19: Směr zavedení drátěného oblouku do různých typů lingválních zámků. Zdroj: Norcini, A.: Kurs lingvální techniky, Praha

36 Horizontální uložení drátu do drážky brání vysouvání drátu z drážek při mluvení a mastikaci, vertikální vkládání drátu je snadnější pro ošetřujícího. Každý specialista v lingvální ortodoncii musí brát tyto skutečnosti do úvahy, protože odlišné uložení drážky zámku vede k odlišnému působení sil (Geron, 2008). Pro zajištění kontroly rotace je nutno, aby drážka sledovala vnitřní zakřivení zubu. Toto by však bez dalších úprav mohlo způsobit deformaci oblouku při zavádění, proto musí být drážka zkonstruována tak, že je ve svém středu poněkud širší, nebo musí zámkem procházet drážky dvě, jedna přímá a druhá se zakřivením (viz obrázky 20 a 21). Obrázek 20: Rotace labiálně umístěného zámku. Zdroj: Norcini, A.: Kurs lingvální techniky, Praha Obrázek 21: Rotace u lingválního zámku - jednobodový kontakt. Zdroj: Norcini, A.: Kurs lingvální techniky, Praha V současné době se na dentálním trhu objevují i lingvální zámky samoligovací, které nekladou tak vysoké nároky na zručnost lékaře, jsou však poněkud masivnější a zhoršují komfort pacienta (viz obrázek 22), (Geron, 2008). 33

37 Obrázek 22: Ukázka zámku Adenta. Zdroj: [on-line], cit Zámky pro lingvální techniku 2D používané v této práci, mají velmi jednoduchou konstrukci a na rozdíl od systémů zámků 3D je lze lepit do úst pacienta přímo, bez použití set-up (Macchi et al., 1989; Macchi et al., 2002). Umožňují kontrolu sklonu a rotací pomocí dvou křidélek, které současně zajišťují uchycení drátěného oblouku. Konstrukční prvky těchto zámků jsou upraveny tak, aby v maximální míře zajišťovaly pohodlí pacienta, a proto je jejich rozměr vestibuloorální značně redukován na pouhých 1,2 mm. Mají však poměrně širokou bázi 3 3 mm, což umožňuje bezpečné nalepení a adhezi zámků na sklovinu zubů. Široká báze nese dvě křidélka, která slouží k uchycení drátu. Do křidélek je možno uchytit drát maximálního průřezu Zámky nemají v těle zabudovanou drážku. Křidélka jsou umístěna tak, že při uchycení drátěného oblouku umožňují kontrolu rotace a sklonu zubů (viz obrázek 23). Obrázek 23: Kontrola rotace, intruze a extruze lingválního 2D zámku. Zdroj: Vlastní archiv autorky. 34

38 V dolní bázi může být přidáno další křidélko, které slouží k umístění drátěných osmičkových ligatur, řetízků nebo k uchycení přídatného oblouku. Široké zámky 2D bez přídatného křidélka, které jsou vhodné zejména na derotaci horních středních řezáků mají pouze dvě hlavní křídélka k uchycení drátu. Absence křidélka k uchycení řetízků je však nevýhodou tohoto širokého zámku (viz obrázky 24 a 25). Obrázek 24: Sada zámků a kanyly pro lingvální techniku 2D. Zdroj: Vlastní archiv autorky. Obrázek 25: Zámek 2D. Zdroj: Vlastní archiv autorky. 35

39 Umístění labiálních zámků Přesnost umístění ortodontických zámků na labiální plošky zubů má u všech technik mimořádný význam. Se zdokonalováním systémů straight wire je úspěch léčby na přesném umístění zámků zcela závislý (McLaughlin et al., 2001). Možnost přesného umístění zámků je však těsně spjata s pokroky spojenými s vývojem adhezivních materiálů. Velký problém s přesným umístěním zámků byl řešen již v období, kdy nebylo možné zámky přímo lepit na zuby, ale zámky byly bodovány na kroužky. Aby bylo docíleno přesného umístění zámků, byly zámky bodovány na tělo kroužku tak, aby po nalepení kroužků na všechny zuby byly okraje kroužků ve stejné linii po celém zubním oblouku (Ricketts et al., 1984). Poté, co byly natolik zlepšeny adhezivní vlastnosti lepicích materiálů, že bylo možné zámky lepit přímo na sklovinu zubů, byla stanovena obecná pravidla pro umístění zámků (Buonocore, 1955; McLaughlin& Bennett, 1989). V technice straight wire, je nutno zámek umístnit na střed klinické korunky, který je relativně konstantní u pacientů s malými i velkými zuby (McLaughlin&Bennett, 1995). Pro správné umístění zámku je vhodné mít dobrý panoramatický snímek pro kontrolu sklonu kořenu zubu a rovněž dobrou představivost a anatomickou znalost morfologie zubu. Lidské oko umí relativně spolehlivě rozdělit určitou plochu na poloviny, proto je lepení na střed určité plochy poměrně spolehlivé (Andrews, 1989; McLaughlin & Bennett, 1995). Korunka zubu je linií LACC (Long Axis of Clinical Crown) dělena na meziální a distální část (Herzberg, 1954). Dlouhá osa korunky zubu je na většině zubů snadno identifikovatelná. Na této linii v polovině vertikální výšky klinické korunky je bod LA (Long Axis Point). Zámky se potom umísťují tak, aby střed drážky zámku ležel na bodu LA (Andrews, 1976b; Andrews, 1989). Rovina proložená všemi body LA v jedné čelisti se nazývá Andrewsova rovina. Podle Andrewse je jeho preskripce použitelná pro 90% severoamerické populace. Mezi výjimky patří případy, kdy klinická korunka zubu z nejrůznějších důvodů nemá obvyklý tvar, jak je tomu při porušené incizální hraně, při nepřirozeně velkých hrbolcích, při nepoměru velikosti jednotlivých zubů, při mikrodoncii horních postranních řezáků, při neúplné erupci zubu a také při zmenšení klinické korunky v důsledku přítomnosti excesivní gingivální tkáně nejrůznějšího původu. V těchto situacích je nutné danou abnormalitu diagnostikovat a při umísťovaní zámku jeho polohu modifikovat. Pro větší přesnost umístění zámků je však 36

40 doporučováno pečlivé proměření na modelu a přenesení přesné vzdálenosti pomocí značek na zub v ústech pacienta (viz obrázek 26), (Bennett & McLaughlin, 1997; Proffit et al., 2000). Obrázek 26: Značky na sádrovém modelu pro přesné umístění labiálních zámků. Zdroj: McLaughlin, R. P.; Bennett, J. C.: Bracket Placement with the Preadjusted Appliance. J. clin. Orthodont Vzhledem k možnosti rozdílů délek mezi klinickou a anatomickou korunkou je určujícím rozměrem pro umístění zámků délka korunky klinické. Možnost přesnějšího umísťování zámků na zuby je spojena s vývojem světlem tuhnoucích adhezivních materiálů, které dávají lékaři dostatečně dlouhou dobu ke kontrole umístění zámku pomocí měřítka. Vzhledem k vysokým nárokům na přesnost umístění zámků se nabízí možnost umísťovat zámky na labiální plošky zubů pacienta též nepřímo, po předchozím umístění zámků na modelu a zhotovení přenašeče v zubní laboratoři. Tento způsob lepení je velmi přesný, šetří významným způsobem čas lékaře, ale klade vysoké nároky na erudici zubního technika. S pokračujícím zdokonalováním techniky straight-wire platí, že nejúspěšnější léčba bude pevně spjata s nejkorektnějším umísťováním zámků (viz obr. 26). Od těchto pravidel však mohou být též stanoveny lehké odchylky podle konstrukce zámků. To platí např. pro některé typy zámků samoligovacích, které se v poslední době stále více prosazují v praxích. Tyto zámky mohou být v meziodistálním rozměru silně redukovány a tím je značně znemožněna např. možnost provádění rotací. Z tohoto důvodu je pak nutno lepit zámky na špičáky poněkud meziálněji a ne na střed klinické korunky, jak je obvyklé (Damon, 2008; Baek et al., 2008). V konečné fázi léčby se však ani u techniky straight-wire bez lehkých korekčních ohybů neobejdeme. 37

41 Umístění lingválních zámků Umístění zámků na lingvální plochu zubů je komplikované a vyplývá z anatomických rozdílů jednotlivých lingválních plošek zubů. Lingvální plochy zubů jsou značně variabilní a individuální. Při umísťování zámků je proto nutno nejen brát do úvahy všechna kriteria platná pro techniku straight-wire, ale navíc je třeba individualizovat každou jednotlivou plošku zámků, protože i malá změna ve výšce a sklonu zámku, může zapříčinit velké variace v torzi a v in-out (viz obrázek 27), (Scuzzo & Takemoto, 2003). Obrázek 27: Různé možnosti umístění lingválních zámků. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, Z těchto důvodů nelze lingvální zámky s vloženou drážkou lepit přímo na zuby, ale je vždy nutné použít lepení nepřímé. Před lepením je však též potřeba za zcela přesně stanovených kriterií individualizovat plošky zámků. To se děje několika možnými způsoby. Zámky lingvální mohou být vyrobeny továrně a individuální plošky jsou zhotovovány nejčastěji z fotokompozitních materiálů na modelu, kde byly zuby pomocí set-up postaveny do takové polohy, která je vyžadována po ukončení léčby. Po zhotovení individuálních plošek je třeba pomocí speciálních přenašečů přenést takto upravené zámky na model s malokluzí, na kterém jsou po té zhotoveny další přenašeče, které jsou dodány specialistovi k nalepení do úst. Za pomoci speciálních zařízení je možné vyhnout se nutnosti zhotovení set-up a zámky jsou adaptovány přímo na model s malokluzí. Prvním z řady těchto přístrojů je TARG (Torque/Angulation Reference Guide) systém, vytvořený firmou Ormco v roce 1984 (viz obrázek 28). 38

42 Obrázek 28: Systém TARG. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, Báze zámků jsou individualizovány a zhotovovány z pryskyřice. Metodu podrobně popsal Altounian Protože se všechna měření provádí na labiálních ploškách zubů a zjištěné hodnoty i s případnou korekcí se přenáší na lingvální plošky druhotně, není třeba zhotovovat set-up (Busso-Frost & Fillion, 2006). Pomocí torzních měrek TARG přístroje se určuje horizontální rovina, na kterou se ve středu korunky umísťují zámky. Následně se zhotovuje rigidní přenašeč. Pro usnadnění lepení v ordinaci je vhodné přenašeč rozělit na kvadranty (Smith et al., 1986). Přístroj tedy umožňuje precizní umísťování zámků v přesné vzdálenosti od incize, dále umožňuje individuálně nastavit hodnoty torze a angulace, ale neumožňuje korekci labio-lingvální šířky zubů, což je potřeba kompenzovat ohyby II. řádu na drátu (Scuzzo & Takemoto, 2003). Fillion zdokonalil tuto metodu tím, že přidal elektronické zařízení k měření právě labiolingvální šířky zubů. Vytvořil BEST system (Bonding with Equalized Specific Thickness), (viz obrázek 29). To umožnilo snížit množství ohybů na drátu tím, že se sjednotila vzdálenost drážek od labiálního povrchu zubů. Zámky se lepí přímo na 39

43 malokluzní model. Prostorová orientace zubů je získána z virtuálního modelu, který se zhotovuje dle standardních hodnot. Podle něj se pak vypočítává úroveň pro umístění zámků a tvar oblouku. Přenašeč nepoužívá rigidní, ale při jeho výrobě kombinuje vlastnosti silikonu s termicky tvarovatelnou folií (Fillion, 1998). Obrázek 29: Systém BEST. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, Další inovací je počítačový program DALI (Dessin arc linguale informatisé), který individuálně navrhuje tvar lingválního oblouku (Scuzzo & Takemoto, 2003; Buso-Frost & Fillion, 2006; Fillion, 1997; Fillion, 1998). Tato zařízení, ani jejich inovace neřeší problém opětovného nalepení uvolněného zámku z úst pacienta. Pokud k takové situaci dojde je nutno celý nákladný proces opakovat. Dalším zařízením používaným k vytvoření individuálních lingválních plošek, vyvinutým ke zpřesnění nepřímého lepení je zařízení CLASS (Custom Lingual Appliance Set-up Service) Laboratorní fáze spočívá ve zhotovení set-up, na kterém jsou všechny zuby ve správném postavení s přesnými hodnotami torze a angulace. Potom se na set-up lepí zámky pomocí drátěného oblouku, který zajistí správné vertikální umístění zámků. Oblouk se natvaruje do hřibovitého tvaru tak, aby odpovídal zakřivení lingválního oblouku. K tomuto oblouku se přivazují zámky a pomocí kompozitní pryskyřice se vyplní prostor mezi zámkem a zubem. Tak se vytvoří individuální ploška a zajistí se poloha zubu v požadovaném postavení. Další fází je přenesení těchto individualizovaných zámků pomocí přenašečů na malokluzní model. Tyto přenašeče se zhotovují z pryskyřice pro každý zub zvlášť s použitím kapnové techniky. Pryskyřičná kapna se vyrábí v rozsahu od 40

44 okraje zámku, se kterým je pevně spojena přes lingvální plošku až na incizi nebo okluzní plošku. Na malokluzním modelu se pak zhotovuje přenašeč, určený k nalepení zámků do úst pacienta (Scuzzo & Takemoto, 2003; Buso-Frost & Fillion, 2006). Tento systém je dražší než systém Targ. Je sice přesnější, ale neodstraňuje problém opětovného nasazení zámku. HIRO SYSTEM Hiro system je technika, která vychází z techniky CLASS, ale snaží se co nejvíce zjednodušit laboratorní i ordinační fázi. Není potřeba zvláštní laboratorní vybavení. Základem metody je opět zhotovení set-up, ve kterém jsou zabudována i všechna překorigování. Podobně jako u CLASS se tvaruje dle set-up ideální oblouk tentokrát ale z ocelového drátu maximálního průřezu ( ). Tvar oblouku je co nejjednodušší pouze s ohyby mezi špičáky a prvními premoláry, popřípadě prvními moláry. Oblouk slouží k zaznamenání přesné polohy umístění zámků na lingvální plošky zubů. Musí být vytvarován tak, aby umožňoval co nejtěsnější kontakt zámků s lingválním povrchem jednotlivých zubů na set-up. Následně se přímo na set-up zhotovují malé, rigidní přenašeče pro každý zub zvlášť (Scuzzo & Takemoto, 2003). Poté jsou opět pomocí pryskyřice vyplněním prostoru mezi zámkem a zubem na sádrovém set-up vytvořeny individuální plošky (viz obrázky 30, 31 a 32). Obrázek 30: Systém HIRO. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag,

45 Obrázek 31: Systém HIRO. Zdroj: Vlastní archív autorky. Obrázek 32: Systém HIRO. Zdroj: Vlastní archív autorky. Odpadá tedy fáze přenesení zámků zpět na model s malokluzí. Použití tohoto typu přenašečů má řadu výhod. Zámky se mohou snadno lepit postupně, přenašeč není ovlivňován polohou sousedních zubů, přebytky kompozitu se snadno během lepení odstraňují, mezi zhotovením otisků a nasazením se mohou provádět separace nebo extrakce. Výsledkem je jednoduchost, nižší cena, malé riziko chyby. Nevýhodou je delší ordinační fáze, protože zámky nelze nalepit najednou. Tato metoda umožňuje lékaři opětovné nasazení zámku při jeho náhodném uvolnění za použití rigidního drátěného ideálního oblouku a set-up (Scuzzo & Takemoto, 2003; Takemoto & Scuzzo, 2003). 42

46 RAY SET Ray set je další technikou využívající set-up, který se zhotovuje pomocí 3D goniometru. Pomocí tohoto přístroje jsou každému zubu zvlášť přiřazeny hodnoty torze, angulace a rotace, tím je dosaženo velice precizního výsledku (viz obrázek 33), (Scuzzo & Takemoto, 2003). Obrázek 33: Systém Ray Set. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, LINGUAL BRACKET JIG Tento systém vyvinutý Geronovou je kombinací přímého a nepřímého lepení. Zámky se lepí pomocí speciálního zařízení, které se nazývá jig a umožňuje najít polohu horních šesti řezáků, premolárový a molárový úsek je lepen přímo. Toto zařízení umožňuje nalézt na lingvální ploše řezáku polohu a sklon zámku v takové pozici, aby odpovídala labiální preskripci dle Andrewse. Systém se používá se zámky s horizontální drážkou, jakými jsou např. STb zámky (viz obrázek 34), (Buso-Frost & Fillion, 2006). 43

47 Obrázek 34: Lingual bracket jig Zdroj: Shpack et al.: Bracket placement in lingual vs. Labial systems and direct vs. Indirect bonding. Angle Orthodont Jiným přístupem, jak vytvořit individuální lingvální plošky, je individualizace celého systému pro určitého pacienta a anomálii. Zámky a dráty jsou vyrobeny pomocí výpočetní techniky a robotů (Echari, 2006). TOP/INCOGNITO, IBRACES SYSTEM (TRANSFER OPTIMIZED POSITIONING) Technika TOP podobně jako BEST systém umožňuje přímé lepení zámků na malokluzní model. Využívá k tomu zdokonalený přístroj TARG tzv. TARG Profesional, který má navíc držák pro twin zámky nebo kanyly. Přesto je třeba zhotovovat set-up, který slouží pouze ke zjištění výšky pro umístění zámků. Jakmile je určena optimální výška, mohou se umísťovat zámky přímo na zuby modelu. Báze zámku naléhá přímo na lingvální plošku s minimálním množstvím kompozita a je výrazně redukována potřeba ohybů II. a III. řádu během závěrečné fáze léčby. Pro každého pacienta je vyrobena sekvence drátů počítačově řízeným robotem (Orthomate Lingual Module), (Wiechmann, 1999). Hohoffová a kol. v dotazníkové studii porovnávali rozdíly v komfortu technik TOP a BEST. Kvůli vyššímu profilu zámků bylo zjištěno výrazně horší hodnocení u techniky BEST, především v omezování a poranění jazyka (Hohoff, Stamm & Ehmer, 2004). 44

48 Hohoffová a kol. též porovnávaly změnu výslovnosti pacientů spojenou s používáním termoplastického retaineru, individuálních zámků a továrně vyráběných zámků a to pomocí auditivní analýzy. Z této malé studie (pouze 12 respondentů) vyplynulo, že nejmenší obtíže s výslovností jsou spojeny s nošením retaineru, ale nejhorší výslovnost přináší továrně vyráběné lingvální zámky u kterých se významným způsobem zvětšuje vestibuloorální rozměr díky individualizaci plošek kompozitem (Hohoff et al., 2003). Modifikací techniky TOP, spočívající ve využití moderních CAD/CAM technologií, vznikla technika Incognito (v Americe jako ibraces), která umožňuje vyrábět individuální zámky ze zlaté slitiny pro každý zub zvlášť. Laboratorní postup vypadá následovně. Pomocí optického 3D skeneru s vysokým rozlišením (20 µm) se zhotoví 3D sken sádrových modelů. S použitím počítačového programu se pak zhotoví virtuální set-up, aby se na něm určila rovina, do které se umístí drážky zámků. Pomocí CAD programu se jednak stanoví rozsah báze zámků na lingvální plošce zubu a její tloušťka (0,2-0,3 mm) a takto se vytvoří tělo zámku s drážkou, popř. s nákusnou ploškou, křidélky a háčky, dle požadavků ošetřujícího lékaře. Drážka se orientuje paralelně s lingvální ploškou zubu a umožňuje vertikální vkládání oblouku u frontálních zubů a horizontální vkládání u laterálních zubů (ribbonwise). Samozřejmě dle typu vady lze zvolit preskripci zámků a případně vložit různá překorigování. Ve srovnání s jinými zámky mají tyto velice nízký profil, zajistí dobrou kontrolu pohybů. Pomocí Rapid prototyping přístroje se návrhy zámků převedou z počítače do voskových předtvarů. Přístroj modeluje zámky nanášením tenkých vrstev vosku (0,02 mm) podobně jako při tisku inkoustové tiskárny. Stejnými postupy jako v protetické technologii se zámky odlijí ze slitiny Degunorm M (Degussa). Před použitím se zámky pro lepší retenci opískují a silanizují. Vysoká přesnost báze zámků a rozsah téměř přes celou lingvální plošku umožňuje přímé lepení zámků, snadné přelepování a zaručuje jeho dobrou stabilitu. Stejně jako u TOP systému individuální oblouky vyrábí robot Orthomate system dle návrhu počítače. I díky těmto tvarovaným obloukům je zajištěn celkově nízký profil aparátu a jeho dobrá snášenlivost. Zámky jsou dodávané v přenašeči a jsou nalepeny buď světlem tuhnoucím, nebo chemicky tuhnoucím kompozitním adhezivním materiálem všechny v jedné době. Široká báze zámku umožňuje opětovné snadné nalezení polohy zámku při jeho náhodném odlepení. Systém Incognito podstatně zlepšil obecné nedostatky ostatních systémů. Zajišťuje komfort pro pacienta, snadné přímé přelepení uvolněného zámku, vysokou přesnost a jednoduchý finishing. Nevýhodu spatřuji v nemožnosti aktivního přístupu v průběhu 45

49 léčby a nemožnost v případě potřeby jakýmkoliv způsobem měnit léčebný plán (Wiechmann & Nesbit, 2007). ORAPIX SYSTEM Orapix je nejnovější metoda, maximálně využívající výpočetní technologie. Pomocí 3D skeneru se v laboratoři vytvoří 3D obraz modelů. Ten je odeslán jako soubor i s 3Txer programem prostřednictvím internetu do ordinace. Lékař pomocí tohoto programu vytvoří virtuální set-up, kde si může navolit hodnoty torze, angulace, tvar oblouku a další hodnoty a při tom vše sledovat na obrazovce. Hotový set-up se odesílá internetem zpět do laboratoře, kde další program navrhne přenašeče, které zhotoví RP (rapid prototyp) přístroj z pryskyřice. Laborant pak jen vsadí zámky do přenašečů. Tato technika se zásadně liší od ostatních tím, že umístění zámků provádí počítačový program (Buso- Frost & Fillion, 2006). Výše uvedené systémy jsou neustále zdokonalovány a modifikovány. Vznikla tak řada dalších zařízení, např: systém KIS (Korean indirect bonding set-up), Slot machine (Creekmore), Magic (Dentaurum), H systém (Forestadent), (Buso-Frost & Fillion, 2006; Creekmore, 1989, Norcini, 2003). Snahou některých výzkumných pracovníků je nalézt takové pracovní postupy v lingvální ortodoncii, které by značně zjednodušily, či vyloučily nutnost laboratorní fáze a současně umožnily využívat postupy bez ohýbání drátěného oblouku, tak jako v labiální technice straight-wire. Snažili se nalézt takové umístění zámků z lingvální strany, kde je anatomická variabilita zubních plošek minimální. Tímto nalezeným místem je bod Li, což je v oblasti frontální lingvální bod na cingulu, který nejvíce prominuje a je umístěn v krčkové oblasti zubu. V posteriorní části oblouku je to bod, který nejvíce prominuje (viz obrázek 35), (Scuzzo & Takemoto, 2003). 46

50 Obrázek 35: Umístění lingválních zámků na bod Li. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, Spojením těchto bodů je vytvořena linie, pro kterou byly stanoveny pevné hodnoty, obdobně jako u labiální metody straight-wire a tyto hodnoty byly zabudovány do drážek prefabrikovaných lingválních zámků. Tyto zámky jsou ve fázi výzkumu a nebyly dosud zavedeny do běžné praxe. Problémy spojené s používáním lingválních zámků, nároky na čas ošetřujícího a rozdílná, ne zcela objasněná biomechanika a vysoké náklady na léčbu odrazují od běžného používání zatím velmi mnoho specialistů. Zjednodušení většiny obtíží spojených s používáním lingválních aparátů umožňuje použití zámků lingválních 2D, které lze lepit přímo. Tato možnost je dána velmi nízkým profilem zámků a tudíž možností jejich lepení v místě cingula a hlavně tím, že nemají ve svém těle zabudovanou drážku a pro léčbu lze použít pouze kulatých drátů. Tyto zámky však nejsou schopny provádět torzní pohyb kořene, ale zuby jsou pouze skláněny. Pokud je torzní pohyb nutný, pak je nezbytné použít přídatné oblouky, což je poměrně pracné a pro pacienta z orální strany velmi nepříjemné. V tomto případě je lépe volit lingvální aparát 3D. Přesto, že lze lepit zámky na lingvální plochy zubů přímo, platí i pro jejich umístění přísná pravidla a je tudíž též možné použít lepení nepřímé, podobně jako někdy u techniky labiální. 47

51 Analýza modelů před nalepením zámků 2D Před přímým nalepením zámků 2D je nutná předchozí pečlivá analýza modelů. Je nutno věnovat pozornost tvaru lingválních plošek zubů. Ve frontálním úseku horních středních řezáků se často nachází malé tuberkulum nebo naopak prohlubenina, foramen caecum. Je vhodné hrbolek pomocí jemného brousku oploštit a místo, kde se nalézá foramen caecum je vhodné ošetřit kompozitním materiálem. V postraním úseku je nutno věnovat zvýšenou pozornost premolárům, a to hlavně prvnímu dolnímu premoláru. U tohoto zubu bývá často lingvální hrbolek velmi nízký a neumožňuje nalepení zámku, proto se hrbolek ještě před nalepením zámku opět pomocí kompozitního materiálu zvětší natolik, aby bylo umožněno nalepení zámku a současně ale nedocházelo k předčasnému kontaktu s protilehlým zubem (Scuzzo & Takemoto, 2003). V oblasti molárů nebývají s umístěním lingválních zámků nebo kanyl problémy. Pro zvýšené zajištění retence se doporučuje zubní plošky z lingvální strany opískovat a to pro všechny typy lingválních zámků. Je vhodné použít písková zrna Al2O3 velikosti 50 µ. K samotnému lepení lingválních zámků 2D se po naleptání skloviny a nanesení primeru nejvíce osvědčil kompozitní materiál firmy 3M Transbond XT nebo Green Glue firmy Ormco. Macchi doporučuje pro zajištění větší přesnosti lepení používat laboratorně individuálně zhotovenou folii, tzv. maskerinu, jejíž seříznuté okraje určují vzdálenost umístění zámků od incizální hrany (viz obrázek 37), (Nidoli, Lazzati & Macchi, 1985). Obrázek 36: Pravidla pro umístění zámků 2D. Zdroj: Norcini, A.: Kurs lingvální techniky, Praha

52 Obrázek 37: Sádrový model s maskerínou a maskerína v ústech pacienta. Zdroj: Vlastní archiv autorky. Pokud to anatomické poměry dovolují, pak pro umístění lingválních zámků 2D platí vzdálenost 3,3 mm od incisního okraje dolních řezáků a 3,5 mm od incisního okraje u horních řezáků. Báze zámku musí být umístěna paralelně s okluzní rovinou, nejlépe do oblasti cingula, kolmo na dlouhou osu zubu (viz obrázekk 36). Jsou-li incizní hrany korunek nerovnoměrně abradovány je vhodná úprava lehkým zábrusem. Pokud jsou korunky zubů příliš krátké v dolním frontálním úseku, je použití lingválních zámků kontraindikováno (Scuzzo & Takemoto, 2003). V praxi se však stále více uplatňuje lepení nepřímé, které zajistí přesnost umístění zámků a znatelně zkrátí ordinační čas lepení. Pro nepřímé lepení je nutné na upravené sádrové modely umístit zámky do požadovaného postavení. Po přesném nalepení zámků na model je zhotoven přenašeč pro nepřímé lepení. Přenašeče mohou být rigidní, silikonové. K nalepení se pak používají chemicky tuhnoucí adhezivní materiály. Přenašeče mohou být z průhledné měkké folie, pak je možné použít k lepení světlem tuhnoucí kompozitní adheziva nebo může být přenašeč zhotoven pro každý zub zvlášť. Použití silikonového rigidního přenašeče umožní vyšší přesnost nalepení, chybí však zraková kontrola. Měkký transparentní přenašeč zajistí zrakovou kontrolu, ale při lepení se může vyskytnout více chyb. Přenašeče Hiro jsou velmi přesné, rigidní. Lepení je však časově náročné (Proffit et al., 2007). 49

53 Obrázek 38: Transparentní přenašeč a přenašeč HIRO. Zdroj: Vlastní archiv autorky. NEPŘÍMÉ LEPENÍ LINGVÁLNÍCH ZÁMKŮ Proces nepřímého lepení lingválních zámků vyžaduje přesné dodržení pracovního postupu. Tento postup lze rozdělit do čtyř kroků. Prvním krokem je příprava pracovního pole. Před zahájením práce v dutině ústní je vhodné rty pacienta ošetřit vazelínou. Pro zajištění suchého pracovního pole je nutno na tvářovou sliznici v oblasti vývodů gl. parotis umístit vatové čtverečky, nejlépe speciálně upravené try tips, do úst zavést ústní rozvěrač a umístit vhodně permanentní savku. Druhým krokem je příprava lingválních plošek zubů před lepením. Pomocí rotačního kartáčku a depurační pasty je nutné zuby pečlivě vyčistit. Je výhodné používat pasty lehce kyselé, které zapříčiní rozpad globulí kalciumfluoridu, který se vyskytuje na povrchu skloviny a připraví povrch zubu na další fázi. Skupina HPO 4 se změní na H 2PO 4, uvolněné ionty fluoru se adsorbují do sklovinných krystalů a stabilizují další rozpouštění. Při přechodu ph na neutrální nebo lehce zvýšené se znovu vytvoří calciumfluorid a ionty fluoru se podílejí na lepší remineralizaci. Je nutné vyvarovat se použití zubních past obsahujících fluoridy, které svým působením vytvářejí hladší povrch skloviny a zhoršují adhezi lepicích materiálů (Brantley & Eliades, 2001). Po vyčištění pastou je nutno zuby opláchnout a odsát přebytečnou vodu. Zubní plošky se osuší a pomocí pískovací pistole se každý zubní povrch opískuje. Při pískování se překryjí oči pacienta rouškou nebo se chrání brýlemi. Pacienta je nutno poučit, aby po dobu pískování nevdechoval ústy. Pískováním jsou vytvořeny mikroprostory pro 50

54 zvýšení retence adhezivních materiálů (viz obrázky 39 a 40). Pískují se i zuby s rozsáhlými amalgamovými a kompozitními výplněmi, celokovové i keramické korunky. Obrázek 39: Vybavení nutné pro nepřímé lepení zámků. Zdroj: Vlastní archiv autorky. Obrázek 40: Pískování v dutině ústní pacienta. Zdroj: Vlastní archiv autorky. 51

55 Třetí krok spočívá v naleptání zubního povrchu. K leptání skloviny se používá kyselina trihydrofosforečná. Zubní plošky je potřeba naleptat ve větším rozsahu než jaký pokryjí báze zámků. Optimální leptací doba je 60 s. K leptání je lépe používat gel než roztok, který by mohl skapávat do ústní dutiny a dráždit okolní sliznici. Je dobré používat pouze 20% koncentraci, protože je umožněno účinné odstranění hydroxyapatitu bez ukládání kalcium fosfátu, který by mohl oslabit účinek adheze (Brantley & Eliades, 2001). Pokud není některá ploška zubu po oplachování a sušení křídově bílá, je nutné leptací proces zopakovat (viz obrázek 41). Velmi důležitým krokem je důkladně opláchnout zubní plošky od leptacího gelu a to za pomoci pistole s vodní sprayí. V této době se odstraní maximum leptacího gelu bez stržení povrchových sklovinných prismat a to značně zlepší adhezi. Před závěrečným krokem vyzveme pacienta k dýchání nosem. Sníží se tak vlhkost v dutině ústní a zlepší se možnost pro držení suchého pole. Obrázek 41: Lingvální plošky zubů po pískování a naleptání. Zdroj: Vlastní archiv autorky. Čtvrtým krokem je nalepení zámků. Na čisté, odmaštěné báze zámků (použije se aceton nebo alkohol) se nanese adhezivum. Zubní plošky se potřou primerem a přenašeč se zavede bez tlaku do úst (viz obrázek 42). Po odstranění přenašeče je nutné přebytečný materiál odstranit pom ocí vrtáčku. Kontrola čistoty mezizubních prostor se provede dentální nití. 52

56 Obrázek 42: Přenašeč v ústech pacienta. Zdroj: Vlastní archiv autorky Ortodontické dráty a drátěné oblouky Dráty a drátěné oblouky používané pro ortodontickou léčbu prošly během svého používání vývojem, který je pevně spojen s vědeckými poznatky v metalurgii. Původně dlouhodobě používané dráty zlaté byly až v roce 1931 nahrazeny dráty ocelovými. Teprve po třiceti letech používání byly představeny dráty z chromkobaltových slitin. První NiTi slitiny použitelné pro ortodoncii byly představeny Andreasonem a uvedeny na dentální trh v roce Zásluhu na vývoji beta titanových slitin a drátů má výzkum v oblasti vojenských materiálů (Nikolai, 1997). V současné ortodoncii se používají dráty z různých slitin, přičemž znalost jejich vlastností určuje jejich výběr a použití. Dráty ocelové se vyznačují velkou tuhostí a vyšším modulem elasticity. Snadno se deformují. Jejich výhodou je však nízký koeficient tření, což je předurčuje k použití tam, kde se k uzávěru mezer využívá kluzné mechaniky a v případech, kde jsou kladeny vysoké nároky na torzní pohyb. Dráty je možné svařovat a pájet na ně přídatná zařízení jako háčky, přídatná pera nebo kanyly (Nikolai, 1997). Pro tyto své vlastnosti se používají při technikách labiálních i lingválních ve fázi konzolidace zbytkových mezer a v závěrečné fázi léčby. Používají se slitiny chromniklu (Fe18Cr8Ni) nebo chrommanganu (Fe8Cr18Mn2Mo). Slitina může být pro vylepšení mechanických vlastností mechanicky a termicky upravována. Tím může dojít ke změně některých vlastností např. tuhosti. 53

57 Australský drát je austenitická chromniklová ocel. Používá se tam, kde potřebujeme rigidní oblouky např. při uzavírání mezer nebo tam, kde je nutné nošení mezičelistních tahů. Jedná se o vytvrzenou ocel, má vysokou pevnost, rezilienci a odolnost vůči trvalé deformaci. Dráty z chromkobaltových slitin mají podobné vlastnosti jako dráty ocelové, jsou však resistentnější k permanentní distorzi a mají vyšší modul elasticity, není je nutno tak často reaktivovat jako dráty ocelové. Dráty NiTi se vyznačují velkou flexibilitou a vyvíjejí dlouhodobé konstantní malé síly. Mohou se nacházet ve dvou fázích. Výchozí fází je austenit, který má kubickou krystalickou strukturu. Existuje při vyšších teplotách a slitina v něm vykazuje vyšší hodnoty tuhosti. Austenit je nositelem tvarové paměti. Druhou fází je martenzit, který vzniká martenzitickou transformací z austenitu. Má kosočtverečnou krystalickou strukturu. Existuje při nižších teplotách a slitina v něm má menší tuhost. Vylepšenými vlastnostmi je známý drát CuNiTi (Baek et al., 2008). Obrázek 43: Schéma martenzitické transformace. Zdroj: Baek, S.H., Kimm, K.D., Hwang, S.J.: New trend in Orthodontics, 2nd edition, Korea, 2008 Martenzitická transformace je fázová přeměna v tuhém stavu, je provázena změnou krystalické struktury a je vyvolána změnou teploty nebo silnou deformací (viz obrázek 43). Během ní se mění fyzikální (modul pružnosti) i mechanické vlastnosti. Transformace probíhá oběma směry, čili je vratným procesem. Důležitou veličinou je TTR (transformation temperature range), což je teplotní interval, v němž dochází k fázové přeměně (Buch, 1999). V tomto teplotním intervalu se slitina nachází v přechodné 54

58 fázi tj. směs austenitické a martenzitické fáze. Z ortodontického hlediska je tato fáze nejdůležitější, neboť v ní drát vykonává nejvíce práce. Čím je TTR vyšší, tím je menší napětí během fázové transformace. Někdy se uvádí spíše Af (austenit finished) teplota, což je teplota, při které je celá slitina ve fázi austenitu. Tento efekt umožňuje vložit drát snadno do drážek zámků ve fázi martenzitické a po zahřátí v ústech pacienta dojde k přechodu do fáze austenitické a k působení drátu na zubní oblouk malými konstantními silami. Dráty se nesnadno ohýbají a vracejí se do původního stavu, není možné jejich pájení a svařování, nejsou vhodné pro techniky edgewise. Pro své vynikající paměťové vlastnosti jsou používané u techniky straight-wire i v technikách lingválních v úvodní fázi nivelizace. Jejich koeficient tření je velmi nízký, avšak vyšší než u drátů ocelových, proto se někdy tyto dráty pokrývají vrstvou teflonu. Oblouky konstruované ze superelastických slitin však nejsou nedeformovatelné, ale mohou být ohýbány za předpokladu, že je překonána elastická schopnost drátu, to znamená, že je vložena plastická deformace (Macchi et al., 2002; Macchi et al., 2004; Buch, 1999). Jestliže následně drát ohřejeme na teplotu C, pak schopnost drátu vrátit se znovu do původního tvaru není úplná. Této vlastnosti se využívá v technice lingvální, kde je určitá individualizace nivelizačního oblouku nutná. Pro techniku 2D vyvinula firma Forestadent speciální prefabrikované Titanol oblouky, dodávané v průřezech 0.012, a Tyto oblouky lze tvarovat za studena, dále pomocí přístroje Memory Maker nebo je lze tvarovat po předehřátí v pícce. Použití pícky nebo přístroje Memory Maker umožní odstranění vnitřního pnutí při teplotách 450 C a následné vkládání ohybů (Buch, 1999; Wichelhaus & Mertmann, 2004). Dráty beta titanové jsou v ortodontické praxi také používány. Jejich modul elasticity leží mezi dráty ocelovými a NiTi. Je možné je pájet a svařovat, jsou poměrně dobře tvarovatelné a ve srovnání s ocelí jsou pružnější a produkují menší sílu během odtěžování (Nikolai, 1997). Naopak jejich nevýhodou je vyšší cena a vyšší tření, které znevýhodňuje jejich požití při kluzné mechanice. Firma Ormco vyvinula TMA dráty s nízkým třením, které by měly mít až o 70% nižší tření než běžné dráty díky povrchové úpravě pomocí iontového paprsku (Baek et al., 2008). Práce Kusyho a kol. však tyto údaje nepotvrdila. Z jeho výzkumu vyplynulo, že iontová implantace u low friction TMA nezlepšila hladkost povrchu ani hodnoty tření. Všechny hodnoty hrubosti povrchu a tření byly ze všech vzorků největší. Rozhodně se nepotvrdilo, že low friction TMA drát má stejné nebo dokonce nižší koeficienty tření než 55

59 ocelový drát. Právě naopak, dle výsledků této studie má TMA drát tření 2 větší (Kusy & Whitley, 1999). Novější typy TMA drátu (mimo Low Friction TMA) vykazovaly lepší hodnoty tření a hladší povrch než původní TMA. Vzhledem k tomu, že hodnoty tření neovlivnila úprava povrchu nebo iontová implantace, zůstávají tyto dráty vhodné na zhotovování různých druhů pružin a kliček, protože vyvíjejí konstantní nízké síly (Nikolai, 1997). Všechny současně používané dráty jsou slitinami různých kovů. Velmi mnoho komponent v ortodoncii, např. zámky, šrouby a další zařízení obsahují ve svých kovových slitinách nikl. Nikl je považován za nejčastější příčinu kontaktní alergie (4,5% až 28,5% - více u žen), (Kersuo, 1996; Schubert, H. et al., 1987). Nikl obsahují i ty dráty, z jejichž komerčního názvu nelze odvodit, že obsahují tento prvek. Jsou to dráty ocelové i chromkobaltové. Dráty NiTi, CuNiTi obsahují vysoké procento (50-53%) niklu. Tyto drátěné oblouky bývají v úzkém kontaktu se sliznicí dutiny ústní po celou dobu léčby. Protože prostředí dutiny ústní umožňuje díky slině korozi, dochází k silnějšímu uvolňování molekul niklu. Toto uvolňované množství je mnohonásobně vyšší než např. v případě použití kloubních protéz. Tyto jsou totiž poměrně brzo opouzdřeny přilehlými tkáněmi, které zabraňují prostupu tkáňové tekutiny a uvolňování kovových prvků do okolních orgánů. Orální mukóza je známá svou schopností propouštět různé látky a to oběma směry. Vezmeme-li do úvahy, že alergické reakce mohou vyvolat i kovy, které jsou v kontaktu pouze s kůží (kovové knoflíky, šperky), bylo by užitečné před nasazením ortodontického aparátu informovat pacienta o možném riziku. Bylo zjištěno, že může dojít k působení niklu na buněčné úrovni (senzibilizace) a alergie se může projevit kdykoliv později. Uvolňující se nikl navozuje proliferaci T- lymfocytů, takto je pravděpodobně pacient senzibilizován a pozdější kontakt s niklem pak může vyvolat okamžitou reakci. Tímto způsobem dochází k senzibilizaci pacienta při kontaktu niklu s kůží (např. extraorální uzdy). V dutině ústní jsou však navozeny jiné mechanizmy. Při léčbě fixními aparáty je výskyt alergických projevů na nikl málo častý (0,3% u ortodontických pacientů v Hesensku), (Schuster et al., 2004). Bylo prokázáno, že nikl uvolňující se z ortodontických drátů a zámků může dokonce u nesenzibilizovaných pacientů navodit zvýšenou míru rezistence vůči niklu (Kerosuo, 1996; Marigo, et al., 2003). Z fixního aparátu se uvolňuje maximálně 0,5 µg niklu denně (Hwang et al., 2001), což je zanedbatelné množství ve srovnání s denním příjmem niklu v potravě ( µg). 56

60 Organizace IACR (International agency for Research on cancer) označila kovový nikl za kancerogen. Je známo, že již malé množství Ni (2,5 nanogramů/ml) je schopné alterovat miotaktickou činnost leukocytů a tak dochází k modifikované transformaci neutrofilů, které se stávají více sférickými a je ovlivněna jejich schopnost pohybu. Monocyty a endoteliální buňky se mohou po styku s niklem aktivovat a vytlačit jeho molekulu mezi buňky endotelu a tak ovlivnit buněčnou soudržnost. Dokonce koncentrace, které nespadající do stanovených toxických hranic mohou ovlivnit pořadí nukleotidů v DNA a indukovat specifické fraktury vláken DNA. Tedy tzv. netoxické koncentrace vykazují mechanismy probíhající na molekulární úrovni, ovlivňují pořadí nukleotidů a tvorbu fraktur DNA, což může vést v konečném důsledku ke vzniku genetické mutace. Studie uskutečněné na zvířatech ukazují, že i další tělesné struktury jako játra, slezina, kosti, krev a dýchací trakt jsou ovlivněny rozpuštěnými kovy. Některé z používaných drátů jsou pokryty speciálním filmem, který by měl zabránit přímému kontaktu kovové slitiny s ústní sliznicí. Tento ochranný film však neodolává mechanickým silám a agresivnímu prostředí dutiny ústní, takže jeho ochranná funkce je pouze krátkodobá. Tak dochází i přes toto opatření k uvolňování iontů niklu. Bylo by určitě užitečné věnovat této problematice více pozornosti, zejména u drátů NiTi ve fázi transformace, přechodu z austenitu do martenzitu (Martinez, 2007). Alergickou reakci však mohou vyvolat i jiné kovové prvky, navíc kovové dráty nevyhovují zcela požadavkům pacientů na estetiku. Proto se současný vývoj obrací k používání jiných materiálů a to zesílených kompozitních vláken. Zprávy o tomto materiálu se v dentální literatuře objevují od roku 1960, kdy se pro dentální účely začala používat metylmetakrylová pryskyřice zesílená skleněnými vlákny, uhlíkem, hliníkem a krystaly safíru (Nikolai, 1997). Vynikající kombinace vysoké elasticity, síly a pevnosti, nízké váhy a tvářitelnosti, se podílejí na přizpůsobivosti a dalších vlastnostech těchto drátů. Zufall a Kusy ve své studii srovnávající různé vlastnosti drátů zjistili, že kompozitní dráty vykazují vyšší frikci, než dráty ocelové, ale menší než dráty NiTi a Beta-titanové (Zufall & Kusy, 1998; Zufall & Kusy, 2000). Goldberg se zabýval deformací estetických drátů pro ortodoncii z translucentního polyphenilu. Estetické dráty vykazovaly po 6 týdnech používání deformaci. Tato 57

61 deformace však byla vratná (Goldberg & Burstone, 1992). Tyto dráty jsou velmi estetické, protože jsou translucentní, vyrábějí se s různými hodnotami tuhosti při stejném průřezu. Dávají možnost přímého nalepení přídatných zařízení bez nutnosti pájení a tepelného ošetření. Tento typ drátů může být také přímo nalepen na zuby bez zámků, v případě potřeby posílit kotvení. Lze je s výhodou používat k trvalé retenci (Valiatha & Dhar, 2006; Cacciafesta et al., 2005). V souvislosti s používáním drátů, zámků a zdravotnímí riziky s tím spojenými, zavedla americká FDA (Food and Drug Administration) klasifikační systém umožňující přiřadit úroveň rizika pro všechna zařízení nacházející se v kontaktu s lidským tělem. FDA uvádí pro kovové prvky v ortodoncii třídu I., což znamená malé riziko pro pacienta, plastové zámky a prvky jsou ve II. třídě, což označuje vyšší riziko a keramické zámky jsou bez označení třídy, protože jsou absolutně inertní (Martinez, 2007). Při používání ortodontických drátů je nutné též pamatovat na možnost změny jejich vlastností fyzikálních, mechanických a chemických, působením různých faktorů v ústní dutině. Intenzivní používání fluoridových iontů, které jsou prevencí demineralizací a zubního kazu dochází ke korozivním změnám u drátů NiTi, vlastnosti beta-titanových drátů se mění například působením iontů sodíku (Nikolai, 1997) Výběr drátěných oblouků VÝBĚR OBLOUKŮ U TECHNIKY STRAIGHT WIRE Průběh zubního oblouku každého jedince má svůj individuální tvar a velikost. Respektování původního tvaru zubního oblouku je předpokladem pro úspěšnou léčbu a relativní stabilitu výsledku (Noroozi, Nik & Saeeda, 2001). Zachování či změna původního tvaru zubního oblouku se v terapii fixním aparátem straight wire i aparáty lingválními dosahuje volbou vhodného tvarového typu oblouku. Tento závěr vychází ze studií, zabývajícími se změnami zubních oblouků po ukončení retenční fáze u ortodonticky léčených pacientů. Ze studie Gardnera a Chaconase (1976), kteří sledovali soubor ortodonticky léčených pacientů 5 let po ukončení retence vyplynulo, že nejvíce recidivovalo (58%) rozšíření v oblasti dolních řezáků, změny šířky v oblasti prvních dolních premolárů recidivovali u 14% pacientů a u druhých premolárů byly recidivy ve smyslu zúžení zubního oblouku v 31% případů. Velmi významným poznatkem v této 58

62 studii je, že stabilní přírůstek šířky v oblasti molárů činil 2 mm a po ukončení retence se neměnil (Little, 1999). Skepticky vyznívá zjištění Littleho, který sledoval poléčebné změny více než 10 let po ukončení retence a uvedl ve svých závěrech, že dlouhodobá stabilita výsledku u dolních řezáků je velmi variabilní a nelze ji předpovědět na základě žádných měření před zahájením terapie (rozsah stěsnání v oblasti dolních řezáků, IS, HS apod.), (Little, Riedel & Årtun, 1988; Little, 1999). Z těchto a dalších výsledků bylo zjištěno, že ortodonticky léčený zubní oblouk má vždy v menší či větší míře tendenci vracet se do svého původního tvaru. Z výše uvedeného vyplývá, že je potřeba v léčebném plánu tuto skutečnost respektovat a plánovat konečný výsledek léčby tak, aby byly změny ve tvaru zubního oblouku způsobené léčbou minimální (Goldstein, 1965; Riedel, 1960; Little, Wallen & Riedel, 1981; Little, Riedel & Årtun, 1988). Názory různých autorů na výběr tvaru drátěného oblouku se však liší. Bennett a McLaughlin doporučují udržovat tvar zubního oblouku hned od fáze nivelizace a doporučují v zásadě výběr ze tří tvarů pro techniku straight wire: kónický, čtvercový a vejčitý tvar drátěného oblouku (Baek et al., 2008). Překorigované oblouky pro straight-wire používal na základě svých gnatologických koncepcí Roth. Ki-Dal Kim, Seung Hak Baek a kol. doporučují po celou dobu léčby používání velmi širokých oblouků s velmi malými silami a to stejných rozměrů pro horní i dolní čelist. Teprve v konečné fázi léčby jsou individualizovány oblouky buď ocelové nebo beta-titanové podle mezišpičákové vzdálenosti. Většina studií věnující se stabilitě výsledku po ortodontické léčbě se však shoduje v tom, že tvar a velikost oblouku před léčbou je nejlepším vodítkem ke stabilitě budoucího, ortodontickou léčbou získaného tvaru. Ani minimální změny ve tvaru zubního oblouku navozené léčbou však nezaručují trvalou stabilitu výsledku (Little, 1999). VÝBĚR DRÁTĚNÝCH OBLOUKŮ U LINGVÁLNÍCH TECHNIK Výběr síly drátu v jednotlivých fázích léčby se ve své podstatě neliší u techniky labiální straight wire a techniky lingvální 3D. To znamená, že u obou technik se začíná ve fázi nivelizace tenkými, nejčastěji NiTi oblouky, fáze uzávěru mezer pokračuje obvykle oblouky čtyřhrannými ocelovými a v závěru léčby se použije tzv. full-size oblouk, na 59

63 kterém lze docílit konečného postavení zubů a okluze, v některých případech je vhodné na závěr léčby použít drát beta-titanový, síly (Scuzzo & Takemoto, 2003). Výběr drátů a jejich úprava má však svá specifika, jak u lingvální techniky 3D, tak u lingvální techniky 2D, kde se po celou dobu léčby používají oblouky kulaté. Léčba je v obou případech nejčastěji zahajována nivelizačním NiTi obloukem síly Oblouk je třeba individuálně tvarovat do speciálního tvaru houby (viz obrázek 44). Obrázek 44: Základní oblouk pro lingvální techniku mushroom. Zdroj: Vlastní archiv autorky. V tomto tvaru má základní oblouk několik nutných vyhnutí: mezi špičákem a prvním premolárem, mezi druhým premolárem a prvním molárem a tam kde je nutno respektovat rozdílnou výšku umístění zámků na špičácích a premolárech. Při tvarování oblouku se využívá schopnosti Niti drátu nacházet se v pevném stavu ve dvou fázích v tzv. fázi austenitu a martenzitu. Při formování drátu za studena se použije takový ohyb, že je překročena mez elasticity. Následným zahřátím drátěného oblouku v rozmezí C dojde k částečnému návratu tvaru v důsledku tvarové paměti drátu. Tím, že se drát po zahřátí vrátí do původního tvaru jen částečně, se dosáhne právě požadovaného ohybu. Drát se vrátí do fáze austenitu, tedy fáze s pamětí. Šířka drátěného oblouku musí respektovat mezišpičákovou vzdálenost. To platí i v dalších fázích léčby, kdy se u metody 2D používají pouze dráty kulaté, buď NiTi nebo v 60

64 případě nutnosti lehkých korekcí postavení jednotlivých zubů, lze použít též kulaté dráty ocelové nebo beta-titanové, zejména ve fázi konečné úpravy. Závěrečná fáze léčby je u metody 2D prováděna obloukem síly Drátěné oblouky pro tuto techniku jsou dodávány v několika velikostech a jejich výběr pro léčbu se řídí, jak již bylo řečeno, mezišpičákovou vzdáleností. U techniky 3D se po zahajovací fázi, která může být provedena obdobně jako u techniky 2D kulatým NiTi drátem, ale i čtyřhrannými CuNiTi dráty, pokračuje čtyřhrannými oblouky, a to ve fázi konsolidace zbytkových mezer dráty ocelovými a ve fázi konečné se používá buď drát ocelový nebo beta-titanový, jeho rozměry se řídí rozměry použité drážky a typem použitých lingválních zámků 3D. Pokud je velikost drážky pak se použije drát pro systém zámků Incognito nebo pro systém zámků STb. Protože z biomechaniky lingválně uložených zámků byla vysledována vysoká tendence řezáků k lingválnímu sklánění, je nutné zejména u případů extrakčních ve fázi konsolidace zbytkových mezer přidat do drátů ohyby, a to jak při použití kluzné mechaniky tak i u mechaniky zavírání mezer pomocí kontrakčních kliček proto, aby se docílilo požadovaného pohybu zubů v řezákové oblasti, bez nežádoucích lingválních sklonů (viz obrázek 45), (Scuzzo & Takemoto, 2003). Obrázek 45: Základní oblouk pro lingvální techniku. Zdroj: Vlastní archiv autorky. 61

65 2.4. Volba síly působící na zuby K dosažení optimálního ortodontického pohybu zubu je nutné, aby ortodontické síly, které působí na zub dosahovaly právě takových velikostí, které jsou schopny vyvolat chtěnou odezvu. Z tohoto požadavku vyplývá nutnost uspořádat ortodontický aparát tak, aby vznikaly síly, které nejsou příliš velké a které působí dlouhodobě v čase (Proffit & Fields, 2000). Koncept volby optimálních sil se samozřejmě měnil a vyvíjel. Schwartz definoval optimální sílu způsobující pohyb zubu jako kontinuální sílu, která vyvolává tlak ve tkáních, který by nepřekročil tlak v krevních kapilárách. Tím by zajistil prevenci jejich uzávěru. Síly vyšší vedou ke vzniku nekrotických okrsků a k nežádoucí resorbci kosti (Schwarz, 1990). Tato teorie byla modifikována Openheimem, který doporučoval používání tak nízkých sil, které jsou ještě schopny vyvolat pohyb zubu a Reitanem, který demonstroval bezbuněčné oblasti na straně tlaku dokonce i v těch případech, kdy byly použity velmi lehké síly (Oppenheim, 1990; Reitan, 1990; Reitan 1967). Při volbě velikosti síly je nutno přihlížet též na velikost povrchu kořene a na rozsah oblasti do které se upínají parodontální ligamenta. Melsen při svých experimentech zjistila, že napnutá vlákna vyvolávají napěťové impulzy, které vedou k modelování (Melsen, 1999). Při intruzi jsou v apikální krajině Sharpeyova vlákna nenapnutá, přesto může docházet k přímé resorbci kosti, která je vyvolaná podprahovým zatížením stěny periodontálními vlákny. K nepřímé resorbci dochází, je-li ischemizace a hyalinizace periodontálních vláken vyvolána vysokými hodnotami tlaku (Melsen, 2001). Síly, které působí na korunku zubu jsou rozváděny a přenášejí se i na ostatní podpůrné tkáně, které jsou stlačovány a napínány. Poměr velikosti tahu a tlaku na parodontální vlákna a kost jsou kritickými faktory, které zajišťují schopnost remodelace uvnitř parodontu. Ortodontická síla, která působí jako zevní mechanický stimul, tak vyvolává biologickou buněčnou odpověď, jejímž cílem je vystavět rovnováhu remodelací celého závěsného aparátu zubu (Proffit & Fields, 2000). Současný koncept vychází z předpokladu, že aplikovaná síla a její další charakteristiky (např. síla kontinuální nebo intermitentní, konstantní nebo snižující se), by měla být 62

66 schopná vyvolat maximální rozsah pohybu zubu bez poškozování okolních tkání a měla by být co nejpřijatelnější pro pacienta (Andreasen & Zwanziger, 1967; Burstone, 1989). Ortodontická síla, která působí na zub vyvolává sklon zubu, tělesný posun, rotaci kolem dlouhé osy, extruzi nebo intruzi. K dosažení žádoucího efektu jsou obecně doporučovány tyto síly (Proffit & Fields, 2000): pro sklon zubu stačí velmi malá síla v rozsahu g, pro bodily (tělesný)posun zubu, kde by měl být parodont zubu zatěžován rovnoměrně, je doporučovaná síla g, pro rotaci, která je vždy doprovázena sklonem jsou doporučovány síly g, podobně jako v případě, kdy je žádaným pohybem extruze zubu. Velké opatrnosti je potřeba u intruze, kde se aplikovaná síla koncentruje do velmi malé oblasti, doporučuje se velikost síly g. Teorie tahu a tlaku předpokládá tři stadia v uskutečnění pohybu (Proffit & Fields, 2000): 1. změnu průtoku krve v důsledku tlaku, 2. formování a uvolňování chemických mediátorů, 3. aktivaci buněk Při aplikaci ortodontické síly je nutno vždy brát do úvahy i další faktory, které významně ovlivňují účinek aplikované síly. Je to např. druh použité slitiny, rozměry zámku, jeho šířka a velikost drážky, druh použitých ligatur (kovové, elastické) a také materiál, ze kterého jsou zámky zhotoveny (Kusy et al., 1998; Kusy & O Grady, 2000). Výzkumy, které se například zaměřily na vlastnosti materiálů, ze kterých je zhotovena drážka zámku potvrdily, že zámky z nerezavějící oceli mají nejlepší mechanické vlastnosti. Vysoká mechanická odolnost a hladký povrch se podílí na nízkých hodnotách koeficientů tření. Jejich nevýhodou je ale estetika a také přítomnost niklu, který zhoršuje biologické vlastnosti oceli. Je tedy snaha nahradit nerezavějící ocel biokompatibilnějšími a více esteticky vyhovujícími materiály (monokrystalická a polykrystalická keramika). Tyto estetické zámky však vykazují značně vyšší hodnoty tření, jejich použití bývá spojeno s častými frakturami úchytných křidélek. Potřeba dostupnosti materiálů s estetickými parametry keramických hmot a mechanickými vlastnostmi kovových zámků vedla klinický a průmyslový výzkum ke vzniku zirkoniových zámků. Zdá se, že tyto zámky odpovídají jak požadavkům na estetiku, tak na biomechanické vlastnosti: tvrdost, 63

67 odolnost k abrazi, pevnost v tlaku, nižší koeficient tření. V prostředí dutiny ústní jsou stabilní (Condo, Casaglia & Cozza, 2005; Nishio et al., 2004). Při posuzování vlastností drátěných oblouků bylo zjištěno, že beta-titanový drát vykazuje největší hodnoty tření, následuje drát NiTi a nejmenší hodnoty tření vykazuje ocelový drát (Kusy et al., 1998). K upevnění drátěného oblouku do drážky zámku se standardně používají kovové nebo elastické ligatury. Nejstarším a pro své vlastnosti (nízké tření, dobrá hygiena) stále používaným typem jsou drátěné ligatury z nerezavějící oceli. Užívá se nerezavějící ocelový drát (ArchWired, 2005; Geron, 2008). Teflonem potažené ligatury jsou estetickou variantou drátěných ligatur. Výhodou kovových ligatur jsou mechanické vlastnosti, stálost v dutině ústní, nízká cena a snadné dávkování ligující síly. Obecnou vlastností ligatur ať už drátěných nebo elastických je tření, které je způsobeno tím, že při uvázání oblouku je drát stlačen určitou silou proti bázi zámku. To lze u drátěných ligatur do jisté míry ovlivnit mírou jejich dotažení. U elastických ligatur dochází k poklesu tření tím, jak se mění jejich fyzikální vlastnosti. Bortoly a kol. zkoumali tření u různých typů elastických (obyčejných a elastomerem potažených: SuperSlick, SiliTies) a kovových (obyčejných a teflonem potažených) ligatur při použití s kovovým zámkem a drátem z nerezavějící oceli. Výsledky prokazují velkou korelaci mezi ligující sílou a třením. Teflonem potažené kovové ligatury (estetické) vykazují obdobné hodnoty tření jako kovové ligatury a jsou srovnatelné s hodnotami u elastických ligatur po 21 dnech (Bortoly et al., 2008). Gandini, Meling a kol. v roce 1997 zkoumali silové působení během nivelizace pomocí modelů tří zámků s drátem upevněným kovovými a elastickými ligaturami. Zjistili, že s rostoucím třením se zmenšuje drátem vyvíjená síla během jeho deaktivace. Úbytek síly je přímo úměrný velikosti tření. Tento efekt je více patrný na tenkých drátech. Jako výhodnější se jeví používat drátěné ligatury, které pro své nižší tření způsobují menší úbytek aktivní síly (Baek, Kim & Hwang, 2008). Pro techniku straight wire v této práci byly použity zámky ocelové s velikostí drážky , ve fázi nivelizace byly použity drátěné ligatury, v dalších fázích byly používány ligatury elastické. Sekvence drátěných oblouků byly vybírány dle léčebného plánu, ve fázi nivelizace obvykle drátěný oblouk NiTi 0.014, v závěrečné fázi byly použity oblouky ocelové nebo beta-titanové. Pro techniku lingvální byly použity zámky 64

68 ocelové, samoligovací, bez drážky, ve fázi nivelizace byl použit vždy drát NiTi 0.012, ve fázi konečné byl použit buď drát kulatý NiTi nebo drát ocelový kulatý Adhezivní materiály Adheze ortodontických zámků na povrch skloviny je v současné době zajišťována různými materiály. Většinou se jedná o pryskyřicí modifikované cementy (světlem tuhnoucí, chemicky tuhnoucí) nebo kompozitní pryskyřice (také buď světlem či chemicky tuhnoucí). Tyto materiály musí splňovat určité podmínky: měly by umožnit jednoduchou a přesnou aplikaci ortodontických zámků, zabezpečit dostatečnou vazbu mezi sklovinou a zámkem, působit pokud možno antikariogenně, nezabarvovat a nepoškozovat tvrdé zubní tkáně. Mají být biokompatibilní. Materiály musí být snadno a přesně zpracovatelné a musí zajistit, aby zámek byl fixován k zubu s odpovídající pevností. Tato dovolí zatížit zámek ortodontickými silami a odolat tlaku působícímu při žvýkání. Zároveň musí být možné zámek po ukončení léčby odstranit bez rizika poškození povrchu zubu a poškození povrchových sklovinných prizmat. Zcela zvláštním problémem je fixace ortodontických zámků na umělé povrchy (kompozitní fazety a výplně, pryskyřičné korunky, keramické korunky apod.), (Shpack et al., 2007; Wiechmann & Nesbit, 2007; Wiechmann, 2002). Vzhledem ke změně skladby ortodontických pacientů a přesunu potřeby léčby do vyšších věkových skupin se s tímto problémem setkáváme stále častěji. Pokrok ve vývoji adhezivních materiálů se ukázal být jednou ze zásadních podmínek k umožnění dokonalejší kontroly umístění zámků, kroužků a dalších komponent patřících k léčbě fixními ortodontickými aparáty a výrazně tak ovlivnil kvalitu dosahovaných výsledků. Vývoj těchto materiálů je spojen se jménem Kulzera, který v r.1936 představil první polymery na bázi metyl metakrylových pryskyřic, použitelných ve stomatologii (Brantley & Eliades, 2001). Další vývoj je spojen se zdokonalováním vlastností těchto pryskyřic. Objev leptací techniky na sklovině Buonocorem v r.1955 dále významně ovlivnil pevnost připojení ke sklovině. V r byl představen aromatický dimetakrylát-bisfenol-a-glycidylmetakrylát (BIS-GMA) Bowenem. Tato pryskyřice tvoří základ pro kompozitní pryskyřice. První pokusy s přímým nalepením ortodontických zámků byly publikovány Newmanem. roce 1965 (Buonocore, 1955; Bryšová, Černochová & Vlach, 2004). 65

69 V současné době jsou používány pro ortodontické lepení adheziva na bázi kompozitních pryskyřic, hybridních skloionomerních cementů a kompomerů. Tato adheziva mohou polymerovat chemicky nebo je polymerace iniciována zářením (UV nebo halogenové lampy). Výběr adhezivního materiálu se řídí požadavky kladenými na jejich vlastnosti. Nejdéle používaným materiálem k lepení ortodontických zámků jsou kompozitní pryskyřice. Jejich předností je, že dosahují nejvyšší pevnosti vazby oproti všem ostaním adhezivním systémům v ortodoncii (8-25 MPa). Mají velmi dobrou mechanickou odolnost, jsou nedráždivé, biokompatibilní a chemicky stálé (při dodržení všech požadavků na zpracování), (Brantley & Eliades, 2001). Nevýhodou je, že nevykazují antikariogenní vlastnosti (pouze u Self Etching Primer bylo prokázáno krátkodobé uvolňování fluoridových iontů, které je však nízké a přetrvává pouze několik minut po nalepení), nemají chemickou vazbu ke sklovině. Aby se kompozitní materiály dostatečně spojily se sklovinou, musíme ji před nanesením materiálu leptat. Tím se rozruší inter a intra prizmatická struktura skloviny, odstraní se látky bílkovinné povahy a povrch skloviny se stane smáčivým. To umožní průnik adhezivní látky do vyleptaných prostor. K zajištění pevné vazby kompozitu ke sklovině je nutno použít dentální adhezivum, bond. Složením se shoduje s vlastním kompozitním materiálem, rozdíl je pouze v obsahu plniva (Brantley & Eliades, 2001). Tím je zajištěna nízká viskozita a snadná penetrace do vyleptaných mikroprostorů ve sklovině. Kontaminace pracovního pole vlhkem je však nejčastější příčinou selhání pevného spojení (Cacciafesta et al., 2003a). Zajištění suchého pole však bývá často velkým problémem, zejména v lingvální ortodoncii.výrobci se proto snaží odstranit tento problém zavedením hydrofilních pryskyřic. Některé studie ukazují zajištění dobré pevnosti vazby hydrofilních cementů jak v suchém, tak i v mírně vlhkém prostředí. Mezi nově vyvinutá adheziva patří Self Etching Primery. Od předchozích generací se liší zejména tím, že u nich odpadá nutnost samostatného leptání tvrdých zubních tkání. Leptadlo je integrovanou součástí těchto adheziv. Jeho výhodou je jedoduchá a rychlá aplikace, dobré vazebné účinky i ve vlhkém prostředí (Cacciafesta et al., 2003a; Bishara et al., 2001). Nevýhodou kompozitních pryskyřic je, že při nedokonalém zpracování může nespolymerovaný monomer působit dráždivě. Mezi další materiály vykazující adhezi k tvrdým zubním tkáním patří kompomery. Na dentální trh se dostaly v 90. letech minulého století. Jedná se o zpravidla jednosložkové materiály, které tuhnou světlem nebo chemicky. Adheze k tvrdým zubním tkáním je akcentována adhezivní tekutinou. Vývoj těchto materiálů je spojen se snahou spojit 66

70 kladné vlastnosti kompozitních pryskyřic a skloionomerních cementů. Vazbu na tvrdé zubní tkáně zajišťují primery. Mezi sklovinou a kompomery vzniká chemická vazba, takže nevyžadují leptání kyselinou fosforečnou. Naleptání skloviny ale přesto vede ke zlepšení vazby. Literatura uvádí, že kompomery zajišťují pevnost vazby lepení ortodontických zámků ke sklovině v rozmezí 7 12 MPa. Mají některé vlastnosti srovnatelné s kompozitními pryskyřicemi: mechanickou odolnost, pevnost v ohybu, nízkou rozpustnost ve vodě. Společnou vlastností se skloionomerními cementy je uvolňování fluoridových iontů. Použití kompomerů v ortodoncii není zatím příliš rozšířené (Shammaa et al., 1999; Reynolds, 1975). Skloionomerní cementy byly do praxe zavedeny Wilsonem a Kentem v roce 1972 (Sergl, Klages & Zentner, 2000). Tyto cementy vznikají acidobazickou reakcí: iontovou výměnou mezi kalciumfluorohlinitokřemičitým sklem a vodným roztokem polyalkeonátových kyselin. Organická část je tvořena polykarboxylovými kyselinami (Kyselina itakonová a maleinová), anorganickou část tvoří reaktivní aluminium - silikátové sklo, reakčním mediem je voda. Klasické skloionomerní cementy však vykazují poměrně nízkou pevnost vazby na sklovinu 2,37 5,5 MPa (Brantley & Eliades, 2001; Bryšová et al., 2004; Wright et al., 1996). Skloionomerní cementy mají schopnost chemické vazby na sklovinu. Aby se vytvořila dostatečná vazba mezi cementem a tvrdou zubní tkání musí být její povrch hladký, čistý a dobře smáčitelný. Lépe smáčivé plochy docílíme očištěním zubního povrchu pemzou, rotačním kartáčkem, lepší adheze je docíleno pomocí kondicioneru, kterým bývá 10% kyselina polyakrylová, která se aplikuje pouze na 10 sekund. Delší doba působení kondicioneru není vhodná, protože se tím snižuje počet iontů použitelných pro iontovou výměnu. Pro své vlastnosti jsou v současné ortodoncii používány hlavně k lepení kroužků. Vylepšené vlastnosti, zejména zvýšení pevnosti vazby na sklovinu vykazují pryskyřicí modifikované skloionomerní cementy a to přidáním malého množství pryskyřice (15-20%). Tuhnou světlem i chemicky. Hybridní skloionomerní cementy se váží chemicky ke sklovině, působí antikariogenně, prokázalo se dlouhodobé uvoňování fluoridových iontů. Fluoridové ionty mají navíc inhibiční účinek na tvorbu zubního plaku. Blokují množení a růst virulentních streptokoků. V okolí zámků lepených pomocí skloionomerních cementů se prokázala menší četnost demineralizovaných lézí (Wright et al., 1996; Binar, Černochová & Holá, 2007). Jejich vlastnosti jsou však do značné míry ovlivněny přesností namíchaného cementu. Výrobci je proto dodávají 67

71 nejčastěji v kapslové formě, kde je poměr tekutiny a prášku přesně daný. V ortodoncii jsou užívány skloionomery PMGIC Fuji Ortho LC a chemicky tuhnoucí PMGIC Fuji Ortho. Studie in-vitro prokázaly menší pevnost vazby pryskyřicí modifikovaných skloionomerních cementů na sklovinu než kompozitní pryskyřice, ale síla adheze je plně postačující ke kvalitnímu lepení ortodontických zámků labiálně umístěných. V lingvální ortodoncii se zatím nepoužívají (Nidoli et al., 1984). Se zvyšujícím se věkem pacientů se při lepení ortodontických zámků se setkáváme s nutností vytvoření pevné vazby nejen mezi zámkem a sklovinou zubu, ale též mezi zámkem a kovem, zámkem a kompozitní výplní nebo mezi zámkem a keramikou. Vazba k porcelánu je zajištěna leptáním keramického povrchu pufrovanou kyselinou fluorovodíkovou po dobu jedné minuty. Po té se aplikuje silan pro zvýšení vazebných sil, který se opět nechá působit jednu minutu. Dále naneseme vhodný primer a kompozitní pryskyřičné adhezivum (Wiechmann & Nesbit, 2007; Quadrelli & Veneziani, 2007). Při lepení na povrch drahých kovů nebo amalgamu se musí místo nejprve jemně zdrsnit jemným brouskem, po té se nanese 1,2% HCL a nechá se působit 15 vteřin. Tato složka připraví kovy pro vazbu s kompozitními materiály. Po opláchnutí a osušení se nanese primer a adhezivum. Při nalepení zámku na povrch kompozitní výplně je vhodné její povrch lehce zdrsnit, naleptat 37% kyselinou fosforečnou po dobu 60 vteřin. Po té se povrch pečlivě opláchne, osuší a po nanesení primeru se zámek přilepí kompozitním adhezivem (Quadrelli & Veneziani, 2007). V této práci byl pro lepení lingválních zámků použit materiál Self etching primer a Transbond XT. Self etching primer zajišťuje vazbu mezi sklovinou a kompozitem, navíc krátkodobě po ztuhnutí uvolňuje fluoridové ionty. Transbond XT patří mezi kompozitní materiály, vykazující vysokou pevnost vazby, kolem 20 MPa. Pro tyto vlastnosti je pro lingvální ortodoncii podobně jako např. Light Cured Composite Resine (Reliance Orthodontic Products) doporučovaným adhezivem (Scuzzo & Takemoto, 2003; Wiechmann & Nesbit, 2007; Takemoto & Scuzzo, 2003). Pro lepení zámků labiálně se nabízí větší výběr adhezivních materiálů. Reynolds uvádí, že vhodná adheziva by měla mít pevnost vazby na sklovinu větší než 8 MPa (Reynolds, 1975). Těmto požadavkům vyhovují, jak kompozitní materiály, tak materiály 68

72 skloionomerní např. Fuji Ortho LC, které navíc mají kariostatický účinek. Toto adhezivum je vhodné pro pacienty s vyšším rizikem vzniku kazu, zejména pro pacienty dětské, kde bývá často nízká úroveň hygieny (Brantley & Eliades, 2001; Wright et al., 1996). V našem souboru jsou vybranou skupinou pacienti dospělí a jako adhezivní materiál byl pro lepení labiálních zámků použit chemicky tuhnoucí materiál Spofacryl. Pro lepení ortodontických kroužků jsme použili glasionomerní cement Fuji ortho. Jeho pevnost plně dostačuje k nalepení ortodontických kroužků Biomechanika Biomechanické principy působení ortodontických sil na labiálně umístěné zámky jsou potvrzeny mnoha teoretickými i experimentálními pracemi (Proffit & Fields, 2000; Weinberger, 1926; Andrews, 1976a; Andrews, 1976c; Roth, 1976; Bennet & McLaughlin, 1997) a tyto poznatky jsou plně využívány v ortodontické praxi. Naproti tomu jsou biomechanické principy sil působících na lingválně umístěné zámky uváděny jen sporadicky (Geron, Romano & Brosh, 2004; Scuzzo & Takemoto, 2003; Fillion, 1998). Pro použití lingválních aparátů je však zcela zásadní uvědomit si některá specifika v biomechanice, která jsou spojena s umístěním zámků na lingválních ploškách zubů. Dochází ke změně místa působení ortodontických sil vzhledem k poloze centra rezistence (CR). Při uvažování o rozdílném působení sil aparátu umístěného labiálně a lingválně je důležité brát též do úvahy anatomické rozdíly jednotlivých zubů, protože každý zub má centrum rezistence umístěné individuálně, podle svých anatomických poměrů (Melsen, 1999; Andreasen & Zwanziger, 2003; Burstone, 1989). Jednokořenový zub má centrum rezistence umístěné téměř ve středu kořene, přibližně 40% vzdálenosti mezi alveolárním okrajem a apexem u zubu se zdravým závěsným aparátem (Scuzzo & Takemoto, 2003). Všechny variability v anatomii, jako např. kořenové malformace, zkrácení zubního kořene, resorbce kosti, mohou změnit polohu centra rezistence. Poloha lingválně umístěného zámku je na rozdíl od zámku umístěného na labiální plošce zubu, velmi blízko osy procházející centrem rezistence. To je důvodem rozdílného výsledného pohybu zubu (viz obrázek 46). Při aplikaci intruzní síly na lingválně umístěný zámek řezáků dochází v závislosti na výchozím postavení řezáku k výraznější intruzi než když je zámek umístěný na labiální plošce. U řezáků, jejichž sklon je v normě, dochází při aplikaci intruzní síly na lingvální 69

73 zámek k intruznímu pohybu. Pokud jsou řezáky v protruzním postavení, dochází k intruznímu pohybu, spojenému s dalším anteriorním vykláněním, pokud jsou řezáky v silné retruzi, dochází kromě pohybu inruzního k možnosti prohloubení retruze (Scuzzo & Takemoto, 2003). Obrázek 46: Poloha CR s ohledem na původní sklon horního řezáku. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, Pokud jsou však v rovině horizontální aplikovány síly meziodistální na lingválně umístěný zámek, pak vzhledem k poloze zámku v blízkosti osy CR se rotační pohyby uskuteční s většími potížemi, než u techniky labiální (viz obrázek 47). Tato odlišnost platí pro řezáky i pro špičáky. Navíc účinné rotaci brání obvykle též konstrukce zámků. Zámky jsou vzhledem k anatomickým poměrům zejména v oblasti dolních řezáků vyráběny velmi úzké a neumožňují dvoubodový úchyt drátu (Stb, Inkognito, Stealth, Magic), (Scuzzo & Takemoto, 2003; Quadrelli & Veneziani, 2007). 70

74 Obrázek 47: Derotace zubů. Zdroj: Scuzzo, G.; Takemoto, K.: Invisible orthodontics: Current concepts and solutions in lingual orthodontic, Quitessenz Verlag, Horní molár má centrum rezistence umístěno průměrně v trifurkaci ve vertikální rovině, ale položené více lingválně v horizontální rovině. Pokud působíme na horní molár intruzními silami na zámek umístěný lingválně, pak dochází, vzhledem k CR, k lingválnímu sklánění korunek molárů (viz obrázek 48), pokud jsou zámky umístěné labiálně, korunka se sklání spíše labiálně. U dolních molárů k této situaci nedochází, protože osa CR prochází přibližně středem kořene ( Melsen, 1999; Burstone, 1989). Obrázek 48: Biomechanické principy působení ortodontických sil v premolárovém úseku horní čelisti. Zdroj: Norcini,A.; Kurz lingvální techniky, Praha