ANALIZA BIOMECANICA A MISCARILOR DE INCHIDERE A MANDIBULEI

Unul dintre cele mai importante aspecte a miscarilor mandibulei este modul in ca re condilul mandibular se misca de-a lungul suprafetei articulare a craniului. I n timpul miscarii de deschidere el aluneca din fosa mandibulara spre eminenta ar ticulara pe o directie spre inainte (si inapoi). Muschiul pterigoidian lateral p are sa aiba un rol major in acesta miscare. Cand mandibula se inchide condilul s e misca in directia opusa. Muschii conectati direct la condil nu sunt bine orien tati pentru a controla modul in care condilul efectueaza aceasta miscare. Osborn a propus (pentru miscarile de deschidere, dar aplicabil si pentru cele de inchi dere) faptul ca ligamentele joaca un rol important in ghidarea condilului. Marea libertate de miscare de la nivelul articulatiilor necesita ca ligamentele sa fi e relativ extensibile. Mai departe, influentele muschilor masticatori, care sunt sursa primara a fotelor din mandibula in timpul inchiderii acesteia, sunt negli jate. In timpul disfunctiei cranio-mandibualre, s-au observat nu numai cai condi lene aberante, dar si necesitati aberante la nivelul muschilor. Deci trebuie sa existe o relatie intre calea caracteristuica a condilului mandibular in timpul m iscarii si fortele musculare asociate. [2] In studiul prezent, aceste considerari au fost sustinute de ipoteza ca miscarile mandibulare sunt mai intai rezultatul unei interactiuni intre fortele musculare si miscarile generate de suprafetele articulare. Mai departe, s-a sustinut ipot eza ca ligamentele sunt putin implicate in ghidarea mandibulei in miscarile norm ale de inchidere. Pentru a testa aceasta s-a dezvoltat un model biomecanic in ca re miscarea mandibulei este vazuta ca o functie a fotelor musculare. Testul s-a facut pentru miscari simetrice. 31398rxx27qtl7x

Modelul Simularea miscarilor mandibulei a fost realizata de un model dinamic de sase gra de libertate imprimata unui computer. Acest program determina simulari dinamice prin rezolvarea unor ecuatii diferentiale. Modelul este constituit din mandibula , modelata ca un corp rigid, care este apt sa se miste liber in spatiu tridimens ional si poate sa loveasca (sau sa se sprijine) pe structurile inconjuratoare. A ceste structurii, reprezentate de parti ale craniului pot fi arbitrar reprezenta te in model. Miscarea fost controlata de forte aplicate mandibulei. Aceste forte produc (translational si rotational) acceleratii conform legilor lui Newton. Pe de o parte, aceste au fost generate de unitatile musculare (in modelul prezent, fotele musculare sunt considerate a fi independente), iar pe de alta parte, de craniu prin trecearea fortelor la nivelul punctelor de contact ale articulatiilo r si la nivelul punctelor de miscare. De asemenea fortele de inertie sunt implic ate, in raport cu centru de gravitatie a mandibulei.[5] xt398r1327qttl Pozitia centrului de gravitatie a mandibulei la inceputul miscarii este folosita ca fiind originea sistemului coordinativ cartezian drept, ce a fixat de craniu (axul Z pozitiv directionat perpendicular pe planul ocluzal al mandibulei; axul X pozitiv directionat anterior; axul Y pozitiv directionat spre stanga). Un sist em similar de coordonate a fost atasat mandibulei. La inceputul miscarii, ambele sisteme au pozitii si orientari identice. Mandibula poate veni in contact cu craniul la nivelul articulatiei temporo-mandi bulare si a punctelor de ocluzie. In modelul prezent aceste contacte sunt elasti ce si stabile. [4]

Articulatia temporo-mandibulara implica fosa mandibulara si emineta articulara a craniului deasupra, si condilul mandibular dedesupt. Intr-o vedere laterala str ucturile adiacente ale suprafetelor articulare ale craniului sunt fie concave fi e convexe. O vedere caudala arata faptul ca directia lor este angulara (de la 10 la 20 ) fata de planul median. Condilul mandibular este elipsoidal, cu axul lung perpendicular pe directia primara a suprafetei articulara a craniului. Condilul mandibular a fost modelat ca o sfera si suprafetele articulare ale craniului ca un plan curb ( z=f (x,y) ), folosind o functie polinominala de gradul trei: Fiecare punct de contact a fost modelat ca o structura individuala localizata la nivelul suprafetei ocluzale a unui dinte de la nivelul mandibulei. A fost capab il sa vina in contact cu o suprafata suficienta, coincizand cu planul ocluzal al maxilarului. Unitatile musculare au fost modelate prin forte individuale atasat e punctelor de insertie ale muschilor la nivelul mandibulei si directionate la n ivelul punctelor de origine.[2] Se foloseste un cadavru feminin, caucazian, de 56 de ani pentru a obtine date ge ometrice. Materialul a fost perfuzat in mod obisnuit. Gura este inchisa, exista 12 dinti in dentitia superioara si 12 in dentitia inferioara. Masuratorilor au f ost luate din partea dreapta a capului, iar partea stanga a fost folosita ca o i magine in oglinda.[3]

Dezavantajele modelului Articulatia temporo-mandibulara este complexa. Suprafetele sale articulare sunt neregulate ca forma si acoperite cu cartilagiu vasco-elastic. Distributia fortel or pe suprafata este influentata de un disc articular. In model, acest lucru a f ost mult simplificat. Suprafetele articulare au fost modelate ca structuri elast ice liniare cu forma obisnuita. Grosimea discului a fost inclusa in estimarile d espre elasticitate. In timp ce distributia fortelor maxiliare nu este obiectul a cestui studiu, discul nu a fost inclus ca o structura separata. Din acelasi moti v si pentru a evita coincidentele forma-dependenta, formele suprafetelor articul are au fost simplificate cat mai mult posibil. [1] Observatii In urma realizarii studiului s-a constatat: * Ocluzia In timpul functiei normale, contactul in regiunea molara poate fi considerat ca echivalent cu mandibula inchisa. De aceea, s-a simplificat influenta arcului den tar prin definirea punctelor de ocluzie numai in regiunea molara. Miscarile musc hilor temporali sunt modificate. Datorita lipsei din model a incisivilor, incisi vii mandibulei ajung superior in dreptul arcului alveolar superior. * Fortele musculare Fortele musculare aplicate in acest studiu sunt relativ mici in comparatie cu pu terea intrinseca a unor muschi masticatori. S-a aplicat aceasta magnitudine pent ru ca poate fi exercitata si de cele mai mici parti musculare (partea superioara a muschiului pterigoidian lateral), dupa cum s-a estimat in vivo. Rezultatele p rezente arata ca in medie, miscarile mandibulei incep si se opresc aproape rapid . Aceasta este in contrast cu miscarile naturale care sunt mult mai lente. S-au

modelat forte musculare ca trepte de raspuns la magnitudinea constanta. In reali tate, nivelele de activare a muschilor nu sunt constante si fortelor lor product ive sunt mult infuentate de modificarea velocitatii miscarii si cea a lungimii s arcomerelor. Mai mult, miscarile naturale de inchidere ale mandibulei nu sunt co ntrolate de o singura pereche de muschi masticatori ci de o combinatie de muschi . S-a aratat ca diferentele de sincronizare dintre contractilitatea muschilor su nt importante in obtinerea unor miscari lente. Includerea acestor proprietati in model va duce sigur la miscari mai realistice, dar va ascunde considerabil cont ributiile diferitilor muschi masticatori la inchiderea mandibulei.

* Frecarea mandibulei Influenta incarcarii elastice si vascotice intr-o miscare a mandibulei a fost de ja discutata. Modelele incluzand muschii scheletici pot simula vascozitatea ca o proprietate musculara pasiva. De vreme ce nu s-au modelat proprietatile dinamic e ale muschilor, s-a ales introducerea frecarii mandibulare. In timp ce magnitud inea acestui parametru nu poate fi exprimata de nici un estimator viabil, trebui e aplicat un numar mic arbitrar sufiecient de mare incat sa mentina o stabilitat e a modelului. Valoarea frecarii afecteaza numai viteza si nu traiectoria miscar ii mandibulare. Trabuie realizat faptul ca acest parametru nu este neaparat izot opic si liniar. Deci poate avea efecte mai mari asupra relatiei dintre fortele m usculare si miscarile mandibulare, prevazuta de acest model. * Sincronizarea Sincronizarea miscarilor de inchidere a mandibulei pentru maseter si muschiul pt erigoidian a fost rezonabila. S-a demonstrat oricum ca e independenta de valoare a frecarii mandibulare. Mai departe, miscarile vor fi accelerate daca fortele mu sculare cresc. Timpii mentionati sunt considerati precauti si trebuie interpreta ti calitativ. [2]

Concluzii

Acest studiu implica interactiunea complexa dintre fortele musculare active si c ele pasive imprimate structurii in timpul miscarii de inchidere ale mandibulei. S-a acceptat ca ligamentele articulatiilor joaca un rol major in transmiterea co ndiliana in timpul acestor miscari. In timp ce aceste ligamente permit o rata in alta a miscarilor, s-a stabilit ca ele nu sunt implicate direct in trasmiterea f ortei prin articulatii. De aceea s-a presupus ca fortele musculare si constrange rile miscarilor cauzate de suprafetele articulare necesita o conditie suficienta si necesara pentru a genera miscari obisnuite de inchidere a mandibulei. Aceast a ipoteza a fost testata prin analize biomecanice. Un model matematic dinamic de sase grade libertate a sistemului masticator uman a fost dezvoltat pentru anali zele calitative ale diferitilor muschi masticatori implicati in acest tip de mis cari ale mandibulei. In miscarile de inchidere simulate, s-a descoperit ca misca rea observata in mod normal, ce include o miscare condiliana de pendulare-rostog olire de-a lungul suprafetei articulare, poate fi generata de diferite perechi s eparate de muschi masticatori, dintre care unele parti ale maseterului la fel ca si muschiul pterigoidian median par sa fie cei mai potriviti sa realizeze aceas ta miscare.

Rezultatele par a fi in contradictoriu cu parerea generala, ca muschiul cu o com ponenta de forta directionata preventiv poate sa nu fie potrivit pentru generare a miscarilor mandibulare prin care miscarile condililor sunt spre inapoi. Rezult atele pot fi, oricum, explicate prin analizele biomecanice ce includ nu numai mu schiul si fortele articulatiilor cum se obisnuieste in testele standard anatomic e, ci si sensurile generate de aceste forte.

Bibliografie

1. KOOLSTRA J.H., van EIJEDEN T.M.G.J., WEIJES W.A. - Three Dimensional Mathem atical Model of Masticatory System , J. Biomechan 21:563-576. 2. KOOLSTRA J.H. and T.M.G.J van EIJEDEN - Biomechanical Analysis of Jaw-Closi ng Mouvements , J. Dent Res 74 (9): 1564-1570, september, 1995. 3. VISSER A., McCaroll R.S., NAEIJE M. (1992) - Masticatory Activity in Differe nt Jaw Relations During Clenching Efforts J.Dent. Ress 71:372-379. 4. BURLUI VASILE & colab. - Gnatologie, editura Apolonia, Iasi 2000. 5. VAN EIJDEN T.M.G.J., KLOK E.M., WEIJS W.A., KOOLSTRA J.H. - Mechanical Capa bilities of the Human Jaw Muscles Compared With a Mathematical Model , Arch Oral B iol 33:819-823.