Реакция височно-нижнечелюстного сустава и усилия жевательных мышц

Автор: Никитин В.Н., Тверье В.М., Няшин Ю.И., Оборин Л.Ф.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 2 (64) т.18, 2014 года.

Бесплатный доступ

Исследовано влияние точки приложения (точка на поверхности суставного мыщелка, определяемая как кратчайшее расстояние между суставными поверхностями височно-нижнечелюстного сустава) реакции в височно-нижнечелюстном суставе на ее величину, а также на величины усилий жевательных мышц. Одни и те же координаты точки приложения реакции могут получиться при различных положениях диска относительно суставных поверхностей. В данной работе получены следующие зависимости усилий мышц и реакции в височно-нижнечелюстном суставе: а) усилия в мышцах-поднимателях уменьшаются практически линейно по мере приближения точки приложения реакции к точке приложения силы кусания; б) усилия в мышцах-опускателях практически равны нулю; в) при симметричном нагружении проекции векторов реакций на ось, соединяющую центры мыщелков, равны нулю; г) величина реакции по мере приближения к нормальному положению точки приложения реакции (в норме находится в переднем отделе суставной щели) и точке приложения силы кусания (сила кусания приложена в плоскости симметрии нижней челюсти в области первых моляров) уменьшается, а затем вновь увеличивается, т.е. график зависимости имеет точку минимума; д) усилия в мышцах-выдвигателях (верхняя и нижняя наружные латерально-крыловидные мышцы) ведут себя более сложно: 1) усилие в верхней приблизительно равно константе по мере приближения к суставной ямке от слухового прохода, затем резко уменьшается почти до нуля, а потом вновь резко увеличивается после прохождения нормального положения диска; 2) усилие в нижней по мере приближения точки приложения реакции к точке приложения силы кусания начинает увеличиваться стремительно после прохождения нормального положения точки приложения реакции. Данные зависимости показывают, что верхняя и нижняя наружные латерально-крыловидные мышцы работают таким образом, чтобы височно-нижнечелюстной сустав мог выполнять свои функции, и предотвращают перегрузку диска, особенно при заднем и переднем положениях. Одним из выводов является то, что авторам удалось подтвердить утверждение о том, что величина реакции при правильном положении диска минимальна.

Еще

Биомеханика височно-нижнечелюстного сустава, усилия жевательных мышц, реакция в височно-нижнечелюстном суставе, точка приложения реакции, смещение диска

Короткий адрес: https://sciup.org/146216135

IDR: 146216135

Список литературы Реакция височно-нижнечелюстного сустава и усилия жевательных мышц

  • Анатомия и биомеханика зубочелюстной системы/под ред. Л.Л. Колесникова, С.Д. Арутюнова, И.Ю. Лебеденко. -М.: Практическая медицина, 2007. -224 с.
  • Аун M., Meнар M., Морлье Ж., Рамос A., Монеде-Хокуард Л., Сид M. Разработка и проверка двумерной конечно-элементной модели височно-нижнечелюстного сустава при помощи магнитно-резонансного исследования: моделирование движения открытия и закрытия челюстей//Российский журнал биомеханики. -2011. -Т. 15, № 1. -С. 23-32.
  • Аун M., Meнар M., Няшин Ю.И., Рамос A., Лохов В.А., Морлье Ж., Сид M. Двумерная конечно-элементная модель для представления движения открытия челюстей. Параметрическое изучение моделирования пружинной жесткости задней дисковой связки и крыловидной мышцы. Сравнение с магнитно-резонансным описанием//Российский журнал биомеханики. -2012. -Т. 16, № 2. -С. 30-37.
  • Зациорский В.М., Прилуцкий Б.И. Нахождение усилий мышц человека по заданному движению//Современные проблемы биомеханики. -1992. -Вып. 7. -С. 81-123.
  • Карманов В.Г. Математическое программирование. -М.: Наука, 1975. -272 с.
  • Киченко А.А., Шумихин А.Ю., Тверье В.М., Няшин Ю.И., Симановская Е.Ю., Еловикова А.Н. Определение усилий, возникающих в жевательной системе человека//Российский журнал биомеханики. -2004. -Т. 8, № 4. -С. 27-38.
  • Няшин Ю.И., Тверье В.М., Лохов В.А., Менар М. Височно-нижнечелюстной сустав человека как элемент зубочелюстной системы: биомеханический анализ//Российский журнал биомеханики. -2009. -T. 13, № 4. -C. 7-21.
  • Тверье В.М., Няшин Ю.И., Никитин В.Н., Оборин Л.Ф. Механическое давление как основа биомеханического моделирования зубочелюстной системы человека//Российский журнал биомеханики. -2014. -Т. 18, № 1. -С. 24-35.
  • Тверье В.М., Няшин Ю.И., Никитин В.Н. Биомеханическая модель определения усилий мышц и связок в зубочелюстной системе человека//Российский журнал биомеханики. -2013. -Т. 17, № 2. -С. 8-20.
  • Тверье В.М., Симановская Е.Ю., Няшин Ю.И. Атрофический синдром, связанный с изменениями биомеханического давления в зубочелюстной системе человека//Российский журнал биомеханики. -2006. -Т. 10, № 1. -С. 9-14.
  • Тверье В.М., Симановская Е.Ю., Няшин Ю.И. Биомеханическое давление, сопутствующее формированию зубоальвеолярного блока у человека//Российский журнал биомеханики. -2005. -Т. 9, № 3. -С. 9-15.
  • Тверье В.М., Симановская Е.Ю., Няшин Ю.И., Киченко А.А. Биомеханический анализ развития и функционирования зубочелюстной системы человека//Российский журнал биомеханики. -2007. -Т. 11, № 4. -С. 84-104.
  • Хватова В.А. Клиническая гнатология. -М.: Медицина, 2005. -296 с.
  • Чадова М., Галло Л.М. Подходит ли OpenSim для анализа жевательной системы?//Российский журнал биомеханики. -2013. -Т. 17, № 3. -С. 64-81.
  • Barbenel J.C. The biomechanics of temporomandibular joint: a theoretical study//Journal of Biomechanics. -1972. -Vol. 5, № 3. -P. 251-256.
  • Bisi M.A., Chaves K.D.B., Puricelli E., Ponzoni D., Martins E.A. Relationship between sounds and disc displacement of the temporomandibular joint using magnetic resonance imaging//Revista Odonto Ciência. -2010. -Vol. 25, Iss. 1. -P. 37-41.
  • Chen J., Akyuz U., Xu L., Pidaparti R.M. Stress analysis of the human temporomandibular joint//Med. Eng. Phys. -1998. -Vol. 20, № 8. -P. 565-572.
  • Chen J., Xu L. A finite element analysis of the human temporomandibular joint//J. Biomech. Eng. -1994. -Vol. 116, № 4. -P. 401-407.
  • Devocht J.W., Goel V.K., Zeitler D.L., Lew D. A study of the control of disc movement within the temporomandibular joint using the finite element technique//J. Oral and Maxillofac. Surg. -1996. -Vol. 54. -P. 1431-1437.
  • Ferrario V.F., Sforza C. Biomechanical model of the human mandible in unilateral clench: distribution of temporomandibular joint reaction forces between working and balancing sides//J. Prosthet. Dent. -1994. -Vol. 72, № 2. -P. 169-176.
  • Fričová M., Horák Z., Konvičková S. Modelling of temporomandibular joint and FEM analysis//Acta of Bioengineering and Biomechanics. -2006. -Vol. 8, № 1. -P. 35-43.
  • Gröning F., Fagan M., O'Higgins P. Modeling the human mandible under masticatory loads: which input variables are important?//Anat. Rec. (Hoboken). -2012. -Vol. 295, № 5. -P. 853-863 DOI: 10.1002/ar.22455
  • Hyoun-Suk Ahn, Su-Beom Cho, Kwang-Joon Koh. Positional and morphologic changes of the temporomandibular joint disc using magnetic resonance imaging//Korean Journal of Oral and Maxillofacial Radiology. -2001. -Vol. 31. -P. 235-240.
  • Ingawalé S.M., Goswami T. Biomechanics of the temporomandibular joint//Human Musculoskeletal Biomechanics/ed. by T. Goswami. -Rijeka, 2012. -244 p.
  • Iwasaki L.R., Crosby M.J., Gonzalez Y., McCall W.D., Marx D.B., Ohrbach R., Nickel J.C. Temporomandibular joint loads in subjects with and without disc displacement//Orthopedic Reviews. -2009. -Vol. 1. -P. 90-93.
  • Koolstra J.H, van Eijden T.M. Biomechanical analysis of jaw-closing movements//J. Dent. Res. -1995. -Vol. 74, № 9. -P. 1564-1570.
  • Koolstra J.H. Masticatory muscles. Part III. Biomechanics of the masticatory muscles//Ned. Tijdschr. Tandheelkd. -1997. -Vol. 104, № 8. -P. 302-305 (in Dutch).
  • Koolstra J.H., van Eijden T.M.G.J., Weijs W.A., Naeije M. A three-dimensional mathematical model of the human masticatory system predicting maximum possible bite forces//Journal of Biomechanics. -1988. -Vol. 21, № 7. -P. 563-576.
  • Manfredini D., Basso D., Arboretti R., Guarda-Nardini L. Association between magnetic resonance signs of temporomandibular joint effusion and disk displacement//Oral. Surg. Oral. Med. Oral. Pathol. Oral. Radiol. Endod. -2009. -Vol. 107. -P. 266-271.
  • Mello C.F. Jr., Saito O.C., Guimarães Filho H.A. Sonographic evaluation of temporomandibular joint internal disorders//Radiol. Bras. -2011. -Vol. 44, № 6. -P. 355-359.
  • Nordin M., Franke V.H. Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System. -3rd ed. -Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2001. -496 p.
  • Osborn J.W. Features of human jaw design which maximize the bite force//Journal of Biomechanics. -1996. -Vol. 29, № 5. -P. 589-595.
  • Osborn J.W., Baragar F.A. Predicted pattern of human muscle activity during clenching derived from a computer assisted model: symmetric vertical bite forces//Journal of Biomechanics. -1985. -Vol. 18, № 8. -P. 599-612.
  • Pedotti A., Krishman V.V., Stark L. Optimization of muscle-force sequencing in human locomotion//Mathematical Biosciences. -1978. -Vol. 38, № 1/2. -P. 57-76.
  • Pérez del Palomar A., Doblaré M. An accurate simulation model of anteriorly displaced TMJ discs with and without reduction//Med. Eng. Phys. -2007. -Vol. 29, № 2. -P. 216-226.
  • Pérez del Palomar A., Doblaré M. Anterior displacement of the TMJ disk: repositioning of the disk using a Mitek system. A 3D finite element study//J. Biomech. Eng. -2006. -Vol. 128, № 5. -P. 663-673.
  • Tanaka E., Rodrigo D.P., Miyawaki Y., Lee K., Yamaguchi K., Tanne K. Stress distribution in the temporomandibular joint affected by anterior disc displacement: a three-dimensional analytic approach with the finite-element method//Journal of Oral Rehabilitation. -2000. -Vol. 27. -P. 754-759.
  • Tanaka E., Tanne K., Sakuda M. A three-dimensional finite element model of the mandible including the TMJ and its application to stress analysis in the TMJ during clenching//Med. Eng. Phys. -1994. -Vol. 16, № 4. -P. 316-322.
  • Throckmorton G.S. Quantitative calculations of temporomandibular joint reaction forces. Part II. The importance of the direction of the jaw muscle forces//J. Biomech. -1985. -Vol. 18, № 6. -P. 453-461.
  • van Eijden T.M.G.J., Korfage J.A.M., Brugman P. Architecture of the human jaw-closing and jaw-opening muscles//The Anatomical Record. -1997. -Vol. 248. -P. 464-474.
  • Xu J., Guo C., Liu C.K., Liang Y.Q., Tan X.Y., Rong Q.G., Hu M. Analysis of human mandible and temporomandibular joint using three-dimensional finite element method under different mechanical models//Zhonghua Yi Xue Za Zhi. -2013. -Vol. 93, № 38. -P. 3054-3056 (in Chinese).
  • Zhang M., Ono T., Chen Y., Lv X., Wu S., Song H., Zhao R., Wang Y. Effects of condylar elastic properties to temporomandibular joint stress//J. Biomed. Biotechnol. -2009. -P. 509848 DOI: 10.1155/2009/509848
Еще
Статья научная