Суперэластичность нитиноловых дуг: физика постоянной силы

Суперэластичность: главный трюк нитинола

Суперэластичность (её ещё называют псевдоупругостью) — это способность материала выдерживать большую обратимую деформацию и при этом отдавать почти постоянную силу на широком диапазоне разгрузки. Для ортодонтии это свойство ценнее памяти формы: именно оно обеспечивает мягкое и предсказуемое перемещение зубов.

Что такое «плато разгрузки»

Если построить график «сила — деформация» для суперэластичной NiTi-дуги, он будет резко отличаться от прямой линии стали. У нитинола есть характерная гистерезисная петля с двумя горизонтальными участками:

• плато нагрузки — когда дугу вставляют в смещённые пазы (растёт деформация, сила почти не растёт, потому что решётка переходит аустенит → мартенсит);
• плато разгрузки — когда дуга распрямляется и двигает зуб (деформация уменьшается, а сила держится почти постоянной на более низком уровне, потому что идёт обратный переход мартенсит → аустенит).

Клинически нас интересует именно плато разгрузки: это и есть та сила, которую дуга прикладывает к зубу по мере его выравнивания. Она мягкая, длительная и слабо зависит от того, насколько сильно зуб был смещён вначале.

Почему постоянная сила — это хорошо

Физиологичное перемещение зуба идёт через контролируемую перестройку костной ткани в пародонте. Слишком большая сила пережимает сосуды, вызывает боль и риск нежелательной резорбции корня; слишком маленькая — не работает. Идеал — лёгкая постоянная сила, длительно действующая между визитами.

Стальная дуга этого дать не может: она давит сильно на старте и почти отпускает зуб на финише хода. Суперэластичный нитинол держит силу на плато — поэтому:

• меньше болевых пиков после активации;
• одна дуга дольше остаётся «рабочей»;
• сила остаётся в физиологичном коридоре большую часть периода.

Гистерезис: почему сила «вставить» и «двигать» разная

Обратите внимание: плато нагрузки лежит выше плато разгрузки. Это и есть гистерезис. Практический смысл: чтобы уложить дугу в пазы, врач прикладывает одно усилие, а на зуб потом действует меньшая сила. Это встроенный «предохранитель» — дуга не отдаёт зубу всю ту силу, которую в неё вложили при установке.

От чего зависит высота плато

Уровень силы на плато определяется не «толщиной наугад», а совокупностью факторов:

• сечение и размер дуги — прямоугольная и более крупная дуга даёт больше силы (см. размеры и сечения);
• температура — чем ближе температура рта к точке завершения перехода в аустенит, тем выше сила; на этом построены термоактивные дуги;
• длина пролёта между брекетами и величина деформации.

Где суперэластичность перестаёт помогать

Если деформация выходит за пределы суперэластичного диапазона, начинается уже необратимая пластика — дуга получает остаточный перегиб и «портится». Поэтому очень крупные суперэластичные дуги не ставят на старте при сильной скученности: их либо невозможно уложить, либо они перегружают зубы. Логика последовательности — в разделе про этапы лечения, а выбор конкретной дуги — в как выбрать дугу.

Суперэластичные round и rectangular линейки TURBODENT с указанными диапазонами сил — в каталоге: .