Zarys współczesnej ortodoncji - ebook

1.1. Czasy starożytne

Pierwsze wzmianki na temat poprawy ustawienia zębów pochodzą z czasów przed Chrystusem. Hipokrates (450–375 rok p.n.e.), zwany ojcem medycyny, w swoim dziele „Corpus Hippocratium” w rozdziale „De dentitione” pisał m.in. o nieregularności w ustawieniu zębów, zwłaszcza u osób z wąską twarzą. Cornelius Aulus Celsus (48 rok p.n.e.), przedstawiciel medycyny starożytnego Rzymu, zalecał usuwanie przetrwałych zębów mlecznych, jeśliby miały spowodować przemieszczenie zęba stałego. Najsławniejszym lekarzem w starożytnym Rzymie był niewątpliwie Klaudiusz Galen z Pergamonu (130–201 rok n.e.), który pozostawił po sobie wiele prac z zakresu anatomii, fizjologii, farmakologii. Opisywał on zaburzenia ustawienia zębów wynikłe z braku miejsca i radził w takich przypadkach opiłowywać zęby w celu jego uzyskania.

Historię leczenia ortodontycznego można podzielić na pięć okresów:

I. Stara szkoła (1728–1890) – tzw. preangleizm (okres przed działalnością Edwarda Angle’a).

II. Nowa szkoła (1890–1910) – klasyczny angleizm.

III. Nowoczesna szkoła (1910–1929) – neoangleizm i mershonizm.

IV. Okres płyt aktywnych (od 1930 roku do dzisiaj) – aktywne aparaty płytowe (Schwarza).

V. Ortodoncja czynnościowa (od 1927 roku do dzisiaj).1.2. Stara szkoła

Głównym przedstawicielem tego okresu był Pierre Fauchard, który w 1728 roku opublikował traktat „Chirurgien-Dentiste ou Traité des dents”. Jako pierwszy zastosował aparat regulacyjny. Był to łuk zewnętrzny w formie metalowego paska wykonanego ze złota lub srebra z nawierconymi otworkami, przez które przechodziły ligatury. Dowiązywał nimi zęby stojące poza łukiem zębowym, w których przy użyciu dźwigni rozluźniane było więzadło okrężne. Metoda ta, zwana „redressment forcé” (prostowanie na siłę), znajduje zastosowanie do dnia dzisiejszego, chociażby w set-up na modelach gipsowych w celu wykonania pozycjonera. Głównym zadaniem aparatu Faucharda było poszerzenie łuku zębowego. Założenia Faucharda przez następne 100 lat były modyfikowane. Jedną z ciekawszych koncepcji był łuk ekspansyjny Foxa (1830). Zastosował on bloczki z kości słoniowej przytwierdzone do łuku w celu rozklinowania zgryzu w przypadkach wyprowadzania zębów ze zgryzu krzyżowego.

Ważnym momentem w rozwoju ortodoncji było wprowadzenie śruby do aparatów. Autorzy nie są zgodni, komu przypisać pierwszeństwo, prawdopodobnie jednak to Amerykanin Dwinelle i Anglik Gaines w 1848 roku opublikowali informacje na temat możliwości stosowania śruby dociskowej w ortodoncji w celu przesuwania zębów. Kingsley, działający w tym samym okresie, użył opisanej przez Dwinelle’a śruby w płycie górnej. Kingsley stosował również w leczeniu płyty z wałem skośnym w 2 przypadkach dotylnego położenia żuchwy. Jako pierwszy wykorzystał w leczeniu czepiec opierający się na potylicy. Anglik Walter Coffin zastosował w leczeniu ortodontycznym sprężysty drut fortepianowy (1860). Udoskonalił on nazwaną jego imieniem płytę do poszerzania górnego łuku zębowego za pomocą do dzisiaj używanej sprężyny Coffina.

W okresie starej szkoły zwracano jedynie uwagę na nieprawidłowości zębowe. Jedną z nich, będącą wyraźnym defektem kosmetycznym, jest zgryz krzyżowy częściowy przedni. W celu zlikwidowania go Hunter (1722), Catalan (1808) oraz Kneisel w różnych okresach używali prototypu równi pochyłej o różnorodnej konstrukcji, ale podobnej filozofii działania.1.3. Nowa szkoła

Edward Angle zapoczątkował nową „erę” w ortodoncji. Urodził się 1 czerwca 1855 roku w Herrick (USA), zmarł 11 sierpnia 1930 roku w Santa Monica. W wieku 32 lat został profesorem ortodoncji na uniwersytecie w Minnesocie. W 1899 roku założył w St. Louis Angle’s School of Orthodontia, z której wyszło kilka pokoleń specjalistów z różnych części świata. Rozwinął ortodoncję jako zupełnie oddzielną dziedzinę stomatologii, stwierdził: „Ortodoncja jest nauką, której przedmiotem jest korekta anomalii okluzyjnych i która oparta jest na teorii prawidłowej okluzji”.

Angle wprowadził również nową klasyfikację wad zgryzu. Klasyfikację tę oparł na wzajemnym stosunku pierwszych zębów trzonowych stałych („klucz okluzji”).

W celu uniknięcia trudności diagnostycznych w przypadkach przedwczesnej ekstrakcji zębów trzonowych mlecznych i wędrówki zębów stałych Grumberg z Berlina (uczeń Angle’a) zastosował symetroskop do rekonstrukcji warunków zwarciowych. Angle dążył do tego, aby indywidualnie konstruowane aparaty można było zunifikować, łącząc w jednym urządzeniu działanie trzech sił: sprężystości łuku ekspansyjnego, siłę śruby i siłę rozciągającą gumy. Wyeliminował w swoich aparatach powszechnie stosowane ligatur ze względu na ich przechylające działanie na zęby. W ich miejsce wprowadził w 1912 roku aparat umożliwiający osiowe przesuwanie zębów („bodily movement”). Był to „pin and tube appliance” – aparat sztyftowo-rurkowy składający się z łuku o przekroju okrągłym, ze sztyftami zakładanymi od strony wargowej do rurek przylutowanych do pierścieni zacementowanych na zębach. Wykonanie tego aparatu wymagało wielkiej dokładności. Dlatego Angle skonstruował nowy łuk taśmowy nazwany „ribbon-arch”. Był to łuk czworokątny z drutu złoto-platynowego o przekroju 0,5/0,9 mm. Łuk ten umocowany był w zamkach posiadających nacięcia, do których łuk wchodził. Był to prototyp Standard Edgewise. W 1887 roku Angle wprowadził do ortodoncji nowe srebro (stop Cu-Zn-Ni), dzięki czemu zmniejszyły się koszty wykonywania aparatów. W każdym aparacie ortodontycznym rozróżniał elementy działające efektywnie oraz elementy kotwiące. Angle wprowadził też następujący podział zakotwień:

1. Zakotwienie proste.

2. Zakotwienie stacjonarne.

3. Zakotwienie odwrotne.

4. Zakotwienie międzyszczękowe.

5. Zakotwienie potyliczne.1.4. Nowoczesna szkoła

Jest to okres działalności Edwarda Angle’a, zdominowany jednak przez dokonania Mershona, który był twórcą tzw. kierunku biologicznego. Twierdził on, że: „zła pozycja jest rezultatem funkcjonalnych zaburzeń w rozwoju kości, wszystkich mających w tym udział tkanek, plus dziedziczności. Mechanizm wzrostu stanowi siłę napędową, która powoduje, że ząb zmienia swoją pozycję, natomiast aparat jest tylko środkiem pomocniczym wywołującym bodźce wzrostowe”. Mershon wychodził z założenia, że do usunięcia zaburzeń czynnościowych potrzebne są dwa rodzaje sił: naturalne, które podzielił na wewnętrzne i zewnętrzne, i fizyczne, które przez odpowiednie zakotwienie powinny wspierać siły naturalne i wywoływać bodźce wzrostowe. Aby to osiągnąć, musiał pogodzić dwa rodzaje sił, a zatem problem biologicznego zakotwienia stał się dla Mershona najważniejszy. Biologiczne zakotwienie według niego polegało na stworzeniu zębom w czasie całego leczenia indywidualnej możliwości ruchu, tak aby mogły one podlegać siłom naturalnym i fizycznym, które odpowiadają ruchowi biologiczno-ortodontycznemu. Siły poprzeczne, które powstały na skutek kontaktowego zakotwienia, zostały skierowane od wewnątrz na zewnątrz i to spowodowało przekształcenie łuku wargowego Angle’a w łuk językowy Mershona (1917). Był to łuk mobilny dzięki konstrukcji zamka Mershona. Zamek ten, który utrzymywał łuki mershonowskie w żądanej pozycji, jest stosowany dotychczas.

W tym czasie zarzucono stosowanie stopu (tzw. nowego srebra) i ponownie zaczęto preferować metale szlachetne – złoto oraz platynę z dodatkiem irydu. Rozwinęła się technika metalurgiczna, dzięki czemu aparaty stawały się delikatniejsze, a druty miały większą sprężystość.

Rewolucyjnym wynalazkiem tego okresu było wprowadzenie drutu ze stali nierdzewnej.

W 1919 roku Hauptmeier zastosował drut stalowy w chirurgii szczękowej, mniej więcej w tym samym czasie wprowadzili go do ortodoncji R. Schwarz (Bazylea) i Simon.1.5. Okres płyt aktywnych

Przełomem w materiałach stomatologicznych było wynalezienie w 1839 roku kauczuku, który pozwolił na rozwój aparatów ruchomych, w tym płyt aktywnych. Należały do nich: płyta Kingsleya (1880) oraz płyty nagryzowe z klamrami Jacksona. Twórcami leczenia płytami byli jednak Holender Nord (1928) i przede wszystkim Austriak A.M. Schwarz. Aparaty płytowe według Schwarza są aparatami uniwersalnymi. Zyskały to określenie dzięki zastosowaniu śrub Fischera, które były ulepszoną wersją śrub Norda. Płyty aktywne Schwarza i jemu współczesnych były wykonane ze zwulkanizowanego kauczuku. Dopiero w 1936 roku po raz pierwszy wykonano płytę z akrylu (Kulzer – akryl dentystyczny). W 1938 roku A.M. Schwarz przedstawił podział sił stosowanych w ortodoncji z uwagi na biologiczną reakcję tkanki.1.6. Ortodoncja czynnościowa

Za twórcę ortodoncji czynnościowej uchodzi profesor Vigge Andresen z Oslo, który w 1927 roku skonstruował aparat zwany aktywatorem. Prototypem aktywatora był monoblok Robina przedstawiony w 1902 roku. W swoim założeniu aparat Robina miał jednocześnie rozszerzać szczękę i żuchwę, z tego względu był zaopatrzony w śrubę znajdującą się w górnej płycie. Płyta górna i dolna były ze sobą połączone i przecięte centralnie. Monoblokowi brakowało czegoś istotnego, a mianowicie Robin nie uwzględnił ekscentrycznego położenia żuchwy, przez co monoblok nie spełniał funkcji aparatu czynnościowego. Andresen w aktywatorze nie uwzględnił żadnych „sztucznych” źródeł sił, a jego zadaniem było uzyskanie przebudowy tkankowej przez wykorzystanie zjawiska przystosowania. Häupl potwierdził teorię Andresena za pomocą doświadczeń histologicznych. Tak więc aparat norweski był początkowo aparatem czynnościowym, a potem biomechanicznym stosowanym chętnie w różnych modyfikacjach na całym świecie.1.7. Ortodoncja polska

Pisząc o polskiej ortodoncji, nie można pominąć postaci prof. Antoniego Cieszyńskiego (1882–1941), dziekana wydziału lekarskiego Uniwersytetu Jana Kazimierza we Lwowie. Był on autorem licznych prac naukowych. Redagował i wydawał od 1925 roku czasopismo „Polska dentystyka”, przemianowane później na „Polska stomatologia”. Od 1924 roku brał udział w zjazdach FDI (Federation Internationale Dentaire), dzięki czemu stomatologia polska była reprezentowana na polu międzynarodowym. Ogłosił drukiem 380 publikacji o fundamentalnym znaczeniu dla stomatologii. Ukazały się one w 70 czasopismach i książkach w 7 językach. Cieszyński wydał także pierwszy atlas diagnostyczny zdjęć rentgenowskich uzębienia. Opracował technikę zdjęć rentgenowskich wewnątrz- i zewnątrzustnych. Wprowadzenie znieczulenia do kanału żuchwowego i opracowanie prawa izometrii w zdjęciach rentgenowskich zapewniły mu światowy rozgłos. Był pionierem zastosowania telerentgenografii w stomatologii. Wielkie znaczenie dla teorii i praktyki w ortodoncji mają jego publikacje dotyczące statyki kośćca czaszki i dynamiki narządu żucia. Wprowadził do diagnostyki płaszczyznę oczodołową zewnętrzną. Był autorem przyrządów pomiarowych, w tym goniometru, gnatometru i żuchwomierza. Niezwykła inwencja twórcza i zdolności dydaktyczne pozwoliły prof. Cieszyńskiemu wykształcić liczną kadrę wybitnych naukowców w różnych dziedzinach stomatologii. W 1941 roku został wraz z grupą innych profesorów rozstrzelany przez Niemców.

W czasie triumfów Angle’a w Ameryce w Polsce prace o tematyce ortodontycznej pod wspólnym tytułem „Rys ortodoncji nowoczesnej podług systemu Angle’a” drukował Wincenty Zawidzki (1884–1977) na łamach „Kroniki Dentystycznej” w latach 1911–1917. Opisał on ponadto na łamach niemieckich czasopism ortodontycznych zasady stosowania i budowy symetroskopu własnej konstrukcji.

Wielkie zasługi dla polskiej ortodoncji położył Marian Zeńczak (1891–1948), zwany ojcem polskiej ortodoncji. Studiował on medycynę na uniwersytecie Jana Kazimierza we Lwowie, a następnie w Pradze, gdzie w 1915 roku uzyskał tytuł doktora wszech nauk. W 1924 roku otrzymał nominację na stanowisko zastępcy profesora w Państwowym Instytucie Dentystycznym w Warszawie i związane z tym kierownictwo Katedry Protetyki. Z chwilą powstania Katedry Ortodoncji (11 października 1925 roku) powierzono mu jej kierownictwo i organizację. W 1935 roku uzyskał stopień docenta stomatologii, a w 1935 roku został profesorem. Po wojnie pełnił funkcję rektora Akademii Stomatologicznej w Warszawie. W Klinice Ortodoncji pod jego kierownictwem ogłoszono drukiem 23 prace, w tym jedną przetłumaczoną na język francuski. Marian Zeńczak zmarł niespodziewanie w 1948 roku. W uznaniu jego zasług jako założyciela i kierownika pierwszej w Polsce Katedry Ortodoncji od wielu lat za najlepsze prace naukowe przyznaje się nagrodę jego imienia.

Pod kierunkiem Mariana Zeńczaka pracowała Antonina Orlik-Grzybowska (1900–1990), która w 1948 roku objęła kierownictwo Katedry Ortodoncji w Warszawie. Wprowadziła ona nowe zasady diagnostyki ortodontycznej, tzn. diagnostykę czynnościową. Wydała podręcznik „Podstawy ortodoncji”. Ponadto zorganizowała w latach 1950–1951 międzyuczelniane Koło Katedr Ortodontycznych, które po powstaniu Polskiego Towarzystwa Stomatologicznego przekształciło się w Sekcję Ortodontyczną.2.1. Pojęcie wzrostu i rozwoju Barbara Wędrychowska-Szulc

Wzrost i rozwój to dwa odrębne, choć ściśle powiązane pojęcia. W rozumieniu potocznym termin wzrost odnosi się zwykle do zwiększania wymiarów, należy jednak zwrócić uwagę na to, że niektóre tkanki szybko rosną, a później zmniejszają się lub zanikają, zatem wykres wzrostu może zawierać też fazę ujemną. Pojęcie rozwój oznacza zwiększenie stopnia organizacji, większą specjalizację. Znajomość zagadnień dotyczących wzrostu i rozwoju pozwala odróżnić zmiany fizjologiczne czy zmienność osobniczą od stanów patologicznych.2.2. Przedurodzeniowy okres wzrostu i rozwoju Barbara Wędrychowska-Szulc

2.2.1. Rozwój twarzy

Rozwój twarzowej części czaszki rozpoczyna się między 21. a 25. dniem życia zarodkowego. Istotną rolę w jego przebiegu odgrywa migracja komórek grzebienia nerwowego, które tworzą czwarty listek zarodkowy – mezenchymę, dającą początek strukturom zbudowanym z tkanki łącznej (kości, mięśnie, naczynia krwionośne). Z mezenchymy powstaje pięć oddzielonych bruzdami wyrostków twarzowych: czołowy, dwa wyrostki szczękowe i dwa żuchwowe. Wyrostki te otaczają pierwotną zatokę ustną, a w miarę ich dalszego wzrostu rozwija się pierwotna jama ustna.

W 5. tygodniu parzyste wyrostki nosowe, przyśrodkowe i boczne pojawiają się na wyrostku czołowym. Z górnej części pierwszego łuku skrzelowego wykształca się wyrostek szczękowy, z dolnej – wyrostek żuchwowy, mięśnie żwacze, główna część języka, młoteczek i kowadełko. Z drugiego łuku skrzelowego powstają: kość gnykowa wraz z mięśniami, wyrostek rylcowaty, więzadło rylcowo-gnykowe, strzemiączko oraz mięśnie mimiczne. Równomierny wzrost tkanek prowadzi do powiększania się poszczególnych struktur. Wyrostki zbliżają się do siebie i łączą się, tworząc podniebienie pierwotne zamykające jamę ustną od góry.

W 6. tygodniu rozpoczyna się rozwój oczu, uszu i szyi. Od 7. tygodnia, równolegle ze wzrostem tkanek, następuje ich różnicowanie się. Tkanka łączna na podstawie czaszki różnicuje się do chrząstki; z pierwszego łuku skrzelowego wyodrębnia się chrząstka Meckela.

Rycina 2.1. Schemat 5-tygodniowego zarodka z zaznaczonymi poszczególnymi wyrostkami oraz pierwotną jamą ustną (wg R.-R. Miethke).

Rycina 2.2. Przekrój pięciotygodniowego zarodka – na schemacie zaznaczono usytuowanie kieszonek skrzelowych (schemat zmodyfikowany przez Langmana).

2.2.2. Wzrost szczęki

Szczęka rozwija się z połączenia wyrostków szczękowych z wyrostkiem czołowym. Wyrostki szczękowe przesuwają się także pod boczne wyrostki nosowe, łącząc się z nimi. Warstwy nabłonka, nakładając się na siebie, tworzą podniebienie pierwotne. Po zaniku pierwotnego nabłonka zastępuje go mezenchyma (tylko w kanale nosowo-łzowym pozostaje pierwotny nabłonek). Płytki węchowe przekształcają się w jamki, a następnie w kanaliki węchowe. W 5. tygodniu zanika stopniowo błona policzkowo-nosowa, oddzielająca jamki węchowe od jamy ustnej, co prowadzi do wytworzenia się nozdrzy pierwotnych.

Rycina 2.3. Przekrój pięciotygodniowego zarodka – na schemacie zaznaczono usytuowanie kieszonek skrzelowych (schemat zmodyfikowany przez Langmana).

W 7. tygodniu zaczyna się formować podniebienie wtórne. Jama ustno-nosowa zostaje przedzielona przez przegrodę nosa i język; wyrostki podniebienne (wychodzące z wyrostków szczękowych) układają się bocznie do języka. Język przemieszcza się do przodu i do dołu, podążając za doprzednim rozwojem żuchwy. Wyrostki podniebienne unoszą się, przegroda nosa (utworzona z wyrostka czołowego i wyrostków nosowych przyśrodkowych) wydłuża się i łączy z wyrostkami podniebiennymi. Po upływie około 3 tygodni od rozpoczęcia procesu zamyka się podniebienie przez połączenie przegrody nosowej (po jej intensywnym wzroście doprzednim) i wyrostków podniebiennych. Proces wytwarzania podniebienia wtórnego kończy się w 12. tygodniu (inni autorzy podają, że proces ten kończy się po upływie 9. tygodnia, a w okolicy języczka podniebiennego w 10. tygodniu życia płodowego).

Rycina 2.4. Rozwój szczęki – nałożone zarysy szczęki noworodka, dziecka 5-letniego i człowieka dorosłego.

W 8. tygodniu kostnienie obszaru szczęki rozpoczyna się od kości podniebiennych i parzystych zawiązków lemiesza. Kostnienie to tylko w obrębie przegrody nosa ma charakter chrzęstny. Wyrostek zębodołowy powstaje przez przyrost tkanek i wgłobienie się dwóch listewek nabłonkowych (okolica późniejszego wyrostka zębodołowego). Szczęka zmienia kształt na bardziej szerokokątny, większa część wzrostu szczęki na szerokość odbywa się przed urodzeniem. Osobliwością morfologiczną zarodkowej i płodowej szczęki jest układ bruzd dzielących ją na wyraźne regiony. Zwiększa się głębokość podniebienia oraz jamy czynnościowe (nosowa i ustna), co daje wolną przestrzeń dla języka. Szczęka przechyla się względem podstawy czaszki o 20° do przodu.

2.2.3. Wzrost żuchwy

Kość żuchwy zaczyna się rozwijać w momencie wrośnięcia nerwu żuchwowego do obszaru pierwszego łuku skrzelowego. W 5. tygodniu życia wyodrębniają się wyrostki żuchwowe, które następnie powiększają się i przesuwają do siebie.

Pomiędzy 41. a 45. dniem wykształca się chrząstka Meckela, która stanowi szynę kierunkową dla procesu kostnienia (chociaż wnosi niewiele do budowy kostnej żuchwy). Z tej chrząstki powstają: kostne części okolicy bródki, młoteczek, kowadełko, kolec dolny kości klinowej, więzadło wewnętrzne młoteczka, więzadło klinowo-żuchwowe. Przed 24. tygodniem zanika główna część chrząstki Meckela. W miejscu podziału nerwu przysiecznego i nerwu bródkowego powstają pierwsze strefy kostnienia żuchwy. Wapnienie postępuje w kształcie litery U wokół nerwów, formuje się nieckowaty twór, w którym powstają zawiązki zębów.

Rycina 2.5. Zarodek 6-tygodniowy – strefa kostnienia żuchwy (wg R.-R. Miethke).

Między 10. a 11. tygodniem powstają chrząstki wtórne na końcach żuchwy (wyniosłość bródkowa i wyrostek dziobiasty), które następnie integrują się z kością żuchwy powstałą na podłożu łącznotkankowym, oraz wyrostek kłykciowy, który zachowuje część chrzęstną jako chrząstkę wzrostową stawu skroniowo-żuchwowego; pozostała część chrząstki wyrostka kłykciowego zaczyna się mineralizować w 11. tygodniu życia.

Równolegle ze wzrostem żuchwa ulega przekształceniu. Początkowo gałąź żuchwy jest krótka, szeroka, z wyraźnym wyrostkiem dziobiastym, krótkim wyrostkiem kłykciowym i bardzo dużym kątem żuchwy. Chrząstkozrost między prawą i lewą połową umożliwia poszerzanie się żuchwy. Początkowo zaokrąglony brzeg sieczny żuchwy (leżący naprzeciw płytki siecznej szczęki) przybiera stopniowo kształt spiczasty.

2.2.4. Wzajemne położenie szczęki i żuchwy

Wzajemne położenie szczęki i żuchwy ulega zmianie podczas rozwoju zarodka. Retrogenia embrionalna występuje do 6. tygodnia, po wykształceniu się podniebienia wtórnego długość żuchwy podwaja się i powstaje progenia embrionalna. Z kolei następuje nasilony wzrost szczęki i dziecko rodzi się z fizjologicznym tyłożuchwiem. W pionowym wymiarze brak kontaktu szczęk, przestrzeń tę wypełnia język.

2.2.5. Rozwój stawu skroniowo-żuchwowego

W 5. tygodniu mięsień skrzydłowy boczny rozpoczyna rozwój stawu skroniowo-żuchwowego. Dołek stawowy i krążek stawowy tworzą się w 7. tygodniu, między 9. a 11. tygodniem tworzy się torebka stawowa, a między 10. a 11. – wyrostek kłykciowy. Kostnienie obszaru skroniowo-żuchwowego zaczyna się równolegle z różnicowaniem wtórnej chrząstki na wyrostku kłykciowym i kości skroniowej. Między 10. a 12. tygodniem wykształca się górne i dolne piętro stawu skroniowo-żuchwowego.

2.2.6. Rozwój zębów

Rozwój zębów rozpoczyna się od wykształcenia się między 30. a 40. dniem listewki zębowej. Zawiązki zębów powstają przez proliferację komórek podstawowych pierwotnej listewki zębowej, różnicują się od nagromadzenia komórek nabłonkowych do funkcjonalnie dojrzałego zawiązka zęba. Dzwon szkliwny wytwarza się do 17. tygodnia (poprzez stadia pączka i czapeczki). Z zagęszczającej się mezenchymy (wraz z rozwojem narządu szkliwotwórczego) powstają brodawki zębowe i woreczki zębowe, razem tworzące zawiązek zęba. Wraz ze wzrostem zawiązka wydłuża się listewka zębowa. Zawiązki zębów ustawiają się schodkowato wzdłuż listewki. Wokół zawiązków zębowych po 10. tygodniu życia, a po językowej stronie trzonu i gałęzi żuchwy w 13. tygodniu rozpoczyna się resorpcja.

Zawiązki stałych zębów trzonowych powstają między 14. a 15. tygodniem, są ustawione dystalnie względem zębów trzonowych mlecznych. Do 24. tygodnia zawiązki stałych pierwszych zębów trzonowych osiągają stadium dzwonu, na krótko przed porodem zaczynają wytwarzać zębinę (zawiązki drugich zębów trzonowych osiągają to stadium w 6. miesiącu, trzecich zębów trzonowych – 6 lat po urodzeniu). Zębina w drugich zębach trzonowych jest wytwarzana między 2. a 3. rokiem życia, w trzecich zębach trzonowych – między 7. a 10. rokiem życia.

Zawiązki stałych zębów trzonowych rozwijają się w okolicy guza szczęki lub gałęzi żuchwy (podstawa zawiązków zębów trzonowych górnych jest nachylona mezjalnie, dolnych – dystalnie). Stałe zęby trzonowe powstają dojęzykowo (dopodniebiennie) od zawiązków zębów mlecznych. Rozwój zębów stałych (zębów siecznych, kłów i zębów przedtrzonowych) rozpoczyna się po 5 miesiącach od powstania pączków mlecznych zębów siecznych przyśrodkowych. Zawiązki zębów siecznych leżą początkowo dojęzykowo (dopodniebiennie) względem dzwonów zębów mlecznych, później przemieszczają się w kierunku korzeni zębów mlecznych, a zawiązki zębów przedtrzonowych – między korzenie zębów trzonowych mlecznych. Mineralizacja zębów siecznych mlecznych rozpoczyna się w 17. tygodniu życia płodowego, a mlecznych zębów trzonowych – w 20. tygodniu.

Do czasu porodu korony mlecznych zębów siecznych i kłów są prawie całkowicie wykształcone, korony zębów trzonowych mniej więcej do połowy. W tym czasie mineralizują się szczyty guzków pierwszych zębów trzonowych stałych.

2.2.7. Rozwój mięśni

Z mezenchymy pierwszego łuku skrzelowego rozwijają się mięśnie: skroniowy, skrzydłowy przyśrodkowy i boczny, żwacz, żuchwowo-gnykowy, przedni brzusiec mięśnia dwubrzuścowego, napinacz podniebienia i błony bębenkowej. Wszystkie te mięśnie są unerwione przez gałęzie ruchowe nerwu trójdzielnego.

Z drugiego łuku skrzelowego rozwija się już od 6. tygodnia życia płodowego zarówno powierzchowna, jak i głęboka warstwa mięśni mimicznych twarzy. W przebiegu swojego rozwoju przemieszczają się one do góry razem z unerwiającymi je gałęziami nerwu twarzowego. Także mięsień rylcowo-gnykowy i brzusiec tylny mięśnia dwubrzuścowego rozwijają się z tego łuku skrzelowego.

Zawiązki mięśni języka zaczynają się rozwijać już w 5. tygodniu życia płodowego. Z mezenchymy wewnętrznej powierzchni łuku żuchwowego oraz wygórowania komórek zlokalizowanego pomiędzy pierwszym a drugim łukiem skrzelowym powstaje guzek nieparzysty, który jest początkiem trzonu języka. Zawiązki nasady języka tworzy mezoderma drugiego, trzeciego i czwartego łuku skrzelowego. Pod koniec 8. tygodnia życia płodowego zawiązki te łączą się ze sobą, tworząc język. Jest on unerwiony ruchowo przez nerw podjęzykowy, czuciowo przez nerwy: językowy, językowo-gardłowy i błędny.

Według Eastlicha zarówno do rozwoju mięśni poprzecznie prążkowanych, jak i ich łączenia w wiązki konieczna jest obecność zakończeń nerwowych. Około 7. tygodnia życia zaczynają się różnicować mięśnie poprzecznie prążkowane. Zakończenia nerwów czuciowych pojawiają się w tych mięśniach w 8. tygodniu życia; zakończenia nerwów ruchowych rozwijają się niewiele później. Pod koniec 8. tygodnia zarysy wszystkich mięśni są widoczne.

2.2.8. Zmiany proporcji i zmienność osobnicza

W trakcie prawidłowego wzrostu i rozwoju zachodzą zmiany w całkowitych proporcjach ciała. Zmiany te przebiegają według określonego wzorca wzrostu, który określa zarówno zmiany wielkości poszczególnych części ciała, ich wzajemne ułożenie i przemieszczanie się względem siebie, jak i zmiany poszczególnych proporcji w czasie. I tak na przykład głowa – stanowiąca u 3-miesięcznego płodu prawie 50% całkowitej długości ciała, u noworodka stanowi już około 30%, a u osoby dorosłej zmniejsza się do około 12% długości. Podobnie przedstawia się sytuacja, jeżeli chodzi o proporcje w obrębie samej głowy. Po urodzeniu część twarzowa czaszki jest stosunkowo słabo rozwinięta w porównaniu z częścią mózgową (ryc. 2.12 i 2.13). Dlatego po urodzeniu następuje znacznie szybszy wzrost struktur twarzoczaszki (w porównaniu z częścią mózgową). Stopniowo ta różnica ulega wyrównaniu. Związane jest to z nierównomierną, charakterystyczną dla danej tkanki intensywnością wzrostu. Wszystkie te zmiany w czasie są częścią prawidłowego wzorca wzrostu, zatem ważną cechą wzorca jest przewidywalność zmian. Stosunek proporcji poszczególnych kości można określić matematycznie. Wystąpienie proporcji ciała innych niż charakterystyczne dla populacji może świadczyć o zmianach w schemacie wzrostu.

Ważną cechą wzrostu i rozwoju jest zmienność osobnicza. W ocenie klinicznej przydatne jest porównanie do wzorca oraz (jeżeli to możliwe) wyrażania stwierdzonych odchyleń w sposób ilościowy. Umożliwia to ocenę jednostki w stosunku do całej grupy oraz (co równie ważne) śledzenie rozwoju danego dziecka w czasie. Różnice osobnicze mogą być związane z płcią, regionem zamieszkania i warunkami socjalnymi, a także wpływem chorób czy innych czynników szkodliwych, oddziałujących na dany organizm. W ramach jednej populacji zaznacza się też wyraźna różnica we wzorcu wzrostu związana z płcią, widoczna szczególnie w okresie dojrzewania. W zależności zarówno od pochodzenia etnicznego, jak i miejsca zamieszkania na podstawie badań poszczególnych populacji opracowuje się właściwe dla danej grupy wzorce. Najczęściej mają one postać wykresów (np. siatek centylowych). Im bliżej środka normy znajduje się dana osoba, tym harmonijnej przebiega jej rozwój. Ze względu na różnice osobnicze przyjmuje się, że prawidłowy wzrost powinien przebiegać wzdłuż tej samej linii; jeżeli pozycja danego osobnika ulega znaczącej zmianie w stosunku do rówieśników, może to świadczyć o pojawieniu się nieprawidłowości.

Oprócz wieku chronologicznego, opisanego jako czas od urodzenia do momentu badania danej osoby, dla lekarza przydatne jest określenie wieku biologicznego, rozumianego jako moment wchodzenia danej osoby w kolejne etapy rozwojowe. Wzorzec wzrostu jest bowiem podobny u większości ludzi, jeżeli odnosimy go do wieku biologicznego (a nie chronologicznego).

2.2.9. Typy wzrostu

Wzrost szkieletowy na poziomie komórkowym opisują trzy procesy:

• hipertrofia, czyli wzrost wielkości poszczególnych komórek;

• hiperplazja, czyli zwiększanie się liczby komórek;

• wydzielanie się substancji zewnątrzkomórkowej, przyczyniającej się do zwiększenia objętości danej tkanki.

Ostatni proces ma szczególne znaczenie wówczas, gdy wydzielony materiał zewnątrzkomórkowy ulega wapnieniu, gdyż odróżnia to wzrost tkanek twardych (kości, zęby, chrząstki) od wzrostu tkanek miękkich. Wzrost tkanek miękkich (i niezwapniałych chrząstek w obrębie układu szkieletowego) opiera się głównie na hipertrofii i hiperplazji, które zachodzą w całej objętości tkanki. Ich wynikiem jest wzrost śródmiąższowy. Może tu także zachodzić wydzielanie substancji zewnątrzkomórkowej (która jednak nie ulega zwapnieniu), ale to dwa pierwsze procesy są charakterystyczne dla tego rodzaju wzrostu.

Rozwój twarzy opiera się na trzech grupach zjawisk, takich jak:

1. Rozrost, czyli zmiany ilościowe związane ze zwiększeniem wymiarów i masy ciała.

2. Różnicowanie, obejmujące procesy prowadzące do zmiany struktury; np.: przebudowa komórek i tkanek oraz związana z tym zmiana ich składu chemicznego (cyto- i histogeneza), grupowanie tkanek w układy i zespoły (organogeneza) oraz zmiana proporcji ciała i wzajemne dostosowywanie się organów (typogeneza).

3. Dojrzewanie, czyli doskonalenie funkcji poszczególnych narządów (specjalizacja).

Ważne jest także dostrajanie się tych procesów do rozwoju całego organizmu.

Procesy rozwojowe są ze sobą ściśle powiązane, następują w określonej kolejności, co dotyczy zarówno cech morfologicznych, jak i wszystkich czynności organizmu.

2.2.10. Typy kostnienia

Podczas całego okresu wzrostu trwają procesy tworzenia oraz przebudowy (przemodelowywania) kości, co umożliwia powiększanie struktur kostnych z zachowaniem kształtu i proporcji. Kości rosną przede wszystkim przez apozycję (nadbudowę) na powierzchniach zewnętrznych kości. Procesy nadbudowy na zewnętrznej warstwie korowej przebiegają równolegle z procesami resorpcji (niszczenia) kości na przeciwległej, wewnętrznej warstwie korowej. W wyniku obu tych procesów dochodzi do zwiększenia się wymiarów kości, a także przesunięć, polegających na tym, że sąsiadujące ze sobą kości odsuwają się od siebie z powodu przyrostu swojej masy w obrębie rozciągliwych połączeń, takich jak szwy, chrząstkozrosty i stawy. Jeżeli procesy apozycji i resorpcji są zrównoważone, grubość kości pozostaje niezmieniona, natomiast w okresie rozwojowym, kiedy przeważają procesy apozycji, kości stopniowo zwiększają swoje wymiary. Zęby podążają za przesuwaniem się zębodołów, zachowując swoje położenie. Kość przystosowuje się do zmieniających się obciążeń, następują równolegle procesy apozycji (po stronie wzrostu) i resorpcji (po stronie przeciwnej).

Wyróżnia się trzy typy kostnienia:

1. Kostnienie śródchrzęstne (ossyfikacja enchondralna) – kość jest tworzona wstępnie jako chrząstka, następnie zastępowana tkanką kostną.

2. Kostnienie ochrzęstne (ossyfikacja perichondralna) – kostnienie zaczyna się w ochrzęstnej: komórki mezenchymalne różnicują się do osteoblastów, które jeszcze przed skostnieniem otaczają w postaci mankietu trzon, wpływając na kierunek kostnienia. Kostnienie ochrzęstne rozpoczyna się wytworzeniem pierwotnej kości gąbczastej (przemianą chondroblastów w chrząstkę pęcherzykową i odkładaniem się wapnia w matrycy międzykomórkowej). Naczynia krwionośne wnikają do mezenchymy, której komórki różnicują się na osteoblasty i chondroklasty (komórki chrząstkogubne). Te ostatnie resorbują chrząstkę, wytwarzając w niej jamki, natomiast warstwa osteoidów odkłada się na zachowanych beleczkach substancji podstawowej chrząstki i mineralizuje się w postaci kości gąbczastej. Przez wypełnienie wolnych przestrzeni kość gąbczasta zmienia się w kość zbitą.

3. Kostnienie łącznotkankowe – komórki mezenchymalne przekształcają się w sposób chaotyczny w osteoblasty odkładające kostninę. Stopniowo układają się one w równe szeregi, wytwarzają kostninę, aż do ułożenia się w podlegającą dalszemu zwapnieniu matrycę kostną. Kostnina oddziela nową kość od osteoblastów (ryc. 2.6).

Kostnienie chrząstek nasadowych, określane jako pierwotne, opiera się na wzroście zarówno śródchrząstkowym, jak i powierzchniowym, i tylko w niewielkim stopniu podlega wpływom otoczenia. W przeciwieństwie do tego kostnienie chrząstki stawowej (kostnienie wtórne) jest głównie wzrostem powierzchniowym, mogącym w znacznym stopniu podlegać wpływom otoczenia.

Rycina 2.6. Kostnienie łącznotkankowe – schemat (zmodyfikowany przez Langmana).

Sterowanie wzrostem kości odbywa się przez strefy wzrostu umiejscowione w tkankach miękkich i działające jako matryca funkcjonalna. Bardzo aktywne strefy wzrostu (guzy szczęki, wyrostki zębodołowe i chrząstkozrosty) określa się mianem ośrodków lub centrów wzrostu.

2.2.11. Wzrost czaszki

Omawiając wzrost czaszki, należy wyróżnić cztery części, które rosną w różny sposób: sklepienie czaszki, podstawę czaszki, szczękę (kompleks nosowo-szczękowy) i żuchwę.

Sklepienie czaszki zbudowane jest z kilku płaskich kości. Kostnienie łącznotkankowe (bez chrzęstnych prekursorów) mezenchymalnej czaszki pierwotnej rozpoczyna się w 8. tygodniu życia zarodkowego w obrębie kości czołowej, górnej części kości potylicznej, kości ciemieniowej i skroniowej w pokrytych okostną miejscach kontaktu sąsiadujących kości (szwach czaszkowych). W chwili urodzenia kości te są od siebie oddzielone ciemiączkami, co ułatwia przejście głowy dziecka przez kanał rodny.

Kości podstawy czaszki (potyliczna, klinowa i część skalista kości skroniowej) powstają na podłożu chrzęstnym. W środkowej części podstawy czaszki w fazie wewnątrzłonowej są zlokalizowane trzy spojenia pomiędzy kośćmi (chrząstkozrosty: klinowo-czołowy, klinowo-sitowy i klinowo-potyliczny) powodujące szybki wzrost tej okolicy (ryc. 2.7 i 2.8).

Obszar namnażania się komórek znajduje się w centrum chrząstkozrostu.

Szczęka podczas wzrostu przemieszcza się w dół i ku przodowi w stosunku do podstawy czaszki. Wzrost zachodzi poprzez odkładanie kości w szwach łączących szczękę z podstawą czaszki. Ponadto rosnąca podstawa czaszki „pcha” szczękę do przodu. Jednocześnie jej przednia powierzchnia ulega przebudowie oraz następuje przemodelowanie sklepienia podniebienia.

Rycina 2.7. Rozwój czaszki: a – chrzęstne elementy podstawy czaszki; b – powstałe z nich elementy podstawy czaszki dorosłego człowieka (schemat zmodyfikowany przez Langmana).

Rycina 2.8. Schemat pokazujący położenie chrząstkozrostów ważnych dla wzrostu czaszki (wg R.-R. Miethke).

We wzroście wyrostka kłykciowego żuchwy mamy do czynienia zarówno z kostnieniem śródchrzęstnym, jak i ochrzęstnym. Pozostałe obszary żuchwy kształtowane są przez apozycję i remodelowanie powierzchni. Niewielką rolę odgrywa przemieszczenie stawów skroniowo-żuchwowych przez rosnącą podstawę czaszki. Wprawdzie bródka przesuwa się w dół i do przodu w stosunku do czaszki, ale obszar ten jest prawie nieaktywny we wzroście. Rzeczywisty wzrost następuje na wyrostku kłykciowym i wzdłuż tylnej powierzchni gałęzi żuchwy (do tyłu i do góry).2.4. Intensywność wzrostu i potencjał wzrostowy Beata Rucińska-Grygiel

Mechanizmy wzrostu odgrywają istotną rolę w leczeniu ortodontycznym dzieci i młodzieży. Kierunek, intensywność i potencjał wzrostowy są czynnikami, które należy szczegółowo rozważyć przed podjęciem każdej terapii ortodontycznej.

Od aktualnej intensywności wzrostu pacjenta zależy tempo zmian zachodzących podczas leczenia. Najbardziej efektywne działanie aparatów regulacyjnych obserwuje się w czasie intensywnego wzrostu twarzy. Intensywność wzrostu nie zależy od wieku chronologicznego ani zębowego, lecz od aktualnego stadium wzrostu. Intensywność wzrostu w poszczególnych płaszczyznach przestrzennych jest zróżnicowana w czasie. Wzrost poprzeczny twarzy i podstaw kostnych szczęk kończy się najwcześniej. Jest on prawie zakończony, zanim rozpocznie się młodzieńczy skok wzrostowy w pozostałych kierunkach. Dlatego w leczeniu zwężeń łuków zębowych/stłoczeń wskazana jest wczesna (przed pokwitaniem) ekspansja łuków zębowych. Krzywe intensywności wzrostu (patrz rozdz. Wiek kostny) obrazujące zwiększenie intensywności wzrostu w okresie pokwitania i jej spadek po osiągnięciu dojrzałości płciowej odnoszą się do płaszczyzny przednio-tylnej. Największa intensywność wzrostu w tej płaszczyźnie występuje w okresie przedszkolnym, potem maleje do minimum przed okresem dojrzewania, czyli około 10.–11. roku życia. W okresie pokwitania osiąga drugie maksimum, które u dziewczynek występuje około 11.–12. roku życia, a u chłopców około 13.–14. roku życia. Po tym skoku wzrostowym ponownie maleje aż do zakończenia wzrostu. Ze względu na motywację pacjenta – jeśli tylko pozwala na to nasilenie wady – korzystne jest rozpoczęcie leczenia czynnościowego tuż przed skokiem wzrostowym okresu dojrzewania lub w czasie skoku pokwitaniowego (leczenie o czasie). Zmiany pod wpływem terapii następują wówczas znacznie szybciej, co na ogół zapewnia lepszą współpracę pacjenta.

W okresie skoku pokwitaniowego potencjał wzrostowy w kierunku pionowym jest wciąż znaczny. Wzrost pionowy przedłuża się do późnego wieku nastoletniego. Dlatego leczenie i retencja po leczeniu zgryzów otwartych spowodowanych pionowym wzorcem wzrostu jest procesem długotrwałym.

Wyznacznikiem zakończenia pionowych zmian wzrostowych jest brak zmian w przedniej wysokości twarzy (odcinek nasion–gnation). Jeżeli na wykonanych w rocznych odstępach telerentgenogramach nie stwierdza się wzrostu odległości nasion–gnation, wzrost pionowy części twarzowej czaszki można uznać za zakończony. Koniec wzrostu jest jednym z czynników umożliwiających zakończenie fazy retencyjnej leczenia ortodontycznego. Wzrost w każdej z trzech płaszczyzn przestrzennych kończy się w różnych terminach.

Ponadto dopiero wraz z końcem okresu wzrastania manifestuje się pełne nasilenie takich wad, jak progenia, szkieletowy zgryz otwarty czy też nadzgryz, i dopiero wówczas można podjąć leczenie chirurgiczne (leczenie późne). Zakończenie wzrostu jest także warunkiem osadzenia implantów w leczeniu braków zębowych. Implant ulega osteointegracji i nie przemieszcza się wraz ze wzrostem otaczającej kości. Trwający najdłużej wzrost w kierunku pionowym może spowodować różnicę w wysokości położenia sąsiednich zębów własnych pacjenta w stosunku do przedwcześnie osadzonego implantu.

Rycina 2.17. Potencjał wzrostowy danego pacjenta obrazuje zakreskowane pole na prawo od linii jego wieku kostnego.

Potencjał wzrostowy to wielkość oczekiwanego jeszcze wzrostu. Obrazuje go powierzchnia pomiędzy krzywą intensywności wzrostu a linią aktualnego stadium wzrostowego. Znaczny potencjał wzrostowy uzasadnia podjęcie leczenia czynnościowego, podczas gdy minimalny może być niewystarczający dla skorygowania nieprawidłowości zgryzowej i sugeruje podjęcie innej terapii (ryc. 2.17).