Siły okluzyjne generowane przez pacjentów bezzębnych z niekorzystnymi warunkami podłoża protetycznego użytkujących protezy całkowite wykonane według systemu biofunkcjonalnego

Głównym celem rehabilitacji protetycznej pacjentów bezzębnych jest przywrócenie warunków biomechanicznych narządu żucia poprzez zastosowanie rozwiązań konstrukcyjnych najbardziej sprzyjających realizacji tego celu. Cel badań. Celem badań była ocena: czy konstrukcja protez całkowitych ma wpływ na wartości i symetrię generowanych sił okluzyjnych oraz dynamiki zmian w zakresie generowanych sił okluzyjnych po zastosowaniu protez całkowitych wykonanych według systemu biofunkcjonalnego. Materiał i metody. Grupa 30 bezzębnych kobiet w przedziale wiekowym 65-80 lat, z niekorzystnymi warunkami podłoża protetycznego. W I etapie pacjentki zostały zaopatrzone protezami całkowitymi wykonanymi w trybie postępowania tradycyjnego (grupa K). Po 3-miesięcznym okresie użytkowania tych protez przeprowadzono instrumentalne pomiary wartości sił okluzyjnych (badanie I). W II etapie tej samej grupie pacjentek, zastosowano protezy wykonane według zasad biofunkcjonalnego systemu protetycznego (BPS) (grupa Z). Instrumentalne pomiary wielkości sił okluzyjnych przeprowadzano po 24 godzinach (badanie II), 1 tygodniu (badanie III) oraz 3 miesiącach użytkowania protez (badanie IV) za pomocą specjalnego przyrządu mierniczego. Uzyskane wyniki zostały opracowane przy zastosowaniu specjalistycznego pakietu programów komputerowych STATISTICA. Wyniki. Wielkości sił zgryzowych u osób użytkujących protezy całkowite wykonane metodą tradycyjną wynosiły w zakresie zębów siecznych 49,49N, w zakresie zębów trzonowych prawych 91,12N, a zębów lewych 75,95N. Zastosowanie uzupełnień protetycznych wykonanych w systemie biofunkcjonalnym, spowodowało wzrost sił okluzyjnych generowanych na poziomie zębów trzonowych prawych i lewych w kolejnych badaniach. W stosunku do wartości osiągniętych podczas użytkowania poprzednich protez uległy one zwiększeniu średnio o 30N. Różnice w wielkości generowanych sił były statystycznie istotne. Wnioski. 1. Konstrukcja protezy całkowitej ma istotny wpływ na wielkość generowanych sił okluzyjnych. 2. Generowanie większych sił okluzyjnych po zastosowaniu protez wykonanych wg systemu biofunkcjonalnego może wskazywać na ich dobre utrzymanie na podłożu. 3. Systematyczny wzrost sił zgryzowych oraz ich symetryczny rozkład na powierzchni okluzyjnej po zastosowaniu protez wykonanych według systemu biofunkcjonalnego może świadczyć, że uzupełnienia te stwarzają korzystniejsze warunki biomechaniczne dla pracy mięśni.The main aim of prosthetic rehabilitation of edentulous patients is to restore the biomechanical conditions of the masticatory system through the use of structural solutions that are most conducive to achieving this goal. Aim of the study. To evaluate whether the method of construction of full prostheses affects the magnitude and symmetry of the occlusal forces that are generated and to study the dynamics of changes in the occlusal forces that occur when using prostheses made according to the biofunctional system. Materials and methods. Thirty edentulous women aged 65–80 years with unfavourable prosthetic base conditions were included in the study. In the first stage, all patients were fitted with full prostheses constructed in accordance with traditional procedures (group K). After a three-month period of using these prostheses, instrumental measurements of the occlusal force were made (Test 1). In the second stage, the same patients were given prostheses constructed according to the principles of the biofunctional prosthetic system (BPS) (Group Z). Instrumental measurements of the occlusal forces thus generated were made after 24 hours (Test 2), one week (Test 3), and three months (Test 4) of use of these prostheses in order to assess their dynamics. The occlusal force measurements were carried out using a special measuring device that was inserted between the upper and lower incisors, then between the molars on the left and the right side. The measurements were processed using the Statistica software package. Results. The magnitude of the occlusal force in patients using the traditional full prostheses was 49.49 N at the incisors, 91.12 N at the right molars, and 75.95 N at the left molars. Replacing the prostheses with ones constructed according to the biofunctional system produced an increase in the occlusal force generated at the right and left molars; this force systematically increased in subsequent measurements – an average increase of 30 N over the forces produced with the traditional prostheses. These differences in the generated forces were statistically significant. Conclusions. 1. The method used to construct prostheses has a significant impact on the magnitude of the generated occlusal force. 2. The generation of larger occlusal forces with biofunctional prostheses may indicate that they have good retention in the prosthetic base. 3. When using a biofunctional prosthesis, a systematic increase in occlusal forces and their symmetric distribution across the occlusal surface can provide evidence that the prosthesis is creating favourable biomechanical conditions for muscle action

Fractional Generalizations of Maxwell and Kelvin-Voigt Models for Biopolymer Characterization.

The paper proposes a fractional generalization of the Maxwell and Kelvin-Voigt rheological models for a description of dynamic behavior of biopolymer materials. It was found that the rheological models of Maxwell-type do not work in the case of modeling of viscoelastic solids, and the model which significantly better describes the nature of changes in rheological properties of such media is the modified fractional Kelvin-Voigt model with two built-in springpots (MFKVM2). The proposed model was used to describe the experimental data from the oscillatory and creep tests of 3% (w/v) kuzu starch pastes, and to determine the values of their rheological parameters as a function of pasting time. These parameters provide a lot of additional information about structure and viscoelastic properties of the medium in comparison to the classical analysis of dynamic curves G' and G" and shear creep compliance J(t). It allowed for a comprehensive description of a wide range of properties of kuzu starch pastes, depending on the conditions of pasting process

The experimental and model values of storage modulus <i>G’</i>, loss modulus <i>G”</i> and tangent of loss angle <i>δ</i> as a function of oscillation frequency <i>ω</i>, for kuzu starch pastes when temperature and time of pasting were 90°C and 30 min, respectively.

<p>(a) the classical Kelvin-Voigt model (CKVM), (b) the fractional Kelvin-Voigt model with one springpot (FKVM1), (c) the fractional Kelvin-Voigt model with two springpots (FKVM2).</p

The goodness-of-fit indicators for rheological models presented in the work, for kuzu starch pastes when the temperature of pasting was 90°C.

<p>where: <i>t</i>–time of pasting; MPE—mean percentage error; MBE—mean bias error; RMSE—root mean square error; EF—modelling efficiency; χ²—chi-square test; CMM—the classical Maxwell model; FMM1—the fractional Maxwell model with one springpot; FMM2—the fractional Maxwell model with two springpots; MFMM2—the modified fractional Maxwell model with two springpots; CKVM—the classical Kelvin-Voigt model; FKVM1—the fractional Kelvin-Voigt model with one springpot, FKVM2—the fractional Kelvin-Voigt model with two springpots, MFKVM2—the modified fractional Kelvin-Voigt model with two springpots.</p><p>The goodness-of-fit indicators for rheological models presented in the work, for kuzu starch pastes when the temperature of pasting was 90°C.</p

The list of parameters of the proposed rheological models.

<p>where: <i>G</i>^<i>0</i>_<i>N</i>—the plateau modulus; <i>G</i>_<i>e</i>—the equilibrium modulus; <i>τ</i>_<i>0</i> —the shortest relaxation time; <i>τ</i>_<i>m</i>—the longest relaxation time; <i>α</i>, <i>β</i>–the fractional exponents; <i>η</i>_<i>0</i>—the Newtonian steady state shear viscosity; CMM—the classical Maxwell model; FMM1—the fractional Maxwell model with one springpot; FMM2—the fractional Maxwell model with two springpots; MFMM2—the modified fractional Maxwell model with two springpots; CKVM—the classical Kelvin-Voigt model; FKVM1—the fractional Kelvin-Voigt model with one springpot, FKVM2—the fractional Kelvin-Voigt model with two springpots, MFKVM2—the modified fractional Kelvin-Voigt model with two springpots; the sign of "+" means the presence of given parameter in the model.</p><p>The list of parameters of the proposed rheological models.</p

The experimental and model values of storage modulus <i>G’</i>, loss modulus <i>G”</i> and tangent of loss angle <i>δ</i> as a function of oscillation frequency <i>ω</i>, for kuzu starch pastes when temperature and time of pasting were 90°C and 30 min, respectively.

<p>(a) the classical Kelvin-Voigt model (CKVM), (b) the fractional Kelvin-Voigt model with one springpot (FKVM1), (c) the fractional Kelvin-Voigt model with two springpots (FKVM2).</p

Kelvin-Voigt-type models.

<p>(a) classical; (b) fractional with one springpot; (c) fractional with two springpots.</p