Биомеханика – адамдар мен жануарлардың қимылдары жөніндегі ілім және ол барлық материалды денелерге тән қозғалыстар заңының негізіндегі қимыл-әрекеттерді зерттейді. Адамдар үшін арнайы механика заңдары жоқ. Биомеханикалық зерттеулер обьективтік заңдылықтар негізінде жүргізіледі.
Төменгі жақ сүйек қимылын зертеу арқылы шайнау жүйесінің қалыпты жағдайы туралы, сонымен қатар оның қалыпты жағдайдан ауытқуымен бұлшық еттерге, буындарға, тістердін түйісуіне және парадонт тіндеріне әсер етуін анықтауға болады. Төменгі жақ сүйегінің қимыл-қозғалыстары жөніндегі заңдылықтарды, арнайы аспаптарды (артикуляторларды) құрастыруда қолдануға болады.
Тіс жақ сүйектер жүйесінің функциясы шайнау бұлшық еттерінің күйлерінің (жиырылу, созылу), шықшыт буынның элементтерінің және тіс қатарының ара қатынасының өзгерумен іске асады.
Төменгі жақ сүйегінің қимыл-қозғалысын, шайнау бұлшық еттерінің және шықшыт буындарының қызметтік ерекшеліктерімен қатар зерттеу шайнау аппаратының қызметі жөнінде толық мағлұмат алуға мүмкіндік береді.
Астыңғы жақ сүйегі шайнау, сөйлеу, жұту, күлу сияқты қызметтерге қатысады, осылардың ішіндегі шайнау қызметінің алатын орыны ерекше. Төменгі және жоғарғы жақтың тістері дұрыс түйіскенде (окклюзия) ғана шайнау қалыпты жағдайда іске асады. Tic қатарларының дұрыс түйісуі шайнау қимылының негізгі белгісі болып табылады. Сөйлеу, жұту сияқты қызметтер тіс қатарларының араларында ашықтық жағдайында іске асады.
Адамның төменгі жақ сүйегі үш бағытта қозғалады: вертикалды (жоғары және төмен), ол ауыздың ашылуы мен жабылуына сәйкес келеді; сагиталды бағытта (алға және артқа); трансверзальды бағытта (оңға және солға). Төменгі жақтың әрбір қимылы буын бастарының бір мезгілде сырғып жылжуы мен айналмалы қимылдарының нәтижесінде пайда болады. Шықшыт буындарының бір қозғалысында айналмалы (шарнирлік) қимыл басым болса, екінші бір қозғалысында сырғып жылжу қимылы басым болады.
Төменгі жақ сүйегінің вертикалды бағыттағы қимыл-қозғалысы. Төменгі жақ сүйегінің вертикалды бағыттағы қимыл-қозғалысы ауызды ашып жабу қимылына сәйкес келеді, бұл қимылдар төменгі жақты көтеріп және төмен түсіретін бұлшық еттердің алмасу қозғалысы арқылы іске асады. Астыңғы жақ сүйегінің төмен түсуі m.myohyoideus, m.geniohyoideus, m.digastricus және тіласты сүйегінің астында орналасқан бұлшық еттерінің жиырылуы арқылы жүзеге асады. Ауыз жабылғанда төменгі жақ сүйегінің көтерілуі m.temporalis, m.masseter және m.pterygoideus medialis бұлшық еттерінің жиырылуымен және төменгі жақты төмен түсіретін бұлшық еттің біртіндеп босаңсуы нәтижесінде өтеді.
Ауызды ашқан кезде буын бастары трансверзал бағыттағы өтетін осьті айналуымен қатар, буын дөңесінің еңісі бойымен төмен және алға қарай сырғиды. Ауызды қаттырақ ашқан кезде буын бастары буын дөңесінінің алдыңғы ернеуіне келіп тоқтайды. Осымен қатар буынның әртүрлі бөлімдерінде әрқилы қозғалыстар орын алады. Үстіңгі бөлімде диск буынның басымен бірге төмен және алға сырғиды, ал төменгі бөлімде буын басы дискінің төменгі бетінде айналады, ол буын басы үшін буын шұңқыры болып табылады.
Төменгі жақтың төмен түсуінде тіс қатарлары бір-бірінен ажырайды да, ал ауызды жапқанда түйіседі. Жоғарғы және төменгі тіс қатарларының арасындағы ара қашықтық, ересектерде ауыздың өте қатты ашылуында орташа есеппен 4,4 см-гe тең болады. Төменгі жақтың сәл төмен түсуінде (сыбырлағанда, жәй сөйлегенде, сұйық ішкенде) буын бастары шарнир тәріздес қимыл жасайды. Осы жағдайда буын шұңқырында жатқан буын басы фронталды жазықтық арқылы өтетін осьті айналады.
Ауыз ашылғанда төменгі жақтың әрбір тісі төмен жылжып, артқа қарай ығыса отырып, буын басында ортақ орта нүктесі бар қисық сызықтар жиынтығын сызады. Буын басының буын дөңесі еңісіне қатысты өткен жолы – «буын жолы» деп аталады. Буын жолы түзу қисық сызықты емес, сынық қисық сызықтар жиынтығы. Ауызды ашқанда астыңғы жақ сүйегінің төмен түсіп, және оның артқа ығысуына байланысты буын басының айналу осі де ауысып отырады. Егер буын дөңесінің еңісімен буын басының өткен жолын бөліктерге бөлетін болсақ, онда әрбір аймаққа өзінің қисықтығы сәйкес келеді. Сонымен қандай да бір нүктенің, мысалы, төменгі жақтың иек асты бөлігінде орналасатын нүктенің өткен жолы, сынық сызықты құрайды.
Гизи бойынша төменгі жақтың вертикалды қозғалысы кезінде айналу ортасы алмасып отырады.
Төменгі жақ сүйегінің сагиталды бағыттағы қимыл-қозғалысы. Төменгі жақ сүйегінің алға қарай қозғалысы латералды қанатты бұлшық еттердің екі жақты жиырылуы нәтижесінде жүзеге асады. Төменгі жақтың алға қарай қозғалысы екі сатыдан тұрады. Бірінші сатысында төменгі жақтың буын басы дискімен бірге буын дөңесі бетімен сырғиды. Екінші сатысында буын басының сырғып жылжуына оның көлденең осімен жасалатын айналмалы (шарнирлік) қимылы қосылады. Осы аталған қимылдар оң және сол жағында бір мезгілде жасалады. Буын дөңестері арқылы өтетін буын басының алға және төмен өтетін жолы 0,75-1 см-ге тең болады. Шайнау кезінде бұл қашықтық 2-3 мм-ге тең.
Сурет 3. Сагиталды буын жол бұрышы.
Төменгі жақтың алға қарай жылжуындағы буын басының өту жолы «сагиталды буын жолы» деп аталады (сурет 3). Сагиталды буын жолы белгілі бір бұрышпен сипатталады. Ол бұрыш сагиталды буын жолының жалғасы мен окклюзиялық (протетикалық) жазықтықтың қиылысуынан пайда болады. Протетикалық жазықтық дегеніміз төменгі жақтың алдыңғы күрек тістерінің кесу қырларымен және ақыл тістердің дисталды ұрт төмпешіктерімен, ал олардың жоқтығында – екінші молярдың осы аталған төмпешіктері арқылы өтетін жазықтық. Гизи бойынша «сагиталды буын жол бұрышы» орта шамамен 33°-қа тең. Бұл бұрыш әр адамда әртүрлі болады, өйткені ол буын төмпешігінің томпақытығына, оның имектігіне байланысты, сонымен қатар жас шамалық өзгерістердің де алатын орны бар.
Ортогнатиялық тістемде асыңғы жақтың алға шығуы төменгі күрек тістердің жоғарғы күрек тістерден алға толық босап шыққан жағдайында ғана мүмкін. Осы қозғалыс кезінде төменгі күрек тістер жоғарғы күрек тістердің таңдай бетімен сырғып, олардың кесу қырларына (алдыңғы окклюзия) дейін жетеді. Төменгі жақ сүйегінің алға жылжуындағы төменгі күрек тістерінің өтетін жолы «күрек тісінің сагиталды жолы» деп аталады. Күрек тіс сагиталды жолы окклюзиялық жазықтықпен қиылысқанда бұрыш пайда болады, оны “күрек тісі сагитал жолының бұрышы” деп атайды (сурет 4). Оның шамасы табиғи және жасанды тістерде әртүрлі және тістем түріне байланысты. Гизи бойынша ол 40-50°-қа тең болады.
Сурет 4. Табиғи (а) және жасанды (б) күрек тістерінің сагитал жолының бұрышы
Алдыңғы окклюзия кезінде антогонист тістердің түйісулері 3 нүктеде болуы мүмкін: біріншісі – алдыңғы тістерде, ал екеуі – үшінші молярлардың дисталды төмпешіктерінде орналасады. Бұл құбылысты алғаш рет Бонвиль анықтап және «Бонвильдің 3 нүктелік байланысы» деген атқа ие болған.
Төменгі жақ сүйегінің трансверзалды бағыттағы қимыл-қозғалысы. Төменгі жақ сүйегінің бүйір қимылдары латералды қанатты бұлшық еттердің бір жақты жиырылуы нәтижесінде пайда болады. Мысалы, жақ сүйегі оңға қозғалғанда – сол латералды қанатты бұлшық ет, ал солға ығысқанда оң латералды қанатты бұлшық ет қысқарады. Бүйір жаққа қозғалғанда бір жағындағы буын басы өзінің вертикалды осін айналады, ал қарсы жақтағы буын басы дискімен бірге буын дөңесінің бетімен сырғып жылжиды. Мысалы, төменгі жақ сүйегі оңға жылжыса, онда сол жақтағы буын басы төмен және алға жылжиды, ал оң жақтағы буын басы өзінің вертикалды осін айналады.
Төменгі жақ сүйегінің бүйір жылжуында жиырылған бұлшық ет жағындағы буын басы төмен, алға және аздап сыртқа қарай ығысып буын жолының сагиталды сызығымен бұрыш жасайды. Бұл бұрыш алғаш рет Беннетпен сипатталған, осыған байланысты оның атымен аталған. Оны басқаша «бүйір буын жолдарының бұрышы» деп атайды (Сурет 5, а). Орташа есеппен бұл бұрыш 17°-қа тең. Қарама-қарсы жақта төменгі жақ сүйегінің жоғары қарай бағытталған буын басы сыртқа қарай ығысады, сондықтан бастапқы қалпына салыстырғанда бұрыш жасай орналасады. Төменгі орталық тістердің кесу қырларының мезиалды бұрыштарының түйісу нүктесі мен екі буын бастарының арасын қосатын үшбұрыш «Бонвил үшбұрышы» (Сурет 5, б) деп аталады.
Сурет 5. a – Беннет бұрышы; б – Бонвилдің үшбұрышы.
Трансверзалды қозғалыс антогонист тістердің окклюзиялық байланысының өзгерістермен сипатталады. Төменгі жақ сүйегінің оңға және солға ығысуына байланысты, тістер доғал бұрыш түріндегі қиылысатын қисықтар сызады, тic буын басынан неғұрлым алшақ жатса, соғұрылым бұрыш доғал болады. Орталық күрек тістерінің бүйір ығысуында ең үлкен доғал бұрыш түзеледі. Бұл бұрыш «күрек тіс жолының трансверзалды бұрышы немесе готикалық бұрыш» деп аталады. Ол күрек тістердің бүйір қимылдарының ауқымын анықтайды және 100-110°-қа тең болады.
Төменгі жақ сүйегінің бүйір қозғалыстарындағы антогонист тістердің өзара қатынастарының өзгерістері ортопедиялық стоматология үшін маңызы зор. Астыңғы жақ сүйегінің бүйір қозғалысы кезінде екі тарапты айыру керек: жұмысшы және теңгеруші (баланстық) деп. Жұмысшы тарапта антогонист тістер бір-бірлеріне өзара аттас төмпешіктермен сәйкес келеді, ал теңгеруші (баланстық) тарапта аттас емес төмпешіктер түйіседі. Мысалы, төменгі тістердің ұрттық дөңестері жоғарғы тістердің таңдай төмпешіктерімен түйіседі.
Төменгі жақ сүйегінің қозғалысы өте күрделі, ол әртүрлі (төмен түсіру, алға, бүйірге жылжыту) қимылдардың жиынтығынан тұрады. Тамақты шайнау барысында төменгі жақ сүйегі қозғалыс жиынтығын (циклін) жасайды. Гизи төменгі жақтың қозғалыс жиынтығын сызба түрінде көрсетеді. Қозғалыстың бастапқы сатысы орталық окклюзия жағдайы болып табылады. Осыдан кейін үздіксіз бірінен соң бірі өтетін 4 сатылық үдеріс жүреді. Бірінші сатысында астыңғы жақсүйегі төмен түсіп, алға шығады. Екінші сатысында жақ сүйегінің бүйірге ығысуы болады. Үшінші сатыда тістердің жұмысшы тарабында өзара аттас төмпешіктермен тістесуі, ал теңгеруші тарабында әртүрлі аттас төмпешіктердің түйісуі болады. Төртінші сатысында тістер орталық окклюзия жағдайына қайтып оралады, шайнау үдерісі осылайша қайталанып отырады. Шайнау үдерісі аяқталғаннан кейін төменгі жақ сүйегі физиологиялық тыныштық қалпына көшеді.