Bilateral variability of morphometric parameters of the coronal teeth of the lower dental array in youth

Введение. К числу приоритетных направлений развития современных медико-биологических исследований относится профилактическое. Вместе с тем в настоящее время активно развивается клинико-конституциональное направление анатомии, вследствие чего получены многочисленные данные, которые доказывают наличие связей между характером течения заболеваний и морфофункциональными особенностями организма человека [1, 2]. Повышенный интерес стоматологов к пародонтологии, большая распространенность воспалительных заболеваний пародонта среди трудоспособного населения [3, 4] и вариабельность тяжести поражения тканей приводят к дальнейшему совершенствованию клинических и параклинических методов диагностики [5–7] заболеваний данной группы. Кроме того, изучение анатомического строения зубов человека представляет большой практический и теоретический интерес и является важным условием для коррекции окклюзионных нарушений и протетического лечения в практике ортопедической стоматологии [8]. Знания индивидуальных особенностей строения зубов позволяют на ранних стадиях проводить профилактические мероприятия, направленные на предупреждение патологических процессов в зубочелюстной системе [9, 10]. Своевременные профилактические мероприятия способствуют дальнейшему сохранению физиологического состояния не только зубочелюстной системы, но и всего организма [10]. В связи с этим изучение морфологических особенностей зубов является актуальной задачей современной анатомии и антропологии, решение которой эффективно отразится на результатах лечения и профилактики заболеваний зубочелюстной системы человека. Цель – определить билатеральную изменчивость параметров морфометрии коронок зубов нижнего зубного ряда юношей в зависимости от типа зубной дуги. Материал и методы. Объект исследования – 140 юношей. Исследование проведено на базе кафедры анатомии человека, оперативной хирургии и топографической анатомии ФГБОУ ВО «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки» Минздрава России. Критерии включения в исследование: юноши с физиологической окклюзией и полным набором постоянных зубов в возрасте от 17 лет до 21 года на момент исследования, уроженцы и постоянные жители Луганской Народной Республики. Критерии невключения: аномалии развития зубочелюстного аппарата, отсутствие одного или нескольких зубов. Расчет достаточного объема выборки проведен в программе G*Power с учетом рекомендаций Е.А. Кригер и соавт. [11]. Все юноши дали письменное информированное согласие на проведение исследования. Материал для представленной работы собран с соблюдением правил биоэтики и согласно закону о защите личных данных при дальнейшей обработке был деперсонифицирован. На проведение исследования получено разрешение комиссии по биоэтике ФГБОУ ВО «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки» Минздрава России. Изготавливали гипсовые модели нижних зубных рядов, которым присваивали уникальный номер и в дальнейшем фотографировали в окклюзионной норме с линейкой. Изображения импортировали в программу ImageJ 1.46r, с помощью которой с точностью до 0,01 мм производили измерение длины зубного ряда по методике С.В. Дмитриенко и соавт. [12]. Классифицировали зубные дуги нижнего зубного ряда на микро-, нормо- и макродонтные [12, 13]. Тип зубной системы определен в качестве фактора, влияние которого изучали на одонтометрические параметры – высоту (на язычной поверхности) (В), мезиодистальный (на язычной поверхности) (МД) и щечно-язычный (ЩЯ) размеры коронок зубов. Измерения проводили с помощью штангенциркуля с цифровой индикацией (точность измерения – 0,01 мм). В работе применяли Международную систему нумерации зубов (система Виола/FDI). Принимая во внимание значительную индивидуальную изменчивость третьих моляров, одонтометрические параметры последних не изучались. Оценка соответствия варьирования выборочных параметров одонтометрии нормальному закону распределения проведена на основе определения критерия Шапиро – Уилка (W). Однородность выборочных дисперсий оценивали на основе теста Левена. В результате проведения указанных тестов для дальнейшей статистической обработки результатов исследования использовали непараметрические методы. Изучали данные описательной статистики: среднее значение (Mean), медиану (Me), первый (Q1) и третий (Q3) квартили, минимальное (min) и максимальное (max) значения вариационного ряда. Влияния типа зубной дуги на одонтометрические параметры проводили путем однофакторного дисперсионного анализа Краскела – Уоллиса. Силу влияния изучаемого фактора определяли путем вычисления ε2, интерпретацию значения которого осуществляли согласно рекомендациям S. Olejnik и J. Algina [14]. Апостериорный анализ проводили с применением попарного рангового критерия Уилкоксона – Манна – Уитни (W). Для корректировки значений р при множественных сравнениях применяли метод Holm. Критерий W использовали также для определения билатеральной изменчивости параметров одонтометрии. Величину эффекта влияния фактора «квадрант зубного ряда» для критерия W получали с помощью коэффициента Варги и Делани (А). Интерпретировали значения коэффициента A в диапазоне [0,00–0,64] как слабый, [0,64–0,71] – как средний, а 0,71 и выше – выраженный эффект изучаемого фактора [15]. Определяли верхний (upper.ci) и нижний (lower.ci) 95% доверительные интервалы критерия А. Критический уровень значимости приведенных выше статистических критериев определен на уровне 0,05. Статистическая обработка полученных данных и визуализация результатов исследования реализованы в RStudio (version 2024.12.1). Результаты. Измерение нижних зубных дуг позволило установить 3 группы наблюдения – юноши с микродонтной (n=9), нормодонтной (n=23) и макродонтной (n=108) зубными системами нижнего зубного ряда. Описательные статистики морфометрических параметров коронок зубов юношей всех изучаемых групп приведены в табл. 1. Таблица 1 Описательная статистика показателей высоты коронок зубов нижнего зубного ряда в соответствии с типом зубной системы Зуб Зубная система Min Q1 Me Mean Q3 Max 31 Макродонтная 5,32 6,70 7,24 7,23 7,80 9,16 Микродонтная 5,88 5,88 6,34 6,46 7,16 7,16 Нормодонтная 5,72 6,48 6,54 6,67 7,01 7,84 32 Макродонтная 4,65 7,34 7,65 7,61 8,28 9,41 Микродонтная 5,45 5,45 6,84 6,54 7,33 7,33 Нормодонтная 6,42 7,30 7,82 7,60 7,83 8,75 33 Макродонтная 5,42 7,16 8,00 7,90 8,52 10,26 Микродонтная 5,19 5,19 6,53 6,31 7,22 7,22 Нормодонтная 6,95 6,99 7,84 7,89 8,71 8,80 34 Макродонтная 2,69 3,02 3,69 3,71 4,11 7,37 Микродонтная 2,45 2,45 3,01 2,84 3,06 3,06 Нормодонтная 2,59 2,80 3,46 3,36 3,87 4,00 35 Макродонтная 2,33 3,24 3,54 3,62 3,92 5,16 Микродонтная 2,20 2,20 2,91 2,88 3,53 3,53 Нормодонтная 2,79 3,06 3,28 3,30 3,57 3,87 36 Макродонтная 2,14 2,86 3,18 3,32 3,61 6,36 Микродонтная 2,66 2,66 2,82 2,89 3,18 3,18 Нормодонтная 2,33 2,94 3,31 3,20 3,56 3,69 37 Макродонтная 2,12 2,67 2,97 3,04 3,48 4,23 Микродонтная 1,95 1,95 2,64 2,50 2,92 2,92 Нормодонтная 2,11 2,53 2,61 2,71 2,97 3,20 41 Макродонтная 4,78 6,96 7,70 7,46 8,06 8,80 Микродонтная 5,87 5,87 6,29 6,31 6,77 6,77 Нормодонтная 6,22 6,68 6,82 7,04 7,47 7,96 42 Макродонтная 5,00 7,22 7,72 7,71 8,49 9,54 Микродонтная 6,85 6,85 7,00 6,96 7,03 7,03 Нормодонтная 6,52 6,77 7,52 7,36 7,86 8,27 43 Макродонтная 6,12 6,99 7,90 7,93 8,77 9,73 Микродонтная 6,28 6,28 6,75 6,94 7,78 7,78 Нормодонтная 6,60 7,53 7,81 7,71 8,18 8,36 44 Макродонтная 1,79 3,19 3,59 3,67 4,02 7,13 Микродонтная 2,83 2,83 3,14 3,10 3,34 3,34 Нормодонтная 2,68 3,17 3,64 3,44 3,71 4,23 45 Макродонтная 1,95 2,69 2,88 3,03 3,20 5,04 Микродонтная 2,93 2,93 3,05 3,06 3,19 3,19 Нормодонтная 2,42 2,79 2,98 3,13 3,52 4,02 46 Макродонтная 2,20 3,45 3,98 3,85 4,34 5,05 Микродонтная 2,97 2,97 3,31 3,22 3,38 3,38 Нормодонтная 3,05 3,60 4,07 3,90 4,23 4,57 47 Макродонтная 1,22 1,94 2,40 2,45 2,83 4,82 Микродонтная 2,07 2,07 2,11 2,29 2,70 2,70 Нормодонтная 1,54 1,95 2,54 2,34 2,64 2,99 На рис. 1 и 2 визуализированы результаты изучения влияния типа зубной системы на высоту коронок зубов, а также показаны статистически значимые результаты апостериорных тестов. Рис. 1. Влияние типа зубной дуги на высоту (мм) коронок зубов 31–37. Здесь и далее на рис. 2: *р<0,05; **р<0,01; ***р<0,001 Рис. 2. Влияние типа зубной дуги на высоту (мм) коронок зубов 41–47 На графиках видно, что в большинстве случаев изучаемый фактор оказывает выраженное влияние на указанный показатель одонтометрии. Так, например, критерий H при определении влияния типа зубной системы на В_31 и В_41 составил соответственно 17,081 (р<0,001) и 22,018 (р<0,001). Сила влияния фактора на указанные параметры определена как умеренная – ε2=0,123 и ε2=0,158 соответственно. При этом нулевая гипотеза об отсутствии влияния фактора подтверждена при изучении В_46 и В_47, для которых критерий Краскела – Уоллиса установлен на уровне 2,470 (р=0,291) и 0,303 (р=0,860). Мезиодистальный размер коронок всех зубов нижнего зубного ряда в значительной степени зависит от типа зубной системы последнего. Так, критерий Краскела – Уоллиса при изучении МД_31, МД_32 и МД_33 составил 16,536 (р<0,001), 15,140 (р<0,001) и 22,027 (p<0,001) соответственно. Влияние изучаемого фактора на МД_35 определено как сильное (ε2=0,390), на МД_34, МД_36, МД_42 – как относительно сильное (соответственно ε2=0,220, ε2=0,244 и ε2=0,163), а на МД_32, МД_33 и МД_41 – как умеренное (соответственно ε2=0,109, ε2=0,158 и ε2=0,079). Проведение апостериорных тестов показало, что статистически значимые различия наблюдались между медианами: МД_31 – в группах юношей с макро- и микродонтной зубными системами (р<0,001); МД_32 – в группах юношей с (1) макро- и микродонтной (p<0,001) и (2) макро- и нормодонтной (р=0,010) зубными системами, а также МД_33 – в группах участников исследования с (1) макро- и микродонтной (p<0,001), (2) макро- и нормодонтной (р=0,043) и (3) микро- и нормодонтной (р<0,001) зубными системами. Результаты проведения теста Краскела – Уоллиса при изучении щечно-язычного размера коронок зубов представлены в табл. 2. Таблица 2 Результаты теста Краскела – Уоллиса и апостериорных тестов относительно влияния типа зубной системы на щечно-язычный размер коронок зубов Зуб Тест Краскела – Уоллиса Апостериорный тест, р H p зубная система микродонтная – I, нормодонтная – II макродонтная микродонтная 31 5,113 0,078 I 0,320 – II 0,170 0,580 32 8,081 0,018 I 0,029 – II 0,240 0,354 33 17,053 <0,001 I <0,001 – II 0,138 0,010 34 25,936 <0,001 I 0,009 – II <0,001 0,673 35 24,926 <0,001 I 0,017 – II <0,001 0,866 36 9,309 0,010 I 0,020 – II 0,206 0,001 37 31,857 <0,001 I <0,001 – II <0,001 0,005 41 13,757 0,001 I 0,059 – II 0,004 0,866 42 2,616 0,270 I 0,600 – II 0,530 0,870 43 12,443 0,002 I 0,003 – II 0,132 0,354 44 31,664 <0,001 I 0,031 – II <0,001 0,017 45 37,788 <0,001 I 0,004 – II <0,001 0,029 46 35,835 <0,001 I 0,005 – II <0,001 0,091 47 34,729 <0,001 I <0,001 – II <0,001 0,015 Установлено, что тип зубной системы оказывает статистически значимое влияние на указанный размер 12 зубов нижнего зубного ряда. Относительно сильное влияние фактора отмечено на ЩЯ_34 (ε2=0,187), ЩЯ_35 (ε2=0,179) и ЩЯ_44 (ε2=0,228), умеренное – на ЩЯ_32 (ε2=0,058) и ЩЯ_43 (ε2=0,090), а слабое – на ЩЯ_31 (ε2=0,037) и ЩЯ_42 (ε2=0,019). Изучение билатеральной изменчивости одонтометрических параметров коронок зубов показало следующие результаты. В большинстве анализируемых случаев изучаемые параметры статистически значимо не отличаются друг от друга, как это видно при сравнении показателей высоты коронок зубов (рис. 3, А–Ж). При этом следует отметить, что в случаях сравнения этого показателя определен слабый эффект влияния фактора «квадрант зубного ряда», за исключением размера эффекта, оказываемого на высоту коронок мезиальных резцов (W=54; p=0,067; A=0,667, lower.ci=0,362, upper.ci=0,909). Рис. 3. Визуализация данных о билатеральной изменчивости (А–Ж) высоты (мм) коронок зубов нижнего зубного ряда Обсуждение. Хорошо известно, что размеры зубов и форма зубных дуг имеют большое значение при моделировании зубов для диагностики аномалий их формы и размеров, а также при выборе методов ортодонтического и протетического лечения [16]. Ортопедическое лечение дефектов зубного ряда позволяет не только эффективно восстановить эстетическую и жевательную функции зубных рядов, нормализовать речь, но и возвратить пациентам ощущение комфорта и уверенности в себе [17]. При этом отмечается, что одонтометрические показатели, как правило, определяются не столько половыми или расовыми особенностями, сколько типом зубной системы [18]. В настоящее время в литературе достаточно широко представлены сведения о половом диморфизме параметров одонтометрии, а также об основных параметрах зубных дуг у представителей разных этнических групп [18–20]. При этом в литературе достаточно подробно рассматриваются вопросы связи размеров зубов с типом зубной дуги [16, 18]. Следует отметить, что особенности методологического подхода, реализованного в настоящем исследовании посредством применения теста Краскела – Уоллиса, не позволяют должным образом провести сравнение полученных результатов непараметрического аналога дисперсионного анализа с данными литературы. При этом полученные сведения о билатеральной изменчивости морфометрических параметров коронок зубов в целом сопоставимы со сведениями исследований [17, 18, 20]. Заключение. Билатеральная изменчивость морфометрических параметров коронок зубов юношей не выражена. При этом фактор типа зубной дуги оказывает статистически значимое влияние на параметры одонтометрии. Конфликт интересов не заявляется. Вклад авторов. И.А. Крюков внес основной вклад в разработку концепции идеи и методологии проведения исследования, получил данные и провел их статистическую обработку, а также написал текст рукописи. В.Н. Волошин принял участие в разработке концепции идеи и методологии проведения исследования, подготовке рукописи и редактировании текста. Оба автора утвердили окончательную версию статьи. Информированное согласие на публикацию. Пациенты подписали форму добровольного информированного согласия на публикацию медицинской информации. Источник финансирования. Авторы декларируют отсутствие внешнего финансирования для проведения исследования и публикации статьи. Соответствие принципам этики. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом. Одобрение и процедуру проведения протокола получали по принципам Хельсинкской декларации.

Bibliography:
1. Klimov NYu, Vinnik YYu, Andreychikov AV, et al. Constitutional approach in studying human diseases at the present stage. Sechenov Medical Journal. 2018;4(34):70-7. DOI:10.26442/22187332.2018.4.70-77
2. Subotyalova AM, Kozlova AP, Subotyalov MA. Development of ideas about constitutional human features. Human Capital. 2024;1:18-25.
3. Slazhneva ES, Atrushkevitch VG., Orekhova LYu, et al. Prevalence of periodontal diseases in patients with various body mass index. Parodontologiya. 2022;27(3):202-8. DOI:10.33925/1683-3759-2022-27-3-202-208
4. Eremin OV, Ostrovskaya LYu, Zakharova NB, et al. The information value of crevicular fluid immunoregulatory mediator quantitative assessment in predicting the nature of the inflammatory periodontal disease course. Parodontologiya. 2022;27(3):209-16. DOI:10.33925/1683-3759-2022-27-3-209-216
5. Zub AA, Gaivoronskaya TV, Sirak ES, et al. Biomarkers and prognostic potential of oral fluid for early diagnosis of chronic periodontitis. Medical News of North Caucasus. 2022;17(2):217-21. DOI:10.14300/mnnc.2022.17054
6. Buchnev AV, Shkatova EE, Hamdan IM, et al. Rentgenologicheskaja diagnostika pri juvenil'nom parodontite, oslozhnennom somaticheskimi zabolevanijami i COVID-19. Molodezhnyj innovacionnyj vestnik. 2024;13(S1):162-5.
7. Tlustenko VS, Tlustenko VP, Koshelev VA, et al. Role of the biological environment of the oral cavity in differential diagnosis of chronic periodontitis and dental peri-implantitis. Izvestiya of the Samara Science Centre of the Russian Academy of Sciences. Social, Humanitarian, Biomedical Sciences. 2024;26(5):115-20. DOI:10.37313/2413-9645-2024-26-98-115-120
8. Didenko NM, Stefanidi AV, Mamonova NV, et al. Prevention and treatment of recurrence of abnormalities of occlusion and dentition deformities: kinesiologic aspect. Clinical Dentistry (Russia). 2021;24(2):104-10. DOI:10.37988/1811-153X_2021_2_104
9. Li MX, Wang ZW, Chen XR, et al. Application of deep learning in isolated tooth identification. BMC Oral Health. 2024;24(1):500. DOI:10.1186/s12903-024-04274-x
10. Kaul B, Vaid V, Gupta S, et al. Forensic odontological parameters as biometric tool: A review. Int J Clin Pediatr Dent. 2021;14(3):416-19. DOI:10.5005/jp-journals-10005-1967
11. Krieger EA, Drachev SN, Mitkin NA, et al. Sample size calculation using G
Power software. Marine Medicine. 2023;9(2):111-25. DOI:10.22328/2413-5747-2023-9-2-111-125
12. Dmitrienko SV, Shkarin VV, Dmitrienko TD. Metody biometricheskogo issledovanija zubocheljustnyh dug. Volgograd, 2022; 160 s.
13. Shkarin VV, Dmitrienko TD, Kochkonyan TS, et al. Analysis of classical and modern methodsof biometric examination of dental arches in the period of permanent teeth (literature review). Journal of Volgograd State Medical University. 2022;19(1):9-16. DOI:10.19163/1994-9480-2022-19-1-9-16
14. Olejnik S, Algina J. Measures of effect size for comparative studies: Applications, Interpretations, and limitations. Contemp Educ Psychol. 2000;25(3):241-86. DOI:10.1006/ceps.2000.1040
15. Vargha A, Delaney HD. A critique and improvement of the “CL” common language effect size statistics of McGraw and Wong. Journal of Educational and Behavioral Statistics. 2000;25:101-32. DOI:10.3102/10769986025002101
16. Agashina MA, Fishchev SB, Lepilin AV, et al. Parameters of the dental arches, upper and lower jaws in the transversal directions. Pediatric dentistry and dental prophylaxis. 2017;16(1):36-9.
17. Nikolayev YuM. Lineynyye parametry opornykh zubov v zavisimosti ot ikh funktsionalnoy prinadlezhnosti i polozheniya v zubnoy duge. Ortopedicheskaya stomatologiya. 2007;4:33-5.
18. Dmitrienko SV, Domenyuk DA, Vedeshina EG, et al. Features of permanent teeth crowns in case of mesignatic form of dental arches. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2015;8-1:45-8.
19. Herrera-Escudero TM, Toro DA, Parada-Sanchez MT. How teeth can be used to estimate sexual dimorphism? A scoping review. Forensic Sci Int. 2024;360:112061. DOI:10.1016/j.forsciint.2024.112061
20. Kalmin OV, Koretskaya EA, Goryacheva EV. Odontometric parameters in men of mature age with different face types. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Meditsinskie nauki = University Proceedings. Volga Region. Medical Sciences. 2022;(1):50-61. DOI:10.21685/2072-3032-2022-1-5