Title: Mouthguards for athletes

Streszczenie: Celem tej pracy było przedstawienie czytelnikowi informacji literaturowych na temat ochraniaczy  na zęby przeznaczonych do różnego typu sportów.

Słowa kluczowe: ochraniacze na zęby, ochraniacz typu Kalman, typy urazów podczas uprawiania sportów, dbanie o ochranicze

Summary: The aim of this work was to present the reader with literature information on teeth protectors intended for various types of sports.

Keywords: mouthguards, Kalman mouthguards, types of injuries during sports, caring for the mouthguard

Częste urazy i czynniki ryzyka

Częste urazy zębów podczas uprawiania sportu w sposób zawodowy lub rekreacyjny mogą być bardzo różne: od najlżejszych, takich jak przecięcie warg, dziąseł, policzków czy skaleczenie języka, poprzez wyszczerbione, złamane lub wybite zęby, aż do złamań szczęki i okolicy stawu skroniowo-żuchwowego. Na samym początku należy też wyjaśnić, że niektórzy ludzie są bardziej narażeni na wystąpienie urazu, np. poprzez uwarunkowania anatomiczne. Dotyczy to między innymi ludzi, którzy mają wystające zęby przednie. Drugą ważną przyczyną może być aktualne leczenie ortodontyczne za pomocą stałych aparatów.

Oprócz urazów w obrębie szczęki i żuchwy podczas uprawiania sportów kontaktowych może dojść do szeregu innych powikłań. Wstrząśnienie mózgu lub łagodne urazowe uszkodzenie mózgu może być spowodowane bezpośrednim uderzeniem w głowę, twarz, szyję lub inne części ciała. Zazwyczaj uraz ten powoduje krótkotrwałe upośledzenie funkcji neurologicznych, które ustępuje samoistnie. Jednak wstrząśnienie mózgu może również skutkować wystąpieniem innych objawów klinicznych, które mogą, ale nie muszą, obejmować utratę przytomności. Powszechnie opisywane zmiany neurologiczne związane z wstrząsem mózgu obejmują: amnezję następczą lub wsteczną, utratę orientacji w czasie, miejscu oraz brak rozpoznawania osób, zaburzenia w chodzie lub niestabilność postawy, zawroty głowy i dyzartrię. Co więcej, wystąpienie wstrząsu mózgu podczas udziału w wydarzeniach sportowych może prowadzić do więcej niż przejściowych zmian zdrowotnych. Na przykład uważa się, że wstrząśnienie mózgu jest związane ze zwiększonym odsetkiem nawrotów tych dolegliwości w przypadku kolejnych bezpośrednich kontaktów („zespół drugiego uderzenia”).

W dwuletnim badaniu prospektywnym przeprowadzonym przez Dave’a Singha i innych z udziałem piłkarzy ze szkół średnich stwierdzono, że względne ryzyko wstrząśnienia mózgu jest około sześciokrotnie większe u osób z wcześniejszą historią wstrząsu mózgu w porównaniu z osobami bez tego typu zdarzenia w przeszłości.

Ci sami autorzy w drugiej części badania oceniali szybkość powrotu do zdrowia po wstrząśnieniu mózgu u zawodowych piłkarzy i piłkarzy szkół średnich: zawodowi sportowcy wykazali szybki powrót do zdrowia neuropsychologicznego (2-7 dni) po kontuzji, podczas gdy sportowcy szkół średnich uzyskiwali pełną sprawność po około 5-8 dniach od urazu. Wynikało to między innymi z faktu, że silniejsza muskulatura szyi zmniejsza przyspieszenie i przemieszczenie głowy, co może wyjaśniać zwiększone ryzyko wstrząsu mózgu u młodzieży i kobiet w porównaniu z mężczyznami w piłce nożnej.

Przegląd literatury sugeruje, że początkujący są wystawieni na większe ryzyko kontuzji w wielu dyscyplinach sportu niż ludzie po kilku latach regularnego treningu.

Co ciekawe, inne badania wskazują, że siła mięśni szkieletowych oraz zmniejszenie ich przemieszczenia podczas urazu mogą zostać zwiększone podczas noszenia dostosowanego ochraniacza na zęby.

Jeśli będziemy dalej rozwijać temat urazów, to okaże się, że około 31% urazów ustno-twarzowych jest wynikiem urazów sportowych, z czego aż 50% to urazy w obrębie jamy ustnej. U sportowców uprawiających sporty kontaktowe częstość występowania urazów ustno- twarzowych wynosi 39,1%, z różnymi typami kontuzji dla każdego trybu sportowego, poziomu współzawodnictwa, wieku uczestnika, płci i innych czynników.

Tak jak już wspomniałem wyżej, i o czym wszyscy wiemy, zastosowanie ochraniaczy na zęby zmniejsza ryzyko powstawania urazów w obrębie jamy ustnej. Zagłębiając się jednak w opracowania statystyczne, czytelnik może dojść do zupełnie innych wniosków.

W innym badaniu, któremu poddano 169 hokeistów w Kanadzie, zadano pytanie na temat ochraniaczy noszonych na zębach. Wyniki tego badania mogły więc zaskoczyć, ponieważ: 45,6% sportowców nigdy nie nosiło ochraniacza na usta, a tylko 23,1% zawsze go używało, 14,8% czasami, a 16,5% nosiło go tylko wtedy, gdy obowiązywał wymóg. W kolejnym jednak pytaniu tę samą grupę zapytano o niebezpieczne sytuacje na lodowisku, których osobiście doświadczyli. Okazało się, że 57,7% graczy zostało trafi onych kijem, 46,2% krążkiem, a 25% zostało przewróconych przez przeciwnika. Komentarz z tego badania pozostawiam w gestii czytelnika.

Odpowiedź na te wyniki została uzyskana przez tych samych autorów, po zadaniu kolejnego pytania, dlaczego nie używali oni ochraniaczy zębowych? Uzyskane odpowiedzi dają jednak trochę do myślenia, np. ochraniacze, których próbowali używać, były źle dopasowane, przeszkadzały w mówieniu, oddychaniu czy połykaniu śliny. Widać więc, że te statystyki jednoznacznie podkreślają konieczność ulepszenia konstrukcji ochraniaczy na zęby, aby zapewnić lepsze środki ochronne, jednocześnie poprawiając ich komfort użytkowania, do czego wrócimy w dalszej części artykułu.

Należy zauważyć, że zaburzenia czaszkowo-żuchwowe są także częste wśród sportowców z powodu nawyku bruksizmu, zwykle wywoływanego stresem podczas zawodów lub treningu, który wpływa na staw skroniowo-żuchwowy i zęby, powodując ból głowy, szyi i pleców.

Bruksizmu nie należy traktować jako izolowane zaburzenie u zdrowej osoby, ale raczej jako zjawisko fi zjologiczne, które jest czynnikiem ryzyka pewnych konsekwencji klinicznych. Jednym z najczęstszych sposobów łagodzenia bruksizmu jest użycie sztywnej szyny, która chroni zęby i wpływa na zgryz i mięśnie szczękowo-twarzowe.

Historia

Już w czasach starożytnych (gdyż ludzie od niepamiętnych czasów „lubią wyjaśniać swój punkt widzenia za pomocą rękoczynów”) bokserzy nosili ochraniacze na usta wykonane z bawełny, gąbki lub małych kawałków drewna, często zagryzając ten materiał między zębami. Co prawda chroniło to w pewnym stopniu od bezpośredniego kontaktu pomiędzy zębami antagonistycznymi i ich wyszczerbienia, jednak urządzenia te okazały się niepraktyczne, jeśli chodzi o wybicia czy wywichnięcia zębów. Po raz pierwszy pierwowzór ochraniacza wykonał brytyjski dentysta w 1892 roku. Philip Krause, gdyż tak się nazywał ów człowiek, umieścił paski naturalnej gumowej żywicy (gutaperki) na siekaczach szczęki innych znajomych bokserów – on sam również był bokserem amatorem. Na początku XX wieku Jacob Marks stworzył w Londynie specjalnie dopasowany ochraniacz na usta.

W 1947 r. dentysta z Los Angeles dokonał przełomu, stosując przezroczystą żywicę akrylową do utworzenia „szyny akrylowej”. W wydaniu „Journal of the American Dental Association” z 1948 r. procedurę wykonania i dopasowania akrylowego ochraniacza na usta opisał w szczegółach dr Lilyquist.

W 1960 roku ADA zaleciła stosowanie lateksowych ochraniaczy na usta we wszystkich sportach kontaktowych. National Collegiate Athletic Association (NCAA) poszła w ich ślady w 1973 roku i wprowadziła ochraniacze na usta jako obowiązkowe w futbolu uniwersyteckim.

Niemieckie Towarzystwo Stomatologii i Medycyny Jamy Ustnej (Deutsche Gesellschaft für Zahn, Mund und Kieferheilkunde) zaleca, zgodnie z R.A. Mischkowskim i J.E. Zoellerem (Stellungnahme V 1.0, od 12.1999 r.), DZZ 55(00), noszenie ochraniaczy na zęby do następujących sportów: futbol amerykański, baseball, koszykówka, boks i inne sztuki walki, hokej na lodzie i trawie, piłka nożna, gimnastyka, gra w piłkę ręczną, jazda na rolkach lub deskorolce, jazda na rowerze, zwłaszcza kolarstwo górskie, jazda konna i piłka wodna.

Wymagania stawiane ochraniaczom

Należałoby się więc zastanowić, jaki powinien być doskonały ochraniacz na zęby. Po pierwsze, powinien zmniejszyć ryzyko skaleczenia tkanek miękkich i uszkodzenia struktur zęba, powinien zakrywać dziąsła w górnej i dolnej szczęce. Nie powinien wpływać na zgryz i pozycję żuchwy, zapewniać optymalne dopasowanie i retencję (nie może samoistnie wypadać z ust po ich otwarciu), pochłaniać i rozpraszać bardzo dużą część energii już w strefi e uderzenia, nie przenosząc jej dalej, oraz zmniejszać ryzyko wstrząsu mózgu. Jednocześnie nie może wpływać na zaburzenia oddychania lub połykania śliny czy odruchów wymiotnych.

W dalszym czasie nie może powodować podrażnień ani reakcji alergicznych. Powinien być bezwonny i bez smaku oraz wystarczająco gruby (4 mm), aby zapewnić ochronę przed uderzeniami. Ochraniacze do ust w chwili obecnej wykonywane są z następujących materiałów: kopolimeru poli(octan winylu-etylen), poliuretanu lub laminowanych termoplastów. Na rynku można więc spotkać trzy podstawowe typy ochraniaczy:

• gotowy ochraniacz na usta, kupowany w sklepach sportowych, niewygodny i słabo dopasowany dla indywidualnego użytkowania;
• uformowany w ustach heat and bite – po ogrzaniu w gorącej wodzie materiał staje się plastyczny i częściowo dopasowuje się do zgryzu danej osoby. Niestety często tego typu ochraniacze mogą być niewygodne w noszeniu. Sportowcy starają się je dodatkowo modyfi kować poprzez przycinanie. Ale, jak wiadomo, nie każdy jest odpowiednio zdolny manualnie i wyniki tych zabiegów są często dalekie od oczekiwań i funkcjonalności, m.in. z powodu ich słabego dopasowania, słabej retencji i ,,efektu kneblowania”;
• trzecia grupa, na której powinniśmy się skupić, to profesjonalne ochraniacze, które możemy podzielić na: wykonane w technice termoformowania jednowarstwowe lub termoformowania próżniowego, składające się z kilku warstw materiałów. W tej chwili najbardziej popularne są ochraniacze dwu- lub trójwarstwowe, wykonane z dwóch rodzajów materiału twardego i miękkiego.

Jednak przeglądając literaturę, spotkałem się jeszcze z jednym typem ochraniacza, opisanym przez Kalmana.

Ochraniacz typu Kalman

 Podczas urazowego uderzenia w sportach kontaktowych najodpowiedniejszym materiałem do zastosowania w ochraniaczach szczęki do ochrony struktur ustno-twarzowych powinny być elastyczne polimery, które rozkładają koncentrację naprężeń. Z drugiej jednak strony, sztywne szyny do stabilizacji zgryzu są uważane za idealną opcję w porównaniu z miękkimi szynami zgryzowymi dla pacjentów z bruksizmem. Ten sztywny materiał zwiększa aktywność elektryczną mięśni i proces regeneracji nerwowo-mięśniowej.

W oparciu o przedstawione wyżej wymagania, w 2018 roku Kalman opracował nowatorski, hybrydowy ochraniacz na szynę zgryzową (akronim HMG), sugerując konstrukcję, która maksymalizuje kontakty zgryzowe, jednocześnie minimalizując zmianę wymiaru pionowego i przemieszczenie kłykci. Ta konstrukcja może działać jak hybrydowa szyna zgryzowa, łącząca sztywną część zgryzową z elastycznymi kołnierzami. Urządzenie można również modulować, działa wtedy jako samodzielna szyna zgryzowa, następnie może przekształcić się w hybrydowy ochraniacz na zęby, stanowiąc bardziej dostępną ekonomicznie opcję o mniejszym wpływie na środowisko.

Kontynuując swoje badania nad nowym typem ochraniacza, Les Kalman i inni w 2022 roku (2) porównali ze sobą rozkład naprężeń w dwóch typach ochraniaczy, stosując pomiary na modelach za pomocą analizy 3D elementów skończonych. Do testów użyto tradycyjnego miękkiego ochraniacza o grubości 4 mm, wykonanego z PVA, oraz połączonego ochraniacza typu Kalman (fot. 1a-b). Uzyskane wyniki zostały przedstawione w tab. 1.

Uzyskane wyniki świadczą, że ochraniacz posiadający twardą część zgryzową i elastyczne kołnierze chroniące zęby lepiej absorbuje uderzenia. W eksperymencie analizowano rozkład naprężeń w różnych osiach. Okazało się, że w widoku policzkowym model o konstrukcji hybrydowej (HMG) wykazywał najmniejszą wielkość naprężenia dla korzeni zębów przednich. Efekt ten dominuje w siekaczach, ale występuje również w zębach tylnych w obniżonych wartościach.

W innych badaniach przeprowadzonych przez Dave`a Singha i innych (1) z użyciem uderzeń w szczękę na modelu czaszki stwierdzono, że noszenie ochraniacza szczęki znacznie zmniejszało zniekształcenie kości żuchwy i przemieszczenie głowy w porównaniu z modelem, w którym nie zastosowano ochraniacza. Dane te wskazują, że anatomiczny i fi zjologiczny związek żuchwy z kością skroniową podczas uderzenia w szczękę może pozwolić na przeniesienie sił do mózgu, powodując urazy odpowiadające wstrząsowi mózgu.

Z kolei, badając średnią, stwierdzono, że efektywna całkowita energia uderzenia, która dotarła do modeli osłoniętej szczęki, wynosiła 5,66 J. Średnia pochłonięta energia w grupie ochraniaczy wykonanych z kopolimeru octanem etylenu i winylu (EVA) wyniosła 4,39 J, co stanowi 77,8% całkowitej energii uderzenia.

Dave Singh proponuje trzy wytłumaczenia dla zapobiegania wstrząsom przy pomocy ochraniaczy. Po pierwsze, rozpraszanie sił skierowanych na szczękę, po drugie – stabilizacja mięśni szyi i po trzecie – odciągnięcie kłykcia od dołu panewkowego.

Jak dbać o ochraniacze

Skoro wiadomo już, że ochraniacze są skuteczne i zmniejszają ryzyko wystąpienia urazów w obrębie jamy ustnej oraz mogą zapobiegać wstrząsom mózgu, należy uświadomić ich użytkowników, jak najlepiej o nie dbać:

• opłucz ochraniacz na usta mydłem i ciepłą wodą po każdym użyciu. Pozostaw do wyschnięcia na powietrzu. Od czasu do czasu dezynfekuj ochraniacz na usta za pomocą płynu do płukania ust;
• przechowuj ochraniacz na usta w dobrze wentylowanym plastikowym opakowaniu o odpowiedniej sztywności, zapobiegającym jego uszkodzeniu. Pudełko powinno mieć w sobie kilka dziur polepszających przepływ powietrza i odparowywanie nadmiaru wilgoci;
• nie zostawiaj ochraniacza na usta bezpośrednio na świetle słonecznym, w zamkniętym samochodzie lub w schowku samochodowym. Ciepło może go uszkodzić;
• przed każdym użyciem upewnij się, że ochraniacz na usta jest w dobrym stanie;
• poproś dentystę o sprawdzenie ochraniacza podczas kontroli stomatologicznej. Wymień go, jeśli jest uszkodzony. Wymieniaj ochraniacz na usta w przypadku dzieci co 12-18 miesięcy, nawet jeśli wydaje się, że jest w dobrym stanie. Wzrost i nowe zęby mogą zmienić dopasowanie. Takeda i in. badali wpływ podtrzymujących zgryz ochraniaczy na zmniejszanie zniekształceń i złamań kości. Stwierdzili, że noszenie ochraniacza na zęby z niewystarczającą okluzją może spowodować złamanie kości żuchwy;
• w przypadku osoby dorosłej ochraniacze powinny być wymieniane na nowe po leczeniu stomatologicznym lub utracie zębów. W innym przypadku ochraniacz powinien być wymieniony po 3-5 latach użytkowania, w zależności od częstości użycia.

Kolejny artykuł, na który natrafi łem, starając się zebrać informacje na temat ochraniaczy na zęby wykorzystywanych przez sportowców, opisywał stopień świadomości odnośnie tego, co należy zrobić, gdy dojdzie już do kontuzji.

Naveen Kumar Ramagoni (5) przeprowadził ankietę na temat używania ochraniaczy podczas treningu sportów kontaktowych i świadomości, co należy zrobić po urazie. Wyniki badań wskazują, że 10,9% respondentów doświadczyło pewnego rodzaju urazu stomatologicznego, a 12,5% szukałoby pomocy dentysty do leczenia w nagłych wypadkach. Co ciekawe, 34,5% ponownie wszczepiłoby wybity ząb, 33,4% utrzymałoby wybity ząb w chusteczce, a 25,3% utrzymałoby go w roztworze soli fi zjologicznej. W przypadku świadomości na temat kontuzji, 41,1% uczestników było świadomych możliwości kontuzji jamy ustnej podczas uprawiania sportu, a 55,4% wiedziało o ochraniaczach na usta, ale tylko 11,2% uczestników deklarowało ich używanie.

Czytając różne artykuły w tym zakresie, znalazłem również informację, że zębami najbardziej narażonymi na urazy są siekacze środkowe górne (łącznie 33 przypadki), siekacze boczne górne (15), siekacze środkowe dolne (5) oraz zęby boczne. Dodatkowo okazuje się, że urazy te nastąpiły, kiedy sportowcy nie stosowali ochraniaczy.

Na zakończenie może trochę nietypowe badania przeprowadzone przez Battaglia i in. (3), którzy dowodzą, że użytkowanie ochraniaczy przez sportowców trenujących sporty walki typu karate i inne, dzięki odpowiedniemu ułożeniu i naprężeniu mięśni, spowodowało zwiększenie siły zadanego ciosu mocniejszej ręki lub nogi nawet o 18%. Autorzy tego badania tłumaczą te wyniki stwierdzeniem, że właściwa okluzja wzmacnia równowagę mięśniową, na dolne partie mięśni szyi, ramion, a także kończyn dolnych.

Piśmiennictwo

1. Singh G.D., Maher G.J., Padilla R.R.: Customized mandibular orthotics in the prevention of concussion/mild traumatic brain injury in football players: a preliminary study. „Dental Traumatology”, 2009, 1-7.

2. Kalman L., Dal Piva A., Suelen de Queiroz T. et al.: Biomechanical behavior evaluation of a novel hybrid occlusal splint-mouthguard for contact sports: 3D-FEA. „Dent. J.”, 2022, 10, 3.

3. Battaglia G., Messina G., Giustino V.: Infl uence of vertical dimension of occlusion on peak force during handgrip tests in athletes. „Asian J Sports Med.”, 2018 Dec, 9 (4), e68274.

4. Pawar P.G., Suryawanshi M.M., Patil A.K.: Importance of mouth guards in sports: a review. „Journal of Evolution of Medical and Dental Sciences”, 2013, 2 (46), 8903-8908.

5. Ramagoni N.K., Singamaneni V.K.: Sports dentistry: A review. „Journal of International Society of Preventive and Community Dentistry”, 2014, 4 (3), e139-e147.

6. Spinas E., Mameli A., Giannetti L.: Traumatic dental injuries resulting from sports activities; treatment and fi ve years follow-up: an observational study. „The Open Dentistry Journal”, 2018, 12, 1-10.

7. Ferreira G.B., Guimaraers L.S., Fernandes C.P.: Is there enough evidence that mouthguards do not aff ect athletic performance? A systematic literature review. „International Dental Journal”, 2019, 69, 25-34.

8. Kalman L.: Preliminary investigation of a novel mouthguard. „Int J Prev Med.”, 2018, 9, 60.

Fot. archiwum autora

Fot. 1a. Część dolna twarda wykonana z poliwęglanu

Fot. 1b. Część miękka wykonana z PVA, dwie części połączone ze sobą według Lesa Kalmana (8)

Tab. 1. Porównanie zachowania się dwóch typów ochraniaczy podczas testów laboratoryjnych: uderzenia i analizy rozkładu naprężeń wg Kalmana (2)