Cap´ıtulo 2

Anatom´ıa funcional del sistema 2.1.

Introducci´ on

El objetivo principal de este cap´ıtulo es presentar una breve descripci´on de la anatom´ıa de la mand´ıbula humana y de su articulaci´on al cr´aneo. Para generar el modelo de elementos finitos es necesario conocer la geometr´ıa, las cargas y las condiciones de contorno del problema mec´anico asociado. La geometr´ıa est´a directamente relacionada con la forma del hueso maxilar inferior o mand´ıbula; las cargas, con los m´ usculos masticatorios y las condiciones de apoyo, con los movimientos masticatorios y con la articulaci´on que une la mand´ıbula al hueso temporal, llamada articulaci´on temporomandibular (ATM).

2.2.

Mand´ıbula

La mand´ıbula est´a unida al resto del cr´aneo u ´nicamente por un par de articulaciones sinoviales. En ella se distinguen un cuerpo (1) (ver figura 2.1) y una rama ascendente (2) a cada lado. En el cuerpo de la mand´ıbula del adulto puede apreciarse el proceso alveolar (3), en el que las ra´ıces de los dientes dan lugar a las eminencias alveolares (4). En la parte anterior del cuerpo mandibular se encuentra la protuberancia mentoniana (5) compuesta por dos prominencias pares llamadas tub´erculos mentonianos. En la cara externa, en la vertical del segundo premolar, se encuentra el agujero mentoniano (6). La l´ınea oblicua (7) se extiende del cuerpo a la rama mandibular. El ´angulo de la mand´ıbula (8) se forma en la uni´on del cuerpo con la rama. 9

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Anatom´ıa funcional del sistema

Figura 2.1: Mand´ıbula. Vista lateral. Figura tomada de Kahle et al. [46].

La rama de la mand´ıbula tiene dos ap´ofisis: la ap´ofisis coronoides (9) (ver figura 2.1) y la ap´ofisis condilar o c´ondilo (10). En el c´ondilo se aprecia un cuello (12) y una cabeza (13) con la superficie articular. Entre ambas ap´ofisis se extiende la incisura o escotadura mandibular (11). En la cara interna de la cabeza del c´ondilo, por debajo de la superficie articular, se localiza una peque˜ na depresi´on denominada fosa pterigoidea (14) (ver figura 2.2), donde se inserta el m´ usculo pteigoideo lateral. En la proximidad del ´angulo se identifica una superficie rugosa conocida como tuberosidad maset´erica (15) donde se inserta el m´ usculo masetero. En la cara interna de la mand´ıbula, en la rama, se sit´ ua el orificio mandibular (16), que sirve de entrada al canal mandibular por el que discurren nervios y vasos sangu´ıneos. Esta entrada est´a parcialmente oculta por una fina espina ´osea denominada l´ıngula mandibular (17). El surco milohioideo (18) comienza en el agujero mandibular y se extiende oblicuamente en direcci´on caudal. Por debajo del surco milohioideo se halla la tuberosidad pterigoidea (19) donde se inserta el m´ usculo pterigoideo medial. La superficie interna del cuerpo mandibular se halla dividida por una cresta oblicua (ver figura 2.2 y 2.3), la l´ınea milohioidea (20), donde se inserta el m´ usculo milohioideo. Por debajo de esta l´ınea milohioidea se halla la fosa submandibular (21) y por encima de ella y algo m´as anterior la fosa sublingual (22). Los alv´eolos est´an separados por tabiques interalveolares (23). En la zona interna y anterior del cuerpo mandibular se ve la espina mentoniana (24), constituidas por dos eminencias llamadas ap´ofisis genianas y, por fuera

2.2 Mand´ıbula

11

Figura 2.2: Mand´ıbula. Vista medial. Figura tomada de Kahle et al. [46].

y algo por debajo de ellas, se distinguen las fosas dig´astricas (25), donde se insertan los m´ usculos del mismo nombre.

Figura 2.3: Mand´ıbula. Vista posterior. Figura tomada de Kahle et al. [46].

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Anatom´ıa funcional del sistema

2.3.

Articulaci´ on temporomandibular

La ATM es una articulaci´on sinovial que une la mand´ıbula al cr´aneo, concretamente los c´ondilos al hueso temporal. El contacto entre ambas partes ´oseas se produce a trav´es de un disco articular que reparte sobre el hueso temporal las cargas que el c´ondilo le transmite. Estas cargas no son otra cosa que las reacciones a las fuerzas masticatorias. Los movimientos relativos entre mand´ıbula y cr´aneo est´a limitados por una serie de ligamentos. Seguidamente se har´a una breve descripci´on de las partes de la articulaci´on. Disco articular La ATM se halla dividida en dos partes por un disco articular (1) (ver figura 2.4). Las superficies articulares son, de un lado la cabeza del c´ondilo (2) y de otro la fosa mandibular del hueso temporal o fosa glenoidea (3) con la eminencia articular (4).

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4

6 7

Figura 2.4: Secci´on sagital de la ATM. Figura tomada de Hylander [41]. El disco articular forma una envoltura m´ovil para la cabeza del c´ondilo. Tiene forma oval, siendo su parte central considerablemente m´as gruesa que su periferia. Est´a directamente unido al c´ondilo, medial y lateralmente, en los polos del c´ondilo, lo que le obliga a moverse con ´el en la apertura y cierre de la boca. La articulaci´on temporomandibular est´a dise˜ nada para soportar tensiones, por lo que

2.3 Articulaci´ on temporomandibular

13

es capaz de soportar fuerzas que pueden medirse en kilogramos. Como evidencia adicional de que se trata de una articulaci´on que soporta tensi´on, todas las superficies articulares del c´ondilo, cavidad y tub´erculo se encuentran cubiertas por capas avasculares de tejido conjuntivo fibroso denso. La ausencia de vasos sangu´ıneos constituye un signo seguro de que dichas ´areas est´an dise˜ nadas espec´ıficamente para recibir una tensi´on considerable [71].

C´ ondilos La superficie articular de la mand´ıbula comprende las caras superior y anterior de los c´ondilos. En un adulto el c´ondilo tiene entre 15 y 20 mm de longitud y entre 8 y 10 mm de ancho. Su eje largo es perpendicular a la rama mandibular y debido a la inclinaci´on de ´esta, los ejes de los c´ondilos izquierdo y derecho se cortan formando un ´angulo comprendido entre 145 y 160 grados. La superficie articular del c´ondilo es fuertemente convexa vista desde un lateral y no tanto vista desde frente y adem´as est´a visiblemente inclinada hacia delante.

Fosa glenoidea y eminencia articular La fosa glenoidea o fosa mandibular (3) es la concavidad del temporal donde se aloja el c´ondilo. Su pared anterior se denomina eminencia articular (4) y su pared posterior, ap´ofisis postglenoidea. La parte superior de la fosa glenoidea es una pared ´osea muy delgada, lo cu´al puede indicar que no es una zona que soporte mucha carga. La eminencia articular es la barra de hueso compacto que forma la ra´ız posterior del arco cigom´atico y la pared anterior de la fosa mandibular. Tiene la apariencia de una silla de montar: vista desde un lateral es convexa, mientras que vista de frente es ligeramente c´oncava, aunque el grado de convexidad y de concavidad es altamente variable de un individuo a otro. La pendiente anterior de la eminencia articular, denominada plano preglenoideo, desciende suavemente desde la base del hueso temporal. Durante la apertura de la boca, el c´ondilo y el disco articular se mueven en direcci´on anterior por encima de la cresta de la eminencia articular y sobre el plano preglenoideo. Cuando la boca se cierra disco y c´ondilo vuelven a alojarse en la fosa glenoidea vi´endose facilitado su movimiento por la suave pendiente del citado plano. El tejido fibroso que cubre la eminencia articular es bastante grueso y firme. Adem´as, dicha eminencia articular se caracteriza por la densidad del hueso que la compone. Estas

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Anatom´ıa funcional del sistema

caracter´ısticas morfol´ogicas refuerzan la hip´otesis de que es en esta zona de la articulaci´on donde se transmite la mayor parte de las reacciones entre la mand´ıbula y el hueso temporal. C´ apsula articular La c´apsula articular (7) (ver figura 2.5)es un delgado manguito de tejido que reviste completamente la articulaci´on. El manguito consta de una capa externa de tejido fibroso revestida por una membrana sinovial sedosa. Esta membrana tiene la funci´on de producir un tejido que lubrique la articulaci´on y la repare por desgaste.

12 7 8 10 9

11

Figura 2.5: Vista lateral de la ATM. Figura tomada de Kahle et al. [46].

2.3.1.

Ligamentos

Ligamentos colaterales (discales) Los ligamentos colaterales fijan los bordes interno y externo del disco articular a los polos del c´ondilo (7) (ver figura 2.4). Habitualmente se les denomina discales y son dos. El ligamento discal interno fija el borde interno al polo interno del c´ondilo. El ligamento discal externo fija el borde externo del disco al polo externo del c´ondilo. Los ligamentos discales son ligamentos verdaderos, formados por fibras de col´ageno y, por tanto, no son

15

2.3 Articulaci´ on temporomandibular

distensibles. Act´ uan limitando el movimiento de alejamiento del disco respecto al c´ondilo, es decir, permiten que el disco se mueva pasivamente con el c´ondilo cuando ´este se desliza hacia adelante y hacia atr´as. Las inserciones de los ligamentos colaterales permiten una rotaci´on del disco en sentido anterior y posterior sobre la superficie articular del c´ondilo. En consecuencia, estos ligamentos son responsables del movimiento de bisagra de la ATM, que se produce entre el c´ondilo y el disco articular.

Ligamento capsular Toda la ATM est´a rodeada y envuelta por el ligamento capsular (7) (ver figura 2.6). Las fibras de este ligamento se insertan, por la parte superior, en el hueso temporal a lo largo de los bordes de la superficies articulares de la fosa mandibular y la eminencia articular. Por la parte inferior, las fibras del ligamento capsular se unen en el cuello del c´ondilo. El ligamento capsular act´ ua oponiendo resistencia ante cualquier fuerza interna, externa o inferior que tienda a separar o luxar las superficies articulares. Una funci´on importante del ligamento capsular es envolver la articulaci´on y retener el l´ıquido sinovial.

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9

Figura 2.6: Vista medial de la ATM. Figura tomada de Hylander [41].

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Anatom´ıa funcional del sistema

Ligamento temporomandibular La parte lateral del ligamento capsular est´a reforzado por unas fibras tensas y resistentes que forman el ligamento lateral o temporomandibular (8) (ver figura 2.5). El ligamento temporomandibular (TM) tiene dos partes: una porci´on oblicua externa y otra horizontal interna. La porci´on externa se extiende desde la superficie externa del tub´erculo articular y la ap´ofisis cigom´atica en direcci´on posteroinferior hasta la superficie externa del cuello del c´ondilo. La porci´on horizontal interna se extiende desde la superficie externa del tub´erculo articular y la ap´ofisis cigom´atica, en direcci´on posterior y horizontal, hasta el polo externo del c´ondilo y la parte posterior del disco articular. La porci´on oblicua del ligamento TM evita la excesiva ca´ıda del c´ondilo y limita, por tanto, la amplitud de apertura de la boca. Esta porci´on del ligamento tambi´en influye en el movimiento de apertura normal de la mand´ıbula. Durante la fase inicial de ´esta, el c´ondilo puede girar alrededor de un punto fijo hasta que el ligamento TM est´e en tensi´on, debido al giro hacia atr´as de su punto de inserci´on en el cuello del c´ondilo. Cuando el ligamento est´a tenso, el cuello del c´ondilo no puede girar m´as. Para que la boca pudiera abrirse m´as, el c´ondilo tendr´ıa que desplazarse hacia abajo y hacia delante por la eminencia articular. La mand´ıbula se abre con facilidad hasta que los dientes tienen una separaci´on de 20 a 25 mm. En este punto se aprecia una resistencia cuando se abre m´as la mand´ıbula. Si se aumenta a´ un m´as su apertura, se producir´a un cambio claro en el movimiento de apertura, el cual corresponde al cambio de la rotaci´on del c´ondilo sobre un punto fijo al movimiento hacia delante y hacia abajo de la eminencia articular. Este cambio en el movimiento de apertura es producido por tensi´on del ligamento TM. El ligamento TM protege los tejidos retrodiscales de los traumatismos que produce el desplazamiento del disco hacia atr´as. La porci´on horizontal interna protege el m´ usculo pterigoideo externo de una excesiva distensi´on.

Ligamento esfenomandibular El ligamento esfenomandibular es uno de los ligamentos accesorios de la ATM (13) (ver figura 2.6). Tiene su origen en la espina del esfenoides y se extiende hacia abajo hasta una peque˜ na prominencia ´osea, situada en la superficie medial de la rama de la mand´ıbula. No tiene efectos limitantes importantes en el movimiento mandibular.

2.4 M´ usculos que intervienen en la masticaci´ on

17

Ligamento estilomandibular El segundo ligamento accesorio es el estilomandibular (9) (ver figura 2.6). Se origina en la ap´ofisis coronoides y se extiende hacia abajo y hacia adelante hasta el ´angulo y el borde posterior de la rama de la mand´ıbula. Se tensa cuando existe protrusi´on de la mand´ıbula, pero est´a relajado cuando la boca se encuentra abierta. As´ı pues, el ligamento estilomandibular limita los movimientos de protrusi´on excesiva de la mand´ıbula.

2.4.

M´ usculos que intervienen en la masticaci´ on

Cuatro potentes m´ usculos se consideran responsables de la masticaci´on: masetero, temporal, pterigoideo lateral y pterigoideo medial. Estos cuatro, llamados m´ usculos masticatorios, junto con otros m´ usculos de la cara, con la lengua, el paladar y el hueso hioides, funcionan de forma coordinada durante la masticaci´on. A continuaci´on se realiza una breve descripci´on de los mismos, indicando su funci´on, zonas de inserci´on y orientaci´on.

2.4.1.

M´ usculos masticatorios

Masetero El masetero (1) (ver figura 2.7) es el m´ usculo m´as potente del cuerpo humano. Es un m´ usculo rectangular que tiene origen en el arco cigom´atico y se extiende hacia abajo hasta la cara externa del borde inferior de la rama de la mand´ıbula. Est´a dividido en dos partes: una porci´on superficial (2) y otra profunda de menor tama˜ no (3). En una vista lateral se observan sus fibras orientadas hacia abajo y hacia atr´as, insert´andose a lo largo de todo el ´angulo de la mand´ıbula. Visto de frente (figura 2.8) aparece dirigido hacia abajo y en direcci´on medial. El masetero es un potente elevador de la mand´ıbula. Su porci´on profunda ejerce una fuerza vertical sobre ella; en cambio, la porci´on superficial ejerce una fuerza vertical y ligeramente anterior, que es pr´acticamente perpendicular al plano oclusal de los molares. La fuerza que ejerce el masetero sobre la mand´ıbula tiene tambi´en una componente lateral de la que son responsables las dos porciones del mismo pero especialmente la profunda.

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Anatom´ıa funcional del sistema

3

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Figura 2.7: Vista lateral del masetero. Figura tomada de Kahle et al. [46].

Temporal

El m´ usculo temporal (4) (ver figura 2.9) tiene forma de abanico en su origen, situado sobre la superficie lateral del cr´aneo y en la fascia temporal. La regi´on de inserci´on de este amplio m´ usculo ocupa en su mayor parte una depresi´on del hueso temporal, denominada fosa temporal. Abarca igualmente una estrecha banda del hueso parietal, la mayor parte del temporal escamoso, la cara temporal del hueso frontal, la cara temporal del ala mayor del hueso esfenoides y el septum postorbital. Cuando el m´ usculo temporal se contrae, se eleva la mand´ıbula y los dientes entran en contacto. Si s´olo se contraen algunas porciones, la mand´ıbula se desplaza siguiendo la direcci´ on de las fibras que se activan. Cuando se contrae la porci´on anterior, la mand´ıbula se eleva verticalmente. La contracci´on de la porci´on media produce la elevaci´on y la retracci´on de la mand´ıbula. As´ı pues, se trata de un m´ usculo de posicionamiento importante de la mand´ıbula.

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2.4 M´ usculos que intervienen en la masticaci´ on

FT

4 C

AP

Z

RM

1

Figura 2.8: Secci´on coronal del cr´aneo. Se observan los m´usculos masticatorios y la direcci´on aproximada de las fuerzas que ´estos ejercen. Tambi´en se puede apreciar la secci´ on de la rama mandibular (RM), del c´ ondilo (C), del arco cigom´ atico (Z), de la fascia temporal que cubre dicho m´ usculo (FT) y de la ap´ ofisis pterigoidea (AP). Figura tomada de Hylander [41].

Pterigoideo medial

Este potente m´ usculo rectangular, (8) en la figura 2.10, est´a situado en la cara medial de la rama mandibular y puede considerarse hom´ologo del masetero a ese lado de la rama, aunque es un poco m´as peque˜ no y menos potente. En una vista lateral la orientaci´on global de las fibras de este m´ usculo es similar a la porci´on superficial del masetero y por tanto se considera un elevador de la mand´ıbula. Sin embargo, a diferencia de ´este que desarrolla una fuerza con una peque˜ na componente lateral, el pterigoideo medial ejerce una fuerza con una componente medial, importante en el movimiento de desviaci´on lateral.

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Anatom´ıa funcional del sistema

6

5

7 4

2

Figura 2.9: Vista lateral del m´usculo temporal y sus diferentes porciones. Figura tomada de Kahle et al. [46].

Pterigoideo lateral Este m´ usculo (9) tiene dos porciones, superior (10) e inferior (11), como se aprecia en la figura 2.10, en las que aparecen seccionados, y en la figura 2.11. La fuerza resultante que ejerce sobre el c´ondilo la porci´on superior del m´ usculo est´a dirigida hacia delante y en direcci´on medial. Vista de lado, es pr´acticamente perpendicular a la superficie posterior de la eminencia articular y a la cara del c´ondilo que est´a enfrentada a ´esta. Parece por tanto que esta porci´on del m´ usculo tiene una misi´on de estabilizaci´on del c´ondilo, al empujarlo contra la eminencia articular durante la masticaci´on y la incisi´on. La fuerza que desarrolla la porci´on inferior sobre el c´ondilo est´a dirigida hacia delante, medialmente y hacia abajo. Comparado con la porci´on superior su direcci´on de tracci´on se aproxima m´as al plano tangente a la superficie articular de la ATM. La contracci´ on bilateral de ambas porciones inferiores, derecha e izquierda, tira de los c´ondilos y de los discos, que de esta forma superan la eminencia articular en el movimiento de retrusi´on. La contracci´on unilateral de dicha porci´on tira del c´ondilo hacia abajo, hacia delante y hacia dentro, produciendo una desviaci´on lateral.

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2.4 M´ usculos que intervienen en la masticaci´ on

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Figura 2.10: Vista lateral del pterigoideo medial. Las dos porciones del pterigoideo lateral, (10) y (11), as´ı como el temporal, (4), aparecen seccionados por claridad. Figura tomada de Kahle et al. [46].

Durante el cierre de la boca ambas porciones experimentan una contracci´on exc´entrica (est´an en tensi´on pero se alargan), ya que el c´ondilo vuelve hacia atr´as. En estas condiciones, el m´ usculo pterigoideo hace de estabilizador de la articulaci´on controlando los movimientos del c´ondilo.

2.4.2.

Otros m´ usculos que intervienen en la masticaci´ on

Aparte de los anteriores, denominados m´ usculos masticatorios, en la masticaci´on intervienen otros m´ usculos que ayudan a la apertura de la boca y al movimiento de la lengua y el hueso hioides, para la degluci´on.

Dig´ astrico Tiene dos partes: vientre anterior (12) y vientre posterior (13), que se aprecian en la figura 2.12. El posterior tiene su origen en la escotadura mastoidea del hueso temporal (aparece cortado en la figura) y el anterior en la fosa dig´astrica de la mand´ıbula. Ambos se unen en

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Anatom´ıa funcional del sistema

4

10 9 11

Figura 2.11: Vista lateral de las dos porciones, superior (10) e inferior (11), del pterigoideo lateral (9). Tambi´en se puede apreciar el pterigoideo medial: la porci´ on superficial, anterior, est´ a situada lateralmente a la porci´ on inferior del pterigoideo lateral y la porci´ on profunda est´ a situada medialmente a la misma. Figura tomada de Kahle et al. [46].

el tend´on intermedio (14), que se une al hueso hioides por una hoja de la fascia cervical superficial (15). Una de las misiones del dig´astrico es fijar el hueso hioides, junto con otros m´ usculos que se unen a este hueso, que sin embargo no est´a del todo fijo durante la masticaci´on. Al tirar de la mand´ıbula hacia atr´as y hacia abajo act´ ua durante los movimientos de apertura y de retrusi´on.

Milohiodeo El m´ usculo milohiodeo (16) forma un diafragma muscular que sirve de suelo de la boca. Es un m´ usculo plano, amplio de forma trapezoidal y est´a localizado por debajo del vientre anterior del dig´astrico (ver figura 2.12), con el que a veces se funde. La base menor del trapecio se une a la cara anterior del hueso hioides y la mayor a la mand´ıbula a lo largo de la l´ınea milohioidea, hasta la s´ınfisis.

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2.4 M´ usculos que intervienen en la masticaci´ on

12 14 16

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13

15 20

Figura 2.12: M´usculos suprahioideos: vientres anterior (12) y posterior (13) del dig´astrico, milohioideo (16) y estilohioideo (18). De este grupo muscular s´ olo falta el genihioideo, que se representa aparte, en la figura 2.13, por claridad. Figura tomada de Hylander [41].

Su misi´on es elevar el hueso hioides y la lengua, ayudando as´ı a la degluci´on. Tambi´en puede actuar como depresor de la mand´ıbula.

Genihioideo El genihioideo (17) es un m´ usculo en forma de cord´on que se origina en la ap´ofisis geniana y por abajo en el hueso hioides y se inserta en la cara lingual de la s´ınfisis mandibular, a uno y otro lado de la linea sinfisaria (ver figura 2.13). Si la mand´ıbula est´a cerrada su contracci´on puede levantar ligeramente el hueso hioides y la lengua llev´andolas hacia delante. Por contra, si lo que est´a fijo es el hueso hioides o bien est´a situado en su posici´on m´as baja, act´ ua como depresor de la mand´ıbula.

Estilohioideo El estilohioideo (18) es un m´ usculo delgado y redondo que se origina en la ap´ofisis estiloide y se inserta en el asta mayor del hueso hioides. Antes de su inserci´on se divide en dos, abrazando el tend´on intermedio del dig´astrico (ver figura 2.12).

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Anatom´ıa funcional del sistema

16 17

Figura 2.13: M´usculos milohioideo (16) y genihioideo (17). Figura tomada de Hylander [41]. Su funci´on no est´a muy clara y parece tener poca influencia en los movimientos de la mand´ıbula, si acaso, podr´ıa actuar como elevador del hueso hioides. M´ usculos infrahioideos Cuatro m´ usculos en forma de cord´on forman el grupo muscular infrahioideo: el omohioideo (19), el esternohioideo (20), el esternotiroideo (21) y el tirohioideo (22), que se pueden ver en la figura 2.14. Todos los m´ usculos infrahioideos act´ uan de forma conjunta estabilizando y deprimiendo el hioides, cuyos movimientos ascendentes tambi´en quedan limitados por este grupo muscular. As´ı, junto al grupo de m´ usculos suprahioideos (dig´astrico, milohioideo, genihioideo y estilohioideo), controlan la posici´on del hioides la lengua y la mand´ıbula durante la masticaci´on.

2.5.

Movimientos masticatorios de la mand´ıbula

Los movimientos masticatorios son de dos tipos: un movimiento de corte, denominado incisi´on, que se realiza normalmente con caninos e incisivos y un movimiento de trituraci´on del alimento, denominado masticaci´on, que se realiza exclusivamente con premolares y molares. El movimiento de masticaci´on consiste en una secuencia de apertura y cierre de la boca.

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2.5 Movimientos masticatorios de la mand´ıbula

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19 21

19 22

20 21

19

19

Figura 2.14: Grupo muscular infrahioideo: omohioideo (19), esternohioideo (20), esternotiroideo (21) y tirohioideo (22). Figura tomada de Kahle et al. [46].

2.5.1.

Cierre y apertura

Descripci´ on del movimiento Durante los movimientos de apertura y cierre de la boca se produce una traslaci´on y rotaci´on combinadas. La traslaci´on lleva el disco y el c´ondilo hacia delante y hacia abajo, a lo largo de la pendiente posterior de la eminencia articular. Puede incluso llevarlos m´as all´a, sobre el plano preglenoideo. La rotaci´on es amplia y permite una apertura de la boca entre 40 y 60 mm. En la primera fase del movimiento de apertura predomina la rotaci´on, que posteriormente se combina con la traslaci´on hasta la apertura completa (ver figura 2.15). El cierre comienza con una traslaci´on hacia atr´as, hasta que se cierra un tercio de la apertura m´axima, momento en que se superponen traslaci´on y rotaci´on, para llevar a la mand´ıbula a la posici´on de reposo. Si se sigue cerrando la boca a´ un m´as, hasta la posici´on de oclusi´on, el movimiento predominante en esta fase es el de rotaci´on [69].

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Anatom´ıa funcional del sistema

1 2

Figura 2.15: Movimiento de apertura libre. En la primera fase (1) la traslaci´on es mucho menor que en la segunda (2). Figura tomada de Hylander [41].

Actividad muscular

La apertura se produce gracias a la gravedad, la relajaci´on de los m´ usculos elevadores de la mand´ıbula (masetero, temporal y pterigoideo medio) y por la acci´on conjunta del milohioideo, el dig´astrico y el genihioideo. Los m´ usculos infrahioideos mantienen la estabilidad del hueso hioides. Si la apertura es moderada y sin resistencia, el movimiento se produce simplemente por efecto de la gravedad y la relajaci´on de los elevadores (s´olo fase de rotaci´on). En una apertura m´ as amplia, la porci´on inferior del pterigoideo lateral tira de los c´ondilos hacia delante, genihioideo y dig´astrico tiran hacia abajo y atr´as del ment´ on, mientras que el milohioideo hace lo propio con el cuerpo mandibular. El cierre de la boca se produce por la acci´on de los m´ usculos elevadores de la mand´ıbula. Cuando la apertura ha sido amplia se produce primero una relajaci´on de los m´ usculos que abren la boca, relajaci´on que hace que los c´ondilos vuelvan desde el plano preglenoideo hasta la eminencia articular (fase de traslaci´on) y entonces se contraen los elevadores que terminan el movimiento (fase de rotaci´on-traslaci´ on).

2.5 Movimientos masticatorios de la mand´ıbula

2.5.2.

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Masticaci´ on

El ser humano tiene diferentes patrones de masticaci´on: unilateral, si el alimento se sit´ ua siempre en el mismo lado de la boca; bilateral simult´aneo, si el alimento se mastica con los dientes de ambos lados, y bilateral alternante, si se mastica solo con un lado, pero alternando el lado entre masticaciones. Este u ´ltimo es el patr´on m´as habitual, 75 % seg´ un Manns y D´ıaz [58]. En este trabajo se estudiar´a el patr´on bilateral alternante. El movimiento de masticaci´on es una sucesi´on de ciclos denominada secuencia masticatoria. Cada ciclo masticatorio se puede dividir en tres fases [37]: apertura, cierre y fase oclusal. En la fase oclusal se produce el contacto entre la comida y las superficies oclusales de molares y/o premolares. Antes de describir la actividad muscular en los ciclos masticatorios, conviene aclarar que en la masticaci´on unilateral y bilateral alternante los t´erminos ipsilateral y contralateral hacen referencia al lado en el que se sit´ ua el alimento y al lado opuesto, respectivamente. La actividad muscular durante la masticaci´on unilateral o bilateral alternante no es sim´etrica, como tampoco lo eran los movimientos. En la figura 2.16 se observa un registro electromiogr´afico de la actividad de los principales m´ usculos implicados en la masticaci´on. Por encima de cada l´ınea se representa la actividad del m´ usculo ipsilateral correspondiente, por debajo la del contralateral. En la figura 2.16 se se˜ nalan con flechas los instantes en los que se produce la oclusi´on c´entrica, (1), se pierde el contacto, (2), y se produce la m´axima apertura de la boca (3). Se observa c´omo al final de la fase de cierre, cuando comienza la fase oclusal, aumenta la actividad de los elevadores, alcanz´andose el m´aximo casi simult´aneamente en todos ellos [63]. Este m´aximo ocurre durante la fase I, aproximadamente entre 40 y 80 milisegundos antes del instante de m´axima fuerza oclusal, que coincide con la oclusi´on c´entrica [31, 42]. En el instante de m´axima fuerza oclusal comienza tambi´en la actividad de los depresores de la mand´ıbula (dig´astrico y milohiodeo son los u ´nicos de los que se tienen datos) que entran en tensi´on a la vez que los elevadores se relajan y se abre r´apidamente la boca [42]. La actividad del pterigoideo lateral en la masticaci´on es un tema bastante controvertido. Seg´ un Møller [63], las dos porciones act´ uan de forma independiente: la porci´on superior (l´ınea continua en la figura 2.16) act´ ua durante la apertura y la inferior (l´ınea discontinua) en el cierre.

28

Anatom´ıa funcional del sistema

Cierre

Apertura

Cierre

TA 1

2

3

TP MS

200 ms

PM PL DG MH

Figura 2.16: Actividad electromiogr´afica de los principales m´usculos implicados en una masticaci´on unilateral: TA, temporal anterior; TP, temporal posterior; MS, masetero superficial; PM, pterigoideo medio; PL, pterigoideo lateral; DG, dig´ astrico y MH, milohioideo. Se se˜ nalan los siguientes instantes: (1) oclusi´ on c´entrica, (2) p´erdida de oclusi´ on y (3) m´ axima apertura. Adaptado de [63].

Otro hecho destacable es la desigual contracci´ on de los m´ usculos de uno y otro lado, si exceptuamos el masetero profundo. As´ı, el masetero superficial y el pterigoideo medio ipsilaterales son m´as activos que los contralaterales en la masticaci´on unilateral [3, 63, 64].

2.5.3.

Fuerzas desarrolladas por los m´ usculos masticatorios

En la determinaci´on de la fuerza que es capaz de desarrollar un m´ usculo durante una actividad determinada se establecen dos hip´otesis generalmente aceptadas: a) La fuerza desarrollada por un m´ usculo al contraerse es proporcional a la secci´on del mismo, siendo la constante de proporcionalidad un par´ametro fisiol´ogico [35, 76, 79, 92]. b) La contracci´on del m´ usculo es variable a lo largo del tiempo que dura una determinada actividad [54, 55, 63]. De esta forma, la resultante de fuerzas que un m´ usculo realiza en su contracci´ on, Mir se suele escribir: Mir = EM GM i · (XM i · K)

(2.1)

donde K es la referida constante fisiol´ogica, XM i es la secci´on del m´ usculo y EM GM i su

29

2.5 Movimientos masticatorios de la mand´ıbula

actividad, medida por electromiograf´ıa y que representa la proporci´on entre la contracci´on instant´anea del m´ usculo y la contracci´on m´axima que ´este puede experimentar [76, 91]. En este trabajo se considerar´a el valor del par´ametro K, estimado por Weijs y Hillen [92]: 40 N/cm2 , independiente de la edad, sexo y m´ usculo. Estos mismos autores midieron la secci´on de los m´ usculos que se insertan en la mand´ıbula mediante tomograf´ıa computerizada en 16 individuos [92]. Esta medida fue hecha en un plano perpendicular a la direcci´on de las fibras y en mitad del m´ usculo aproximadamente. En la tabla 2.1 se recogen los valores medios para los m´ usculos masticatorios, as´ı como la secci´on del dig´astrico, medida por Pruim et al. [76].

Grupo muscular

Secci´ on (cm2 )

Masetero

6.80

1

Pterig. medio

4.37

1

8.23

1

Temporal

Pterig. lateral Dig´ astrico

2.39

1

1.00

3

Porci´ on de m´ usculo

Proporci´ on2

Secci´ on (cm2 )

XM i K (N)

Superficial

0.70

4.76

190.4

Profundo

0.30

2.04

81.60

1.00

4.37

174.8

Anterior

0.48

3.95

158.0

Medio

0.29

2.39

95.6

Posterior

0.23

1.89

75.6

Inferior

0.70

1.67

66.9

Medio

0.30

0.72

28.7

1.00

1.00

40.0

Cuadro 2.1: Secciones de los principales m´usculos masticatorios y fuerzas m´aximas que pueden ejercer supuesto K = 40 N/cm2 .

1

Weijs y Hillen [92],

2

Nelson [68],

3

Pruim et al. [76].

Nelson [68] recoge de distintos trabajos [3, 29, 53, 56, 63, 98] la actividad electromiogr´afica de los m´ usculos masticatorios en mordida con los incisivos, apriete con los caninos y masticaci´on molar unilateral y bilateral. En este proyecto solo se presentar´an la actividad electomiogr´afica correspondiente a la masticaci´on molar (ver Tabla 2.2). De la misma se tiene un registro temporal [63]. Con los datos de las Tablas 2.2 y 2.1 y la ecuaci´on (2.1), se obtiene la fuerza desarrollada por los distintos m´ usculos en la actividad antes mencionada (ver Tabla 2.3).

30

Anatom´ıa funcional del sistema

M´ usculo

Masticaci´ on Molar Unilateral I

C

Masetero superficial

0.56

0.20

Masetero profundo

0.56

0.20

Pterigoideo medio

0.97

0.47

Temporal anterior

0.65

0.51

Temporal medio

0.60

0.53

Temporal posterior

0.54

0.54

Pterig. lat. inferior

0.35

0.25

Pterig. lat. superior

—

—

Dig´ astrico

0

0

Cuadro 2.2: Actividad de los m´usculos masticatorios en el instante de m´axima actividad muscular durante una masticaci´ on unilateral. I: ipsilateral. C: contralateral.

M´ usculo

Masticaci´ on Molar Unilateral I

C

106.6

38.1

Masetero profundo

45.7

16.3

Temporal anterior

102.7

80.6

Temporal medio

57.4

50.7

Temporal posterior

40.8

40.8

Pterigoideo medio

169.6

82.2

Pterigoideo lateral

33.5

23.9

Masetero superficial

Cuadro 2.3: Magnitud de las fuerzas (expresadas en N) ejercidas por los m´usculos masticatorios de los lados ipsilateral (I) y contralateral (C) en masticaci´ on molar unilateral.