Коэффициент теплового расширения зуба

Опубликовано: 29.04.2024

К керамическим массам относят твёрдые неорганические материалы, не являющиеся металлами и состоящие из оксидов, карбидов, боридов, нитридов и иных, более сложных соединений. Получают керамику путём спекания при высоких температурах и последующего охлаждения исходных компонентов.

Для придания материалу свойств, необходимых для целевого применения, специалисты совершенствуют технологию обжига, изменяют дисперсность частиц и вводят в массу наполнители, повышающие прочность:

оксиды магния, алюминия и циркония;
лейцит;
дисиликат апатита и лития;
фторапатит.

Для придания керамической массе пластичности используют органические добавки, а обеспечить необходимую цветовую гамму помогают красители:

оксид меди даёт зелёный оттенок;
титана — жёлтый;
марганца — фиолетовый;
железа — коричневый;
кобальта — голубой.

В ортопедической стоматологии керамику используют:

Для создания мостовидных протезов и изготовления одиночных зубных коронок. Такие составы называются каркасными и обладают высокими прочностными характеристиками.
При изготовлении искусственных зубов на съёмных протезах — так называемые монолитные массы, имеющие максимальную прочность.
Для облицовки каркасов из металлокерамики либо безметалловой керамики — облицовочные материалы, характеризующиеся хорошим сцеплением и высокими эстетическими качествами.

Кроме того, из стоматологической керамики изготавливают:

корневые штифты;
десневую часть съёмных протезов;
дентальные имплантаты.

Классификация: виды, их особенности и характеристики

Классифицируют керамические материалы по следующим характеристикам:

микроструктуре;
способу обработки;
целевому назначению.

Учёт всех этих показателей позволяет максимально точно определиться с выбором материала для каждого конкретного клинического случая.

CL-I (порошок/жидкость)

Для данной группы керамомасс характерны:

максимальная прозрачность;
значительная хрупкость по сравнению с иными составами;
хорошие эстетические показатели.

В категорию стоматологической керамики CL-I входят:

Жидкие и порошкообразные составы, включающие частички диоксида кремния, помещённые в стекловидную матрицу, количество кристаллической фазы в которой может варьироваться:

Ceramco 3;
Jensen Dentaj;
Creation Porcelain и иные.

Полевошпатные (алюмосиликатные) материалы:

Shofu;
VITA VM 13;
Vintage Halo.

Материалы класса CL-I — оптимальный выбор:

при реставрации зубных единиц с достаточно хорошо сохранённой структурой и относительно большим количеством остаточной эмали;
для неметаллических конструкций.

Керамику данной группы удобно применять для непосредственного нанесения на эмаль тонким слоем.

Изготавливают составы категории CL-I вручную и используют в ситуациях, когда особенно важна эстетическая составляющая и нет повышенных требований к прочности, а именно — для восстановления:

передних зубов;
премоляров;
реже — моляров.

CL-II (стеклокерамика)

Как и керамомассы класса CL-I, стеклокерамика имеет стеклообразную матрицу, однако имеются отличия по типам кристаллов и стеклокристаллической структуре. Кристаллическую субстанцию выращивают в стекловидной матрице либо добавляют в состав стекла.

Особенности типов тугоплавких кристаллов определяют возможное использование материалов категории CL-II, и в связи с этим их делят на две подгруппы — CL-IIa и CL-IIb.

CL-IIa

Для подкатегории CL-IIa характерно низкое содержание кристаллической составляющей (менее 50 %), из-за чего материалы больше сходны со стеклом, и при их фиксации необходима процедура бондинга — нанесения на зубы специального полимера.

Данная подгруппа, обладающая повышенной плотностью и прочностью, способна выдерживать значительные функциональные нагрузки, в том числе при обнажении областей дентина, непосредственно контактирующих с керамомассой при фиксации.

Представители подкатегории CL-IIa:

VITABLOCS Vark II;
IPS Empress CAD.

Применяют подгруппу керамомасс CL-IIa при изготовлении:

коронок для фронтальных единиц;
объёмных виниров;
вкладок для боковых зубов.

При условии перекрывания материалов CL-IIa облицовочной керамикой, толщина его рабочего слоя должна быть не менее 0,8 мм.

CL-IIb

Данная подкатегория отличается средним либо высоким (более 50 %) содержанием кристаллической субстанции. В стеклянной матрице формируются вторичные очаги кристаллизации, что способствует улучшению механических и физических свойств керамического материала.

В подгруппу CL-IIb входят литий-силикактные составы:

Ivoclar Vivadent;
IPS e.max.

Помимо общих с другими стеклокерамическими массами областей применения, стеклокерамику подкатегории CL-IIb используют для производства полных коронок, которые выдерживают высокие нагрузки даже в области моляров.

Новое направление в подгруппе литий-силикатной стеклокерамики — армирование лития дисиликата диоксидом циркония, количество которого составляет 10 % от общей массы.

На этой основе созданы ZLS-материалы:

CELTRA Duo;
DENTSPLY;
VITA Supriniti.

Данные материалы обладают:

хорошими физическими и оптическими качествами;
повышенной прочностью;
устойчивостью к переломам;
максимальной приближённостью по внешнему виду к естественным тканям зуба.

Все эти свойства обеспечивают ZLS-составам универсальность применения. В частности, их рекомендуют использовать для восстановления коронок с количеством остаточной эмали менее 50 %.

CL-III (высокопрочные кристаллические материалы)

Для данной категории керамических масс характерно минимальное присутствие кристаллической составляющей либо её совершенное отсутствие. От стеклокерамики составы отличаются типом образования соединения между спечённой кристаллической матрицей, на которую приходится от 85 % (подгруппа CL-IIIa) до 100 % (подгруппа CL-IIIb) от общего объёма, и частичками кристаллической субстанции.

Необходимая толщина слоя для данной группы составляет 1,2-1,5 мм.

Большое содержание кристаллов вызывает повышение опаковости керамических масс категории CL-III, поэтому для создания очень прочных, и в то же время эстетически приемлемых конструкций их перекрывают облицовочной керамикой.

Высокопрочные кристаллические материалы можно использовать вместо металла для изготовления подструктуры культи.

CL-IIIa

Этапы изготовления подгруппы высокопрочных керамических масс CL-IIIa:

при помощи CAD/CAM-технологий формируют пористую матрицу заданных размеров;
заливают расплавленным алюмосиликатным лантановым стеклом.

Получается плотный материал, в котором 85 % кристаллической сетки переплетено незначительным количеством стекла.

Производство стоматологических материалов подкатегории CL-IIIa неуклонно сокращается, зато растёт выпуск 100 % кристаллической керамики.

CL-IIIb

Первые представители подкатегории высокопрочных 100 % поликристаллических керамических масс производились на основе оксида алюминия:

Nobel Biocare;
Procera.

Они прекрасно подходят для формирования одиночных коронок, однако в области моляров возрастает риск образования скола.

Более надёжные конструкции получаются из стоматологической керамики на основе диоксида циркония:

Prettau;
3M ESPE;
LAVA.

при повышенной опасности возникновения упругих деформаций;
в случаях значительной потери тканей зубной единицы;
при изготовлении одиночных или входящих в состав мостовидных протезов коронок в области моляров;
в ситуациях, когда сложно провести качественный бондинг.

Для реставрации жевательных единиц используют цельные коронки из полупрозрачных керамических масс на основе диоксида циркония.

CL-IV (металлокерамика)

Металлокерамические материалы представляют собой аналоги керамомасс категории CL-I, слитые с особо прочной подложкой из металла. Такое строение определяет область применения стоматологической керамики группы CL-IV:

при минимальном количестве остаточных тканей зуба;
при полном отсутствии структуры зубной единицы;
когда повышается вероятность возникновения деформаций.

Чтобы обеспечить необходимые эстетические качества, слой керамической массы должен быть не меньше 1,5 мм.

Поскольку при изготовлении металлокерамических конструкций упор делают на прочностные характеристики, для повышения эстетической составляющей применяют облицовку из высококачественных материалов:

Argen USA Inc;
Cartek.

Требования к керамическим массам в стоматологии

Стоматологическая керамика должна обладать рядом необходимых физических, химических, механических и эстетических свойств, соответствующим её целевому назначению:

Повышенной биологической совместимостью с зубными тканями.
Отсутствием в составе токсичных компонентов и раздражителей.
Высокой устойчивостью к воздействию химических веществ.
Достаточной механической прочностью, позволяющей успешно выдерживать возникающие в ротовой полости нагрузки:
- на слом;
- на скручивание;
- на растяжение;
- на на сдвиг;
- на разрыв.
Значениями термического расширения и теплопроводности, совпадающими с соответствующими показателями у тканей натурального зуба
Однородностью состава и цвета:
- без содержания посторонних включений;
- с равномерным распределением красящих веществ.
Эстетическим соответствием по цвету и структуре естественному покрытию зубов.
Технологичностью:
- хорошо смешиваться с водой;
- легко поддаваться ручной формовке;
- надёжно удерживать заданную форму.

Коэффициент теплового расширения

Для того, чтобы напряжения в композите, возникшие в результате температурных колебаний и связанных с ними расширений и сокращений композитной пломбы, были минимальными, коэффициент теплового расширения композита должен быть близок к этому показателю твердых тканей зуба. Стеклянный наполнитель имеет низкий коэффициент теплового расширения, в то время как у полимера он высок, поэтому, чем больше неорганического наполнителя в композите, тем ниже будет коэффициент расширения. Поскольку в микронаполненных композитах больше содержится полимера, причем не только в виде матрицы, но и на предполимеризованных частицах наполнителя, коэффициент их теплового расширения высок по сравнению с таковым у стеклонаполненных композитов.

Примерные величины коэффициентов теплового расширения некоторых, имеющихся в продаже, композитов представлены в Таблице 2.2.4, в которой также приведено сравнение с коэффициентом теплового расширения эмали в виде их отношения.

Рентгеноконтрастность

Когда композиты используют в качестве пломбировочного материала, и особенно, для жевательных зубов, их рентгеноконтрастность представляет особую важность. Определение кариеса под рентгенопрозрачной композитной пломбой практически невозможно, что позволит кариозному процессу развиваться длительное время до его обнаружения. У некоторых композитов рентгеноконтрастность ниже, чем у дентина, что не очень хорошо, потому что не позволяет с помощью рентгеновских лучей обнаружить наличие кариеса. Тем не менее, еще не известно какой оптимальной рентгеноконтрастностью должен обладать композит, поскольку избыточная рентгеноконтрастность может потенциально маскировать кариес, располагающийся под пломбой. Все-таки, композит должен иметь, по крайней мере такую же рентгеноконтрастность, как эмаль. Некоторые композиты, не удовлетворяющие этому требованию, не должны использоваться в качестве пломбировочного материала для жевательных зубов.

Соответствие по цвету

Эстетические качества композитов хорошо известны. Самые ранние композиты страдали изменением цвета, которое может проявляться в трех видах:

• изменение цвета по краю пломбы;

• изменение цвета всей поверхности;

• изменение цвета всего объема пломбы.

Изменение цвета по краю обычно появляется при наличии щели между пломбой и тканями зуба. Остатки органических веществ проникают в щель и приводят к краевому окрашиванию. Устранение краевой щели полностью предупреждает этот тип окрашивания. Если краем является эмаль, то устранить эту проблему можно путем кислотного протравливания для создания связи с эмалью. Связь между протравленной эмалью и композитом достаточно прочная и долговечная, она позволяет достичь хорошей герметичности по краю пломбы и предупредить проникновение органических веществ. Обычно рекомендуют использование ненаполненного полимера в качестве адгезива, так как это помогает улучшить краевое прилегание.

Изменение цвета всей поверхности композита может быть связано с ее шероховатостью и вероятно происходит с теми полимерными композитами, в которых использованы большие по размеру частицы наполнителя. Органические вещества застревают в пространствах между выступающими частицами наполнителя и трудно удаляются при чистке зубов. Полирование подходящим абразивом, таким как пасты с оксидом алюминия, должно удалить это поверхностное окрашивание.

Важно, чтобы полирование было проведено в несколько этапов, например, вначале алмазным инструментом с размером абразива 20 мкм, затем пастой с частицами размером 7 мкм и окончательная (финишная) обработка пастой с частицами размером 1 мкм. Это даст оптически гладкую полированную поверхность микронаполненных композитов без каких-либо ямок и царапин, так можно отполировать и гибридные композиты с небольшими по размеру частицами наполнителя.

Иногда наблюдают темный изрытый участок нарушения цвета, который возник из-за вскрытия воздушных пузырьков по мере износа композита. Такое нарушение цвета не может быть легко удалено, и лучше заменить пломбу светоотверждаемым композитом, не оставляя в материале «замороженных» пузырьков воздуха, благодаря соблюдению правил наложения пломбы.

Изменение цвета всего объема или большой глубины пломбы представляет особую проблему, если она изготовлена из композита химического отверждения типа паста-паста с аминным активатором. Изменение цвета такой реставрации происходит медленно в течение продолжительного времени, придавая пломбе отчетливо желтую окраску. Этот вид нарушения цвета возникает как из-за химического разрушения компонентов в матрице полимера, так и абсорбции ротовой жидкости. Композиты, активируемые видимым светом, имеют значительно большую цветовую стабильность.

Подобно внедрению в практику пакуемых и текучих композитов, продиктованное клинической необходимостью, производители разработали и выпустили целый ряд новых композитов с высокими эстетическими качествами. Эти композиты наполнены частицами с минимальным размером - не более 2 мкм и средним около 0,6 мкм, что делает их великолепно полируемыми. В настоящее время имеется целая «артистическая » палитра с большим разнообразием материала по цвету и прозрачности.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

Теплофизические свойства сополимеров

Для сополимеров характерна более резко выраженная температурная зависимость механических свойств по сравнению с другими материалами, ранее применяемыми в стоматологии (цементы, амальгамы, металлы и т. д.). Эта зависимость обусловлена вязко-упругой природой деформации, т. е. сочетанием свойств вязкой жидкости (где вся работа, производимая при ее деформировании, рассеивается в виде тепла) и упругого тела, где она накапливается в виде потенциальной энергии, подобно растянутой пружине.

К теплофизическим свойствам сополимерных материалов относятся теплостойкость и тепловое расширение, теплопроводность.

Теплостойкость и тепловое расширение

Величина теплостойкости, или температуры размягчения, определяет предельную температуру эксплуатации сополимерных стоматологических материалов. Иными словами, это те предельные температуры, при которых сополимерный материал выдерживает определенную нагрузку в течение заданного времени. Для большинства аморфных стоматологических сополимеров теплостойкость близка к температуре стеклования. Величины теплостойкости сополимеров определяют из термомеханических кривых. Теплостойкость измеряется различными методами.

Так, теплостойкость полиметилметакрилата по Мартенсу 60—80° С, а но Вика 105—115° С. Введение в сополимерные стоматологические материалы неорганических наполнителей повышает теплостойкость, введение пластификаторов ее снижает.

Рабочие температуры использования стоматологических сополимерных материалов, а также процессы их обработки (шлифовка, полировка и т. д.) должны лежать ниже их теплостойкости. В противном случае будет происходить изменение механических характеристик этих материалов и их геометрических размеров, что имеет первостепенное значение для базисных сополимерных материалов.

Для большинства стоматологических сополимеров в качестве таких предельных рабочих температур можно использовать величины температур стеклования (Тс). С увеличением гибкости сополимерных цепей, например, с ростом длины олифатического радикала в полиалкилметакрилатах, изменяется Тс.
Температура стеклования, а следовательно, и теплостойкость сополимеров возрастает с увеличением полярности сополимерных цепей, приводящей к росту межмолекулярных взаимодействий макромолекул (силы когезии).

Найдена эмпирическая зависимость между Тс и свободным объемом сополимера.

Тепловое расширение сополимерных стоматологических материалов, кроме величин объемного теплового расширения, характеризуется также величинами линейного расширения. Однако большинство стоматологических сополимерных композиций, представляет апизатропные материалы, содержащие вещества с различными значениями величин . Это вызывает дополнительные внутренние напряжения в стоматологических материалах и в конечном итоге приводит к их разрушению. Как было показано выше, уменьшение различий в величинах а для составляющих композиционных пломбировочных материалов достигается соответствующим выбором неорганических наполнителей (пылевидный кварц и др.) и их обработкой (аппретированием) органическими соединениями.

Величина коэффициента линейного (объемного) теплового решения определяется на основании изменения длины или объема в зависимости от температуры:

где l₀ — длина образца при исходной температуре; βт — коэффициент линейного теплового расширения в диапазоне температур; l₁ — длина образца при температуре Т₁;l₂ — длина образца при температуре Т₂.

Как правило, используется средний коэффициент между Т₁ и Т₂:

Относительное удлинение при повышении температуры от 0° С до Т°С составит

и может быть изображено координатами ε — Т в определенном интервале температур эмпирической кривой, проходящей через начало координат ε=аТ+ЬТ 2 . Подобным образом коэффициент линейного расширения может быть получен графически.

Для большинства материалов этот весьма важный показатель непрерывно и постепенно увеличивается с повышением температуры до появления признаков химических и физико-химических превращений.

Характерные для сополимерных пломбировочных материалов изменения хода кривой связаны с фазовыми превращениями, вызванными структурными преобразованиями. В критических точках наблюдается резкое изменение коэффициента, либо разрыв кривой. Изотропное тело, например, при тепловом расширении сохраняет свою форму, поскольку длина его изменяется в любом направлении равнозначно, и выглядит:

Следовательно, для изотропного тела (материала) коэфицент объемного расширения будет равен:

Для анизотропных материалов, какими являются большинство стоматологических композитов, коэффициент линейного расширения а в различных направлениях не равнозначен.

Эти исследования стоматологических сополимерных материалов, используя метод их дилатометрического изучения, позволили определить не только изменение линейных размеров твердого тела, но и изучить ход многих явлений и процессов, происходящих в материале при изменении температуры. При помощи дилатометрии можно исследовать фазовые переходы с момента изготовления пломбировочного материала до его полного отверждения.

Исследованию подвергались все группы сополимерных пломбировочных материалов на основе: а) акриловых смол — норакрил-65; б) эпоксидных смол — дентоксид; в) эпоксиакриловых сополимерных композиций — акрилоксид.

Изучение проводилось в динамике и сравнении с твердыми тканями зуба, с которыми они контактируют (табл.40).

Установлено, что из всех подвергнутых изучению материалов наиболее устойчивыми к сохранению первоначального размера оказались материалы на основе эпоксидных смол. Коэффициент линейного теплового расширения в диапазоне исследуемых температур у этого материала был постоянным, независимо от изменения очередности нагрева и охлаждения образцов. Заметно неустойчивыми материалами оказались материалы на основе акриловых смол.

При рассмотрении системы зуб — пломба и сравнительной оценки свойств пломбировочных материалов главными ориентирующими показателями должны быть величины значений физико-механических свойств твердых тканей зуба. Результаты известных работ, отражающих эту проблему, имеют существенные различия. Wilson и др. (1970), в частности, получили значение коэффициента теплового расширения тканей зуба весьма сложным и неясным математическим расчетом.

Нами при изучении термодеформационных характеристик тканей зуба (исследовались образцы из 20 удаленных зубов) были получены неожиданные результаты. После некоторого теплового воздействия на образцы (исследования проводились на дентине свежеудаленных 3 | 3 зубов, верхних клыков, помещенных в изотопический раствор хлорида натрия) они начали уменьшаться. С повышением температуры отрицательная деформация существенно возросла, достигнув при температуре 64° С около 0,1%. При последующих нагревах характер термодеформационных кривых сохранялся, и только после девятого, десятого цикла (нагрев — охлаждение), длившихся в течение 14 ч, эти кривые становились устойчивыми. Образцы, изготовленные из других зубов (для достоверности), дали подобный эффект при тепловом воздействии. Наличие межструктурного плазменного субстрата у только что удаленного зуба является, по всей вероятности, причиной отрицательной деформации и соответственно отрицательного значения величины коэффициента линейного теплового расширения. Иными словами, процесс воздействия температурного фактора приводит к «высушиванию» образца и уменьшению его размера. Для доказательства этого было проведено взвешивание образцов из свежеудаленных зубов до термотренировки и после. Результаты взвешивания после 14-часового нахождения их в термоциклических условиях составили 7,61 ± ±0,57%. Эти данные представляют большой теоретический интерес.

Для получения истинного значения коэффициента линейного теплового расширения зубной ткани и основных пломбировочных материалов исследования проводились в условиях, приближенных к естественным. Образцы испытывали как в изолированной, так и в агрессивной средах. При исследовании сополимерных материалов, используемых для пломбирования зубов в диапазоне известных температур, присутствие агрессивной среды заметного влияния на ход термодеформационных кривых не оказало. В табл. 40 показаны зависимости показателей коэффициентов линейного расширения от циклических температурных нагрузок для различных групп пломбировочных материалов в сравнении с показателями твердых тканей зуба. Эти данные еще раз подтверждают имеющиеся различия, возникающие при температурных воздействиях между элементами системы зуб — пломба.

Диапазон температур, 0 С

Акриловый базисный материал

К химическимотносятся те свойства, которые проявляются при химическом взаимодействии материала с окружающей средой полости рта. Металлы и другие материалы в процессе отработки подвергаются действию кислот и растворов. Материалы, находящиеся в полости рта подвержены действию слюны, пищи, имеющих различную – кислую или щелочную среду.

Процессы выделения металлов из состава сплавов, окисление металлов при нагревании, полимеризация, взаимодействие между ионами фтора, кальция и фосфора, входящих в составы профилактических материалов, с твердыми тканями зубов, твердение материалов и др. представляют собой химические реакции.

Одним из требований, предъявляемым к конструктивным материалам, является их химическая инертность. Ряд металлов и сплавов не могут быть использованы для изготовления зубных конструкций из-за коррозионной неустойчивости, приводящей к разрушению металла. К химическим свойствам относят такжеокисляемостьирастворимость. Для определения коррозионной стойкости в различных условиях используют метод испытаний в жидкости с полным погружением, в парах, в кипящем солевом растворе, в атмосфере, в лабораторных условиях.

Механические свойствахарактеризуют способность материалов сопро-тивляться действию внешних сил. К основным механическим свойствам отно-сят прочность, твёрдость, вязкость, упругость, пластичность, хрупкость. Механические свойства материалов подчиняются законам механики и изучаются в разделе физики, который отражает закономерности влияния энергии и силы на физическое тело. Жевательные и другие функциональные нагрузки – это силы, которые действуют на стоматологические материалы в условиях полости рта. В зависимости от функции различных групп зубов (резцы, клыки, премолляры, моляры) жевательная нагрузка колеблется от 50 до 30-500 Н (Ньютон), наибольшая приходится на жевательные зубы. Механические свойства определяют как поведет себя материал под действием этих сил.

Механические свойства твердых тел – прочность на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, удар, твердость – характеризуют сопротивление материалов воздействию различных нагрузок и в значительной мере определяют область их применения при восстановлении зубов. Под действием нагрузки в твердом теле происходят изменения (деформации) или оно разрушается. Различают упругие (эластичные) или обратимые деформации (после снятия нагрузки к твердому телу возвращается первоначальная форма) и остаточные (пластичные) или необратимые (после прекращения действия нагрузки формы и размеры тела изменяются).

Материалы по различным свойствам разделяют на:

- изотропные(свойства материалов одинаковы в любых направлениях, например, металлы, каучук);

- анизотропные(свойства в различных направлениях не одинаковые, например, дерево, волокна, слоистые пластики).

Важным свойством материала является прочность.

Прочность– это способность материала без разрушения (деформации) противостоять действию внешних сил.

Деформация– это изменение размеров и формы тела под действием приложенных к нему сил.

Предел прочности– это степень деформации материала до наступления разрыва, определяется процентом вытяжения или сжатия материала под воздействием сил вытяжения или компрессии.

Теоретическая прочностьматериала исходит из его строения, межмолекулярных связей, может предсказать его прочность, но его реальная прочность в 10-100 раз ниже. Реальные изделия не имеют идеальных гладких поверхностей. Пломбы, искусственные коронки, мостовидные протезы имеют неправильную геометрическую форму с изгибами, углами, надрезами, в которых будут концентрироваться напряжения под действием жевательных нагрузок, их называютконцентраторами напряжения. Если концентраторы действуют в хрупком материале, таком как керамика, в нем образуется трещина, которая мгновенно распространяется по материалу и приводит к разрушению, внезапно, без видимых деформаций.

Металлы способны течь и удлиняться до 120% от их первоначальной длины, прежде чем разрушиться. Полимеры в основном не прочны и очень эластичны по сравнению с металлами и керамикой, что объясняется особенностями молекулярного строения: сильные связи внутри полимерных цепей и слабые – между цепями.

Технические свойстваопределяют способность материалов подвергаться различным видам обработки. К ним относятся испытания на литье, ковкость, штамповку, прокатку, волочение, свариваемость, пайку и обработку режущими инструментами.

Под биологическими свойствамиматериаловпонимают возможное воздействие их на биологическую среду, в которой они находятся. Все конструкционные и вспомогательные материалы не должны оказывать отрицательное влияние на ткани и жидкости, с которыми они контактируют, изменять микрофлору полости рта, нарушать митотический процесс, влиять на рН, нарушать кровообращение, чувствительность, тем более не вызывать воспаления и т.д.

Все конструкционные материалы проходят специальную проверку на животных и в биологических средах на биологическую инертность. Стоматологический материал должен отвечать определенным токсико-гигиеническим требованиям.

Схема ориентировочной основы действия

CC BY

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Елгина А. Н., Морозова Светлана Ивановна, Улитенко А. И., Глухова Е. А.

Изучена зависимость коэффициента линейного расширения композитных пломбировочных материалов Composite, Alert, Filtek Z250, Valux Plus, Charisma и Admira Flow от температуры.

THE INVESTIGATION INTO ADHESIVE PROPERTIES OF COMPOSITE DENTAL RESTORATIVE MATERIALS DEPENDING ON THE THERMAL EXPANSION COEFFICIENT

This study was focused on the elucidation of the temperature dependence of the expansion coefficient of a number of composite dental filling materials, such as Composite, Alert, Filtek Z250, Valux Plus, Charisma, and Admira Flow.

Текст научной работы на тему «Изучение адгезивных свойств композитных пломбировочных материалов в зависимости от коэффициента теплового расширения»

РОССИЙСКИЙ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, №1, 2012

А. Н. Елгина, С. И. Морозова, А. И. Улитенко, Е. А. Глухова

изучение адгезивных свойств композитных пломбировочных материалов в зависимости от коэффициента теплового расширения

Кафедра терапевтической и детской стоматологии ГБОУ ВПО Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова Минздравсоцразвития России (390026, г. Рязань, ул. Высоковольтная, д. 9)

Ключевые слова: композитные пломбировочные материалы, коэффициент линейного расширения

THE INVESTIGATION INTO ADHESIVE PROPERTIES OF COMPOSITE DENTAL RESTORATIVE MATERIALS DEPENDING ON THE THERMAL EXPANSION COEFFICIENT Elgina A.N., Morozova S.I., Ulitenko A.I., Glukhova E.A.

В настоящее время композитные пломбировочные материалы занимают лидирующие позиции среди всех реставрационных материалов и их область применения с каждым годом все больше расширяется. Физико-химические свойства современных композитов позволяют использовать их в диапазоне от малоинвазивных вмешательств при герметизации фиссур до реконструкции культей под ортопедические конструкции.

Свойства композитов зависят главным образом от размера частиц и степени наполнения органической матрицы неорганическим компонентом. Размер частиц влияет на по-лируемость, устойчивость к стиранию и цветостабильность. От степени наполнения зависят прочность, тепловое расширение, полимеризационная усадка. Степень наполнения напрямую связана с размером частиц: чем он меньше, тем меньше степень наполнения.

Проведенный анализ литературных источников свидетельствует о большом выборе пломбировочных материалов. Многие ученые проводят исследования композитов по цветоустойчивости и сохранению краевого прилегания пломб, но, к сожалению, результаты этих исследований не всегда однозначны.

Все перечисленное выше затрудняет выбор практическими врачами-стоматологами соответствующего материала, поэтому мы сочли целесообразным изучить зависимость коэффициента линейного расширения композитных пломбировочных материалов от температуры (Charisma, Valux Plus, Admira flow, Alert, V.L.C.Composite и Filtek Z250).

Цель исследования - изучение зависимости коэффициента линейного расширения композитных пломбировочных материалов от температуры (Composite, Alert, Filtek Z250, Valux Plus, Charisma и Admira Flow).

Морозова Светлана Ивановна - зав. каф. терапевтической и детской стоматологии, тел. 8 (910) 614-75-77

Материал и методы

Физико-техническими методами определяли зависимость коэффициента линейного расширения пломбировочных материалов от температуры. Исследования проводили на базе ГОУ ВПО Рязанская государственная радиотехническая академия.

Изготовление экспериментальных образцов на основе пломбировочных материалов Composite, Alert, Filtek Z250, Valux Plus, Charisma и Admira Flow осуществляли следующим образом:

1. Шприц с пломбировочным материалом закрепляли вертикально с помощью лабораторного штатива выходным отверстием вниз. Вращением штока поршня по часовой стрелке из шприца медленно выдавливался цилиндрический столбик пломбировочного материала высотой около 55 мм. После этого пломбировочный материал подвергали воздействию ультрафиолетового излучения с помощью двух ламп Supra 1000 до полной полимеризации.

2. На полученных таким образом заготовках выделяли прямолинейные участки, а излишки материала удаляли с помощью алмазного диска. Плоская форма торцов исследуемых образцов обеспечивалась обработкой на шлифовальном круге.

3. Для придания образцам устойчивости в процессе измерений их приклеивали к кварцевому диску толщиной 0,5 мм. При такой толщине диска и крайне малом коэффициенте термического расширения кварца (6 • 10-7 °С-1) вносимая систематическая погрешность измерения будет находиться за пределами чувствительности измерительного прибора.

Для исследования термического расширения пломбировочных материалов Composite, Alert, Filtek Z250, Valux Plus, Charisma и Admira Flow спроектировали и изготовили экспериментальную установку.

Принцип действия экспериментальной установки заключался в следующем: исследуемый образец помещали строго вертикально в емкости, а к его верхнему срезу подводился подвижный шток часового индикатора перемещений. При этом показания индикатора, соответствующие температуре окружающей среды, принимались за нулевую точку отсчета. Далее

включался регулируемый источник питания HY 3010 Е и с помощью регулировки его выходного напряжения к нагревателю подводили определенное значение электрической мощности, приводившей к нагреву воды в емкости. Повышение ее температуры продолжалось до установления термодинамического равновесия, при котором подводимая мощность становилась равной мощности, отводимой за счет испарения воды и естественной конвекции воздуха. В этот момент фиксировали значение температуры образца и показания индикатора перемещений. По разности показания индикатора и значения, соответствующего нулевой точке отсчета, определяли абсолютное приращение длины образца при данной температуре.

В процессе математической обработки экспериментальных данных установлены аналитические соотношения, описывающие зависимость коэффициента линейного расширения пломбировочных материалов от температуры.

Полученные аналитические соотношения позволяют рассчитать температурные изменения размеров пломбировочных материалов Composite, Alert, Filtek Z250, Valux Plus, Charisma и Admira Flow при любой исходной протяженности. Эти соотношения используют для проведения сравнительного анализа данных материалов с одинаковой протяженностью, равной 5000 мкм (5 мм) в диапазоне температур от 15 до 55°С. Указанный температурный диапазон соответствует колебаниям температуры пломбировочного материала на величину около ± 20°С относительно нормальной температуры тела здорового человека. Примерно аналогичная ситуация наблюдается при употреблении таких пищевых продуктов, как мороженое, чай или кофе.

Выявлено, что наименьшие абсолютные приращения длины дает пломбировочный материал Charisma. При значениях температур T = 15°С и T = 55°С они составляют Al = -5,03 мкм и Al = +5,81 мкм соответственно.

Пломбировочный материал Admira Flou несколько уступает материалу Charisma. Его абсолютные приращения при температурах T = 15°С и T = 55°С составляют Al = -5,41 мкм и Al = +6,44 мкм.

При охлаждении абсолютные приращения пломбировочного материала Alert соизмеримы с материалом Admira Flou. При температуре T = 15°С оно составляет Al = -5,44 мкм. Однако при нагреве его приращения выше. При температуре T = 55°С оно составляет Al = +6,95 мкм.

Абсолютные приращения длины материалов Composite, Filtek Z250 и Valux Plus при нагреве практически одинаковы. При температуре T = 55°С они составляют Al = 7,36 мкм, Al = 7,26 мкм и Al = 7,45 мкм соответственно.

При охлаждении абсолютные приращения длины материалов Composite и Valux Plus также практически идентичны. При температуре T = 15°С они составляют Al = -6,98 мкм и Al = -6,93 мкм. В данном случае Composite и Valux Plus уступают материалу Filtek Z250, для которого Al = -6,51 мкм.

Следует, однако, отметить, что коэффициенты линейного расширения исследуемых пломбировочных материалов существенно превышают коэффициенты расширения твердых тканей зуба. Наибольшими коэффициентами линейного расширения обладают пломбировочные материалы Composite и Valux Plus. Несколько лучшими свойствами, с точки зрения коэффициента линейного расширения, обладает материал Filtek Z250. Еще более низкими коэффициентами линейного расширения характеризуются пломбировочные материалы Alert и Admira Flow.

Наименьшим коэффициентом линейного расширения обладает пломбировочный материал Charisma. В таких условиях хорошая фиксация пломбировочных материалов Charisma, Admira Flow и Alert объясняется их достаточной пластичностью.

Вывод: на адгезию пломбировочного материала влияет коэффициент линейного расширения композитных пломбировочных материалов, что подтверждено результатами исследования зависимости коэффициента линейного расширения рассмотренных материалов от температуры. Выявлено, что коэффициенты линейного расширения данных пломбировочных материалов существенно превышают коэффициенты расширения твердых тканей зуба.

О. И. Ефанов, В. Н. Царев, А. Г. Волков, А. С. Носик, Н. Ж. Дикопова, А. Л. Шпилко, А. А. Третьяков

АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЦИНКА ПРИ АПЕКС-ФОРЕЗЕ

Московский государственный медико-стоматологический университет (127473, г. Москва, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1)

Изучена антибактериальная эффективность цинка при апекс-форезе. Результаты исследования показали, что применение цинковых электродов не целесообразно в связи с тем, что по своим антибактериальным свойствам в отношении большинства представителей патогенной микрофлоры корневых каналов зубов цинковые электроды уступают серебряно-медным, применяемым в настоящее время. При проведении апекс-фореза цинк следует использовать в качестве раствора электролита - сульфата цинка, которым смачивают корневой канал в ходе процедуры. Выраженное противомикробное действие обеспечивает 2% раствор сульфата цинка.

Ключевые слова: апекс-форез, антибактериальный эффект ANTIBATERIAL EFFECTS OF ZINC DURING APEX-PHORESIS

Efanov O.I., Tsarev V.N., Volkov A.G. Nosik A.S., Dikopova N.Zh., Shpilko A.L. Tret'yakov A.A.

This work was designed to study antibaterial effects of zinc used in apex-phoresis. The data obtained indicate that the application of zinc electrodes can not be recommended for the purpose of apex-phoresis because their antibacterial activity against the majority ofpathogenic microflora species known to occur in the root canals of the teeth is much lower than that of the currently used silver-copper electrodes. Zinc should be used during apex-phoresis in the form of sulphate as a component of electrolyte solution for the moistening of the root canals. A 2% zinc sulphate solution was shown to produce a well-apparent antibacterial effect.

Key words: apex-phoresis, antibacterial effect

Читайте также: