СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ (АДГЕЗИИ) ОТВЕРДЕВШЕГО СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО ЦЕМЕНТА С ОСНОВАНИЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD FOR DETERMINING ADHESION STRENGTH OF HARDENED DENTAL CEMENT TO A BASE AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и касается устройства для исследования степени адгезии несъемных зубных протезов.
Проблема долговечности надежной фиксации несъемных протезов к поверхности опорных зубов продолжает оставаться актуальной в стоматологии. Во многом это обусловлено тем, что недостаточно изучены вопросы: прочности сцепления (адгезии) стоматологических цементов, влияния на адгезию конусности стенок опорных зубов, а также подвижности опорных зубов.
Технический уровень
Известно устройство для определения степени адгезии полного съемного протеза (патент России №2323700, МПК А61С 13/00, опубл. 10.05.2008 г).
Для повышения точности определения силы адгезии базиса полного съемного пластиночного протеза к тканям протезного ложа применяли устройство, предусматривающее внутриротовую часть, выполненную в виде перфорированной подковы.
Заявленное устройство поясняется чертежом. Устройство представляет собой металлическую пластину, состоящую из двух частей: внутриротовой и внеротовой, неподвижно соединенных между собой. Внутриротовая часть выполнена в виде подковы и обращена основанием кнаружи (к внеротовой части). По всей поверхности внутриротовой части расположены перфорационные отверстия. Внеротовая часть имеет продолговатую форму, сужающуюся к наружному краю с отверстием на конце.
На внутриротовую часть устройства фиксируют искусственные зубы полного съемного протеза с помощью самотвердеющей пластмассы. Устройство с протезом вводят в полость рта пациента и плотно прижимают к протезному ложу. К отверстию фиксируют нить с измерительным прибором. Пациента просят приоткрыть рот на 1-1,5 см и, прилагая равномерную нагрузку, оттягивают измерительный прибор, фиксируя силу (F), при которой произошел отрыв протеза от протезного ложа.
Степень адгезии (В) рассчитывают по формуле B=F/S, где F - нагрузка при разрыве, S - площадь протезного ложа. Устройство для определения степени адгезии исследовано у 50 беззубых больных. Полученные данные позволили рассчитать качество фиксации протезов, обеспечивающие возможность оценки степени адгезии пластиночных протезов к подлежащим тканям в момент их первичного наложения и в процессе адаптации к ним. Это позволит прогнозировать, а следовательно, и повысить эффективность ортопедического лечения больных с полной утратой зубов.
Недостатки. Данный способ определения степени адгезии, предложенный в данном изобретении, для пациентов крайне неприятный и может повредить слизистую полость рта. Кроме того, трудоемкий, из-за того, что необходимо изготавливать индивидуально для каждого пациента внутриротовую часть устройства.
Известен способ определения адгезии пленки к подложке (патент России №2421707, МПК G01N 19/04, опуб. 20.06.2011 г.)
В данном способе определения адгезии пленки к подложке включает следующие операции: подготовку образца, приложение отрывающей нагрузки к покрытию путем подачи равномерного внутреннего давления рабочей среды, наблюдение за отрывом покрытия от подложки и определения прочности сцепления, формируют в подложке путем местного удаления материала подложки до покрытия механическим, или химическим или комбинированным путем.
Наблюдают за изменениям давления и формы образуемого купола в процессе нагружения по мере подачи равномерного внутреннего давления рабочей среды, замеряют изменение диаметра основания купола в процессе отслаивания покрытия и обрабатывают результаты.
Недостатки. Предложенный способ не дает достаточной точности, так как отрыв пленки идет не сразу, а постепенно.
Кроме того требуется сформировать отверстие в подложке, что при расчетах результатов необходимо учитывать. И из-за разброса результатов не удается получить полную картину адгезионных свойств стоматологических цементов.
За прототип взят способ определения адгезии отвержденного цементного раствора устройство для его осуществления (патент России, №2644629, МПК G01N 19/04, опубл. 13.02.2018 г.)
Сущность изобретения в том, что осуществляют фиксацию вертикальной направляющей, установку коаксиально формы, заполнение зазора между ними цементным раствором, отверждение цементного раствора в водной среде при заданной температуре, проведение испытания с выдавливанием направляющей прессом из отвержденного цементного раствора. Направляющую изготавливают в виде конуса, а внутреннюю поверхность формы - в виде конуса, параллельного конусу направляющей, для получения по всей высоте формы одинакового кольцевого зазора между ними, заполняемого цементным раствором, причем при отверждении цементного раствора форму сверху закрывают крышкой для исключения взаимодействия раствора с водной средой и нарушения водоцементного соотношения раствора, причем водную среду подбирают исходя из скважинных условий, в которых предполагается использование цементного раствора. Устройство содержит зафиксированную вертикально на основании направляющую с установленной коаксиально формой, пространство между направляющей и формой заполнено отвержденным цементным раствором, причем направляющая выполнена с возможностью взаимодействия с прессом для выдавливания из отвердевшего цементного раствора. Направляющая выполнена в виде конуса, а внутренняя поверхность формы - в виде конуса, параллельного конусу направляющей, для получения по всей высоте формы одинакового кольцевого зазора между ними, заполняемого цементным раствором.
Недостатки. Предложенный способ предназначен для определения адгезии цементов, предназначенных для использования в скважинах.
Испытания проводят на сдвиг. В нашем случае испытание проводят на разрыв и наша задача обеспечить устойчивость протезов на протезном ложе.
Задачей предлагаемого способа является дать более точную количественную оценку сцепления (адгезии) отвержденного стоматологического цемента к основанию.
Поставленная задача решается следующим образом.
Предлагаемый способ определения сцепления (адгезии) отвержденного стоматологического цемента включает: подготовку оснастки, приготовление раствора стоматологического цемента, заливку раствора цемента, выдержку его в термостате и испытание образцов отвержденного цемента на разрыв.
Отличие в том, что при подготовке оснастки к испытанию коническую поверхность модели зуба подвергают пескоструйной обработке, создавая шероховатую поверхность, и покрывают ее несколькими слоями лака. После того, как лак высохнет, по модели зуба, покрытого лаком, получают восковую композицию модели коронки с конической поверхностью внутри модели коронки и по этой восковой композиции отливают металлическую модель коронки с кольцом в верхней части. Затем ацетоном смывают пленку лака с конической поверхности модели зуба.
После чего заливают дозу свежеприготовленного раствора цемента во внутреннюю полость модели коронки.
Далее вставляют коническую часть модели зуба в конусообразную полость модели коронки до соприкосновения краев модели зуба и модели коронки.
Оснастку с моделью коронки, заполненной стоматологическим цементом и соединенной с моделью зуба, помещают для твердения в термостат и выдерживают 24 часа при температуре 37 градусов по Цельсию.
По окончанию твердения стоматологического цемента получают образец в виде усеченного полого конуса с толщиной стенки равной толщине засохшей пленки лака.
Для определения прочности сцепления (адгезии) отвержденного стоматологического цемента с основанием оснастку вместе с затвердевшим стоматологическим цементом закрепляют захватами в разрывной машине и постепенно прикладывают давление на растяжение, фиксируют прикладываемое давление и давления отрыва.
Прочность сцепления (адгезии) определяют как отношение давления отрыва к площади контактной поверхности модели зуба и модели коронки.
Устройство для определения прочности сцепления (адгезии) отвердевшего стоматологического цемента с основанием содержит верхнюю и нижнюю части оснастки с возможностью помещения между ними раствора стоматологического цемента.
Причем нижняя часть представляет собою модель коронку с кольцом вверху для крепления. Внутри имеется полость, в виде усеченного конуса с углом конуса 10 градусов. Верхняя часть оснастки представляет собою модель зуба в виде усеченного конуса с углом конуса 10 градусов с утолщенным основанием, в котором имеется отверстие для крепления в разрывной машине с помощью стержня и захватов.
Как показали проведенные исследования, угол конусности стенок модели зуба и модели коронки, равный 10 градусам - это оптимальный угол для обеспечения наибольшей прочности сцепления зуба и искусственной коронки по форме близкой к форме естественного опорного зуба, препарированного для изготовления несъемного протеза.
Каждая из частей оснастки имеет крепление для ее установки в захвате разрывной машины.
Предложенный способ и устройство поясняется фигурами.
На фиг. 1. - представлена общая схема оснастки с раствором стоматологического цемента,
На фиг. 2. - фотография всех частей оснастки.
На фиг. 1. показано: 1 - модель зуба, 2 - модель коронки, 3 - отвердевший стоматологический цемент. 4 - конус, 5 - отверстие для крепления.
На фиг. 2. показаны:
6 - крепление модели коронки с захватом в разрывной машине.
7 - крепление модели зуба в захват разрывной машины.
Способ и устройство работает следующим образом.
1. Приготовление оснастки (устройства).
1.1. Изготовляют модель зуба 1 из стали в виде усеченного конуса с креплением 7. Угол конусности стенок 10 градусов. Коническую поверхность модели зуба обрабатывают песком, поверхность делают шероховатой.
1.2. Коническую поверхность покрывают несколькими слоями лака и высушивают.
1.3. Изготовляют восковую композицию модели коронки 1 по модели зуба 1 с внутренним усеченным конусом равным углу конуса модели зуба 1. В средней части соединения восковой композиции модели коронки 2 и модели зуба проводят общую прямую риску, для точного сопоставления готовых деталей.
1.4. По восковой композиции модели коронки отливают из металла модель коронки 2.
1.5. С конусной части модели зуба 1 снимают застывшую пленку лака.
2. Подготовка раствора стоматологического цемента.
Раствор приготовляют по инструкции завода и в течение 60 секунд дозу раствора стоматологического цемента заливают в отверстие усеченного конуса модели коронки 2.
3. Конической частью модели зуба 1 вставляют в коническую часть модели коронки до соприкосновения краев моделей.
4. Собранную оснастку с раствором стоматологического цемента помещают в термостат с температурой 37 градуса на 24 часа.
После чего получают образец из застывшего стоматологического цемента с толщиной стенки равной толщине высохшей пленки.
5. Испытание.
5.1. Оборудование.
Разрывная машина по ГОСТ 288840
Испытательная машина Инстрон со скоростью движения траверсы 0,75 мм/мин или со скоростью нагружения 50 н/мин. Микрометр по ГОСТ 6507 с погрешностью 0,01 мл
5.2. Оснастка с отвердевшим стоматологическим цементом зажимается с помощью захватов в разрывной машине. Один из зажимов подвижный, и при его передвижении создают усилия разрыва, которые фиксируется тензодатчиком и выводятся на цифровой дисплей. Скорость нагружения составляет 50 н/мин. Усилия прикладываются до разрыва.
6. Обработка результатов.
Определение прочности сцепления (адгезии) отвердевшего стоматологического цемента определяют по формуле:
Ai=H/S,
где Ai - прочность сцепления (адгезия)
Н - сила отрыва модели коронки зуба от модели зуба
S - площадь контактной поверхности моделей.
Устройство для определения прочности сцепления (адгезии) отвержденного стоматологического цемента с основанием.
Устройство состоит из верхней и нижней частей оснастки с возможностью поместить между ними раствор стоматологического цемента. Нижняя часть оснастки представляет собою модель коронки с кольцом для крепления в разрывной машине, внутри имеется полость в виде усеченного конуса. Верхняя часть оснастки представляет собою модель зуба в виде усеченного конуса с утолщенным основанием, внизу которого имеется отверстие с резьбой для крепления в разрывной машине.
С помощью креплений 5 и 7 оснастка с отвержденным стоматологическим цементом устанавливается на разрывной машине. Следует отметить, что оптимальный угол конуса определен опытным путем при исследовании различных стоматологических цементов и с углами конуса стенок модели зуба, равными 0, 10 и 20 градусов. Конусность стенок опорных зубов, отпрепарированных для несъемных конструкций, не должна быть больше 10 градусов.
Пример. В стоматологической клинике ФГБОУ в Иркутском государственном университете в марте 2018 г. были проведены исследования на тему «Сравнение прочности на разрыв цементов для постоянной фиксации несъемных зубных протезов».
Актуальность: На сегодняшний день на рынке стоматологических материалов представлены различные цементы для фиксации несъемных ортопедических конструкций, все они относятся к трем основным группам: поликарбоксилатные, стеклоиономерные и гибридные цементы, и каждый производитель преподносит свои материалы как самые "уникальные" и "лучшие", ссылаясь на собственные исследования. При этом цены на материалы могут значительно варьировать, следовательно, стоматологи нуждаются в независимых исследованиях для обоснованного выбора оптимального цемента для постоянной фиксации различных типов несъемных зубных протезов.
Цель: Определить и сравнить прочность на разрыв у поликарбоксилатных, стеклоиономерных и гибридных цементов для постоянной фиксации несъемных зубных протезов.
Материалы и методы: Нами создана экспериментальная модель, позволяющая имитировать условия, приближенные к клиническим в полости рта. Изготовлена модель коронковой части опорных зубов, от препарированных с различными углами конусности для различных видов несъемных ортопедических конструкций и различной подготовкой конусной поверхности образцов. Для моделей изготовлены индивидуальные коронки из никель-кобальт-хромового сплава с оснасткой для фиксации в аппарате Instron(CIIIA), определяющего прочность на разрыв. Все коронки зафиксированы на культях зубов поликарбоксилатными, стеклоиономерными и гибридными цементами за 24 часа до проведения исследования.
На аппарате Instron исследована прочность на разрыв трех групп цементов для постоянной фиксации с конусностью образцов 0°, 10° и 20°.
Результаты: Определено, что значимые различия в прочности на разрыв для всех 3-х групп цементов отсутствуют. Также установлено, что уменьшение угла конусности стенок культи опорного зуба улучшает фиксацию, при этом максимальные значение прочности было получено при конусности 0° и составило 550Н (см. табл. 1).
Однако не выявлено насколько существенным является продолжительность затвердевания цементов для прочности на разрыв и окажет ли влияние на прочностные свойства цемента длительность пребывания во влажных условиях, имитирующих полость рта. Также остается открытым вопрос выбора способа обработки поверхности культей опорных зубов перед постоянной фиксацией несъемных зубных протезов, что является предметом наших дальнейших исследований.
Выводы: Поликарбоксилатные, стеклоиономерные и гибридные цементы для постоянной фиксации несъемных зубных протезов показали сопоставимую прочность на разрыв. Влияние на прочность фиксации оказывал не тип выбранного цемента, а угол и шероховатость поверхности конусности препарирования. Прочность на разрыв увеличивалась при снижении угла конусности препарирования и была максимальна при конусности 0° и после пескоструйной обработки. Следовательно, врачам-стоматологам рекомендуется акцентировать свое внимание на конусность препарирования зубов, а не на выбор цемента для постоянной фиксации несъемных зубных протезов.