Обоснование выбора метода моделирования адгезивной волоконной конструкции

ОБМЕН ОПЫТОМ

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА МОДЕЛИРОВАНИЯ АДГЕЗИВНОЙ ВОЛОКОННОЙ КОНСТРУКЦИИ

Луцкая И.К., доктор мед. наук, профессор, зав. кафедрой терапевтической стоматологии БелМАПО Новак Н.В., доктор мед. наук, доцент кафедры терапевтической стоматологии БелМАПО, Минск Кавецкий В.П. канд. мед. наук, доцент кафедры общей стоматологии БелМАПО, Минск

Lutskaya I.K., Novak N.V. Kavetskiy V.P. Belarusian Medical Academy of Post-Graduate Education, Minsk Justification of a choice of a method of modeling adhesive fiber design

Резюме. Приведены данные по изучению прочности образцов в системе«зуб - композит - волокно». Представлены принципы дифференцированного подхода к выбору расположения волоконного каркаса при изготовлении адгезивных конструкций в клинике.

Ключевые слова: система«зуб - композит - волокно», волоконный каркас, адгезивные конструкции.

Современная стоматология. - 2014. - №1. - С. 41-45.

Summary. Data on studying of durability of samples are provided in tooth-composite-fiber system. The differentiated approach to a choice of an arrangement of a fiber framework is presented at production of adhesive designs in clinic. Keywords: tooth - composite - fiber system, fiber framework, adhesive designs.

Sovremennaya stomatologiya. - 2014. - N1. - P. 41-45.

Восстановление целостности зубного ряда является актуальной проблемой современной стоматологии. Уже при наличии единичных включенных дефектов зубных рядов рекомендуется их обязательное устранение, поскольку потеря даже одного зуба с течением времени приводит к развитию деформации зубных рядов и прикуса, воспалительно-дистрофическим изменениям в пародонте, функциональным нарушениям жевательных мышц [2, 3, 8]. Более того, несвоевременное замещение малых дефектов зубных рядов вызывает впоследствии еще более выраженные эстетические нарушения, формируя негативный психоэмоциональный стереотип поведения пациентов [4, 6, 8].

Развитие стоматологического материаловедения, а также желание пациентов как можно дольше сохранить собственные зубы позволило активно совершенствоваться малоинвазивным методам замещения зубного ряда - адгезивным волоконным конструкциям [1, 5, 7, 9].

Однако отсутствие четких показаний к выбору типа адгезионного мостовидного

протеза обусловливает появление ошибок и осложнений при реставрировании зубных рядов армирующими конструкциями.

Повысить эффективность лечения малых дефектов зубных рядов можно путем дифференцированного выбора расположения волоконного каркаса при изготовлении адгезивных конструкций.

Для изготовления адгезивных волоконных конструкций нами использовались стекловолоконная лента GrandTEK VOCO и композиционный материал Grandio VOCO.

Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) адгезивных волоконных конструкций (АВК) в системе «зуб - протез» выполнялось на базе Республиканского компьютерного центра машиностроительного профиля Объединенного института машиностроения НАН Беларуси в программном комплексе конечно-элементного анализа «ANSYS» (США). Исследовались четыре конечно-элементные модели АВК, отличающиеся количеством и расположением элементов армирующего каркаса. Модель №1 включала один армирующий элемент, расположенный в вертикальной плоскости (рис. 1); модель №2 содержала один армирующий элемент, расположенный в горизонтальной плоскости (рис. 2); модель №3 включала два армирующих элемента, которые располагались в вертикальной плоскости параллельно друг другу (рис. 3);

модель №4 состояла из двух армирующих элементов: один располагался в вертикальной, второй - в горизонтальной плоскости (взаимно перпендикулярно) (рис. 4). Искомыми результатами расчета служили максимальные значения узловых растягивающих и эквивалентных (по Мизе-су) напряжений.

Лабораторные исследования. Прочность образцов в системе «зуб - композит -волокно» определялась разрушающим методом на сдвиг в соответствии с ГОСТ Р51202 - 98, п. 6.3. Исследование проводилось в отделении №4 «Исследования и испытания материалов» ГНУ «Институт порошковой металлургии» на универсальной испытательной машине «Instron 1195» (Англия).

Исследовано 120 образцов, состоящих из коронок зубов, композиционного пломбировочного материала и стекловолоконного каркаса. Все образцы были распределены на четыре группы: группа I не содержала армирующих волокон; группа II - волокна располагалась в вертикальной плоскости; группа III - в горизонтальной; группа IV -армирующая лента располагалась в вертикальной и горизонтальной плоскостях в ретенционных полостях опорных зубов.

Клинические исследования. Клиническая часть работы выполнена на кафедрах общей и терапевтической стоматологии БелМАПО в период 2008-2012 гг. Всего

1ННАЯ ©Т©МАТ»™Я N1 2014

41

Обмен ©ПЫТ©М

Рис. 1. Модель 1: схема вертикального Рис. 2. Модель 2: схема горизонтального расположения волокна расположения волокна

Рис. 3. Модель 3: схема параллельного Рис. 4. Модель 4: схема перпендикулярного расположения волокна расположения волокна

было изготовлено 110 адгезивных волоконных конструкций в различных участках зубного ряда.

Результаты математического моделирования НДС армирующей волоконной конструкции. Анализ графических и численных данных, полученных в результате математического исследования НДС армирующей волоконной конструкции, показал, что для всех рассматриваемых расчетных случаев наибольшие растягивающие и эквивалентные (по Мизесу) напряжения возникали в композиционном материале конструкций в крайней нижней (пришееч-ной) точке области соединения промежуточной части протеза и моляра. При действии изолированной вертикальной нагрузки наибольшие значения механических напряжений фиксировались в конструкциях с вертикальным вариантом расположения как одного (растягивающие - 16,0 МПа, эквивалентные - 15,1 МПа), так и двух армирующих волокон (растягивающие -13,5 МПа, эквивалентные - 12,7 МПа). При действии комбинированной нагрузки наибольшие значения механических напряжений определялись в конструкциях с различными вариантами расположения одного армирующего волокна: вертикально (растягивающие - 45,4 МПа, эквивалентные - 42,8 МПа); горизонтально (растягивающие - 52,2 МПа, эквивалентные -49,2 МПа) соответственно. Установлено, что расположение двух армирующих волокон во взаимно перпендикулярных плоскостях (модель №4) позволило снизить развивающиеся при действии вертикальной нагрузки механические напряжения в наиболее нагруженных зонах протеза до 21,2% (растягивающие - с 16,0 до 12,6 МПа; эквивалентные - с 15,1 до 11,9 МПа) по сравнению с применением одного волоконного каркаса, расположенного в вертикальной плоскости (модель №1). При действии комбинированной нагрузки - до 20% (растягивающие - с 52,2 до 41,7 МПа;

эквивалентные - с 49,2 до 39,4 МПа) по сравнению с применением одного волоконного каркаса, расположенного в горизонтальной плоскости (модель №2).

Результаты исследования адгезионной прочности. Полученные в результате лабораторных исследований показатели максимальной нагрузки (F), соответствующие разрыву связи между конструкцией и зубом, а также данные по площади (S) поверхности контакта конструкции с зубом у исследованных образцов в системе «зуб -композит - волокно» были использованы для расчета прочности по формуле: №р= F/S. Анализ результатов расчета показал, что минимальное значение прочности -4,85 (0,12) МПа соответствовало образцам I группы, не содержащим волоконного каркаса. При сравнении показателей групп образцов установлено, что прочность образцов групп II и III, содержащих армирующее волокно (с вертикальным и горизонтальным расположением каркаса соответственно), была статистически значимо (p < 0,001, t-критерий Стьюдента) выше по сравнению с прочностью образцов группы I и составила до 9,02 (0,15) МПа в разных сериях. Сравнение показателей прочности образцов групп II и III между собой показало, что они статистически значимо не отличались (p > 0,05 t-критерий Стьюдента). Прочность образцов группы IV с дополнительным расположением концевых отрезков волокна в горизонтальной плоскости, была статистически значимо (p < 0,001, t-критерий Стьюдента) выше по сравнению с прочностью образцов групп II и III и достигала 17,34 (0,0б) МПа.

Таким образом, результаты сравнительного анализа нагруженности АВК показывают, что применение варианта расположения двух отрезков армирующего волокна во взаимно перпендикулярных областях (модель №4), позволяет снизить механические напряжения в наиболее нагруженных зонах материала конструкции до 21,2% по срав-

нению с применением для укладки одного волокна с различной его пространственной ориентацией.

Проведенные математические и лабораторные исследования, а также собственные клинические наблюдения позволили рекомендовать дифференцированный выбор метода изготовления адгезионного мостовидного протеза в соответствии с локализацией дефекта:

- При дефекте фронтального отдела зубного ряда, требующего эстетического реставрирования зуба, предпочтительнее вертикальное расположение армирующей ленты перпендикулярно альвеолярному краю. Такая позиция укрепляющих волокон обеспечивает достаточную площадь для моделирования вначале основы резца, а затем его индивидуальных особенностей.

- При отсутствии премоляра предпочтительнее горизонтальное расположение ленты параллельно альвеолярному краю, что позволяет значительно повысить устойчивость конструкции к вертикальной нагрузке при жевательных движениях.

- Отсутствие моляра требует изготовления упроченной конструкции с использованием двух отрезков ленты, которые могут располагаться параллельно или перпендикулярно друг другу.

Восстановительное лечение

Восстановительное лечение проводится при одиночных включенных дефектах зубных рядов. Всем пациентам, нуждающимся в изготовлении адгезивных волоконных конструкций, назначается рентгенологическое исследование с целью определения индивидуальных особенностей размера и расположения полости зуба, состояния костной ткани альвеолярного отростка.

Осуществляется профессиональная гигиена полости рта, контроль индивидуальной гигиены.

Для изготовления конструкции требуется минимальное препарирование опорных зубов, а именно создание площадок для

Обмен @ПЫТ@М

укрепления армирующих волокон. Размеры площадок зависят от ширины ленты, а расположение связано с клинической картиной и функциональным назначением аМп. Это может быть преимущественно эстетическая роль или выполнение жевательной нагрузки.

Для изготовления адгезивных волоконных конструкций используется армирующий стекловолоконный каркас (GrandTEK VOCO), а для облицовки и фиксации - композиционный материал (Grandio VOCO). Стекловолоконные ленты имеют хорошую биосовместимость с тканями человеческого организма, так как состоят из биоинертного стекла. Они не требуют дополнительных манипуляций в клинике и обладают более высокими прочностными характеристиками по сравнению с ненаполненными системами. Наногибридный композит Grandio VOCO имеет высокую прочность на изгиб и в связи с этим более высокую краевую стабильность. Большая поверхностная прочность, низкий коэффициент усадки (1,57%) обеспечивают хорошее краевое прилегание и прекрасную устойчивость к жевательной нагрузке.

При отсутствии одного резца (рис. 5) моделирование реставрации осуществляется на адгезивных волокнах, которые располагаются в вертикальной плоскости: перпендикулярно альвеолярному краю. Таким образом обеспечивается максимальная площадь контакта фотополимера с лентой при формировании отсутствующего зуба.

Моделирование адгезивной конструкции требует соблюдения этапов работы с фотополимерами. Поэтому подготовка зубов включает механическое очищение от налета пастой, не содержащей фтор Klint (VOCO). Зубы тщательно промываются струей воды. Затем производится выбор оттенков композита в соответствии с симметричным и рядом стоящими зубами. Осуществляется планирование реставрации (одонтометрия, одонтоскопия).

Для последующего укрепления ленты формируются углубления на боковых поверхностях опорных зубов, направленных в сторону дефекта (рис. 6). По высоте отпрепарированные площадки соответствуют ширине ленты; по глубине составляют 1-2 мм (слегка углубляются в дентин); по длине занимают практически всю ширину боковой поверхности. Площадки расположены таким образом, чтобы не нарушался режущий край, придесневая и вестибулярная область зубов. Острые углы и выступающие края сглаживаются мелкозернистым бором.

Для определения точной длины ленты, необходимой для формирования конструкции, при помощи пинцета узкая полоска фольги

Рис. 5. Отсутствие 21 зуба

Рис. 6. На дистальной поверхности зуба 11 и мезиальной зуба 22 отпрепарированы площадки для адгезивного протеза

VOCO GmbH * P.O. Box 767 * 27457 Cuxhaven • Germany

prte lichthärtenide Glasfasersträ er zahnärztlichen Adhäsiv ^curing glass-fibre stra

I Ш

„ П'С .41/

JГФ

Рис. 7. Стекловолоконная лента GrandTEK VOCO

Рис. 8. Лента адаптирована к зубам

Рис. 9. Опаковый слой нанесен на стекловолоконный каркас

Рис. 10. Смоделированы мамелоны в соответствии с симметричным зубом

укладывается таким образом, чтобы один конец плотно прилегал к отпрепарированной площадке одного зуба. Затем полоска протягивается к зубу, замыкающему дефект с противоположной стороны, и плотно прижимается к подготовленной поверхности. Свободная часть полоски обрезается, отмеряется размер каркасной ленты (рис. 7).

Отпрепарированные площадки протравливаются кислотным гелем, промываются струей воды и просушиваются обезжиренным воздухом. Наносится тонкий слой адгезив-бонда, полиме-ризуется и покрывается текучим композитом.

Рис. 11. Воссоздан отсутствующий зуб 21

При помощи пинцета один конец ленты плотно прижимают к отпрепарированной площадке дистально расположенного зуба в направлении от вестибулярной к оральной поверхности. Изгибают ленту так, чтобы она протягивалась к мезиально расположенному зубу. Второй конец ленты наружной стороной прижимают к его проксимальной площадке (рис. 8). Укрепляют ленту посредством фотоотверждения.

Последующая работа напоминает формирование винира. Наиболее глубоко (ближе к пришеечной области) располагают темный опаковый слой (рис. 9). Следующий дентинный слой (светлее) восполняет объем дентина в зубе, им же моделируют маме-

Рис. 12. Отсутствие зуба 14 сочетается с атрофией альвеолярного края

Рис. 13. Стекловолоконная лента GrandTEK УСОЭ размещена в отпрепарированных площадках зубов 16, 15 и 13

Рис. 14. Опаком моделируют базу отсутствующего зуба

Рис. 18. Адгезивный протез возмещает отсутствующий зуб 14, шинирован зуб 15, смоделирован десневой край розовым фотополимером

Рис. 21. Размер ленты соответствуют длине отмеренной полоски фольги

Рис. 19. Отпрепарированные площадки для размещения волоконного каркаса

Рис. 22. Травление твердых тканей опорных зубов

Рис. 20. При помощи полоски фольги определена точная длина ленты

Рис. 23. Стекловолоконная лента размещена в горизонтальной плоскости

лоны (рис. 10). Эмалевыми и прозрачными оттенками завершают реставрацию с воссозданием оптимальных размеров, формы и рельефа конкретного зуба (рис. 11).

Осуществляется контурирование макро-и микрорельефа, полирование, покрытие фторлаком опорных зубов.

При отсутствии премоляра (рис. 12), осуществляющего жевательную функцию, укрепляющие волокна располагаются в

горизонтальной плоскости, параллельно альвеолярному краю (рис. 13).

Такая конструкция способна нести повышенную нагрузку. В этом случае площадки на боковых поверхностях, обращенных в сторону дефекта зубного ряда, препарируются параллельно вертикальной оси зуба. Размеры площадки по ширине и глубине соответствуют ширине и толщине ленты, а высота ограничивается параметрами

проксимальной области зуба (боковой гребень желательно сохранить).

Этапы реставрации зубного ряда: наложение коффердама, препарирование с созданием ретенционных площадок; определение длины ленты, необходимой для изготовления АМП; адгезивная техника (протравливание ретенционных полостей, промывание водой, нанесение адгезивной системы, фотоактивация); уклады-

вание и адаптирование ленты в полости с использованием текучего материала; фотополимеризация армирующей основы. Моделирование промежуточной части протеза

Усиленная конструкция в области пре-моляров и моляров предполагает способ укрепления двух отрезков ленты под прямым углом: один параллельно, другой -перпендикулярно десневому краю (в вертикальной и горизонтальной плоскостяХ). Данный вариант представлен на модели (рис. 19-24).

Стенки полости препарируют отвесными, чтобы обеспечить адаптацию ленты (рис. 19).

Определяется точная длина ленты при помощи узкой полоски фольги (рис. 20). Ножницами отрезаются две волоконные ленты такой длины, как полоска фольги (рис. 21).

После адгезивной подготовки (рис. 22) на отпрепарированные вестибулярные стенки полости зуба наносится тонкий слой светлого текучего универсального на-ногибридного пломбировочного материала (Grandio Flow VOCO).

При помощи пинцета один конец ленты плотно прижимается к внутренней горизонтальной поверхности отпрепарированной полости дистально расположенного зуба, затем протягивается к мезиально стоящему зубу. Второй конец ленты адаптируется к отпрепарированной площадке, располагаясь параллельно альвеолярному краю

* nl9

Рис. 24. Укреплены два отрезка ленты под прямым углом друг к другу

Рис. 25. Адаптированы два параллельных отрезка армирующей ленты

(рис. 23). Отдельно отверждается каждый участок арматуры. Повышение прочности конструкции достигается использованием второго отрезка ленты, который укладывается перпендикулярно первому к вертикальным стенкам отпрепарированных полостей и фиксируется текучим фотополимером к отпрепарированным площадкам (рис. 24).

Полости в молярах (премолярах) заполняются фотоотверждаемым композиционным материалом. Основной объем занимают опаковые слои под цвет дентина. Эмалевый слой покрывает бугры и скаты бугров. Моделируется рельеф поверхности.

Упрочить конструкцию можно путем использования двойных параллельных отрезков армирующей ленты, что показано при наличии кариозной полости или пломб в молярах (рис. 25). Заполнение ретенционных площадок, формирование промежуточной части АМП, окончательное моделирование, фотополимеризация и обработка реставрации выполняются с учетом индивидуальных морфологических особенностей зуба.

Таким образом, повысить эффективность лечения одиночных дефектов зубных рядов можно путем дифференцированного выбора расположения волоконного каркаса. Изготовление адгезивного мостовидного протеза в соответствии с показаниями и правилами работы с композитами обеспечивает высокое качество как эстетических, так и механических свойств реставрации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Луцкая И.К., Лопатин О.А. // Соврем. стоматология.

- 2011. - №1. - С.72-75.

2. Петрикас О.А. Клинико-экспериментальное обоснование применения адгезивных методик при протезировании больных: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. - Тверь, 2001. - 44 с.

3. BehrM., Rosentritt M, HandelG. // Int. J. Prosthodont.

- 2003. - Vol.16. - P.239-243.

4. BehrM, RosentrittM, LedwinskyE, HandelG.// Int. J. Prosthodont. - 2002. - Vol.15. - P.467-472.

5. Freilich M.A., Meiers J.C. // Dent. Clin. North. Am. -2004. - Vol.48. - P.545-562.

6. Jain P., Cobb D. // Comped. Contin. Educ. Dent. -2002. - Vol.23. - P. 779-788.

7. Kolbeck C, Rosentritt M, Behr M. et al. // J. Prosthodont. - 2002. - Vol.11. - P.248-253.

8. Lutskaja I., Novak N, Gorbachev V. // DPR EUROPE. -2008. - June/July. - P.12-15.

9. Vallittu P.K. // J. Prosthet. Dent. - 2004. - Vol.91. -P.241-246.

Поступила 06.06.2013

Это полезно знать

Учёные разработали леденцы с лактобактериями для лечения кариеса

Немецкие микробиологи предложили принципиально новую стратегию профилактики кариеса, использовав для этой цели мятные леденцы и природный механизм коагрегации (слипания) бактерий.

Группа микробиологов, работающих на один из крупнейших в мире химконцернов BASF провела под руководством Кристины Ланг (Christine Lang) из биотехнологической компании Organobalance пилотные клинические испытания действенности этого природного механизма, использовав в качестве средства доставки лактобактерий в ротовую полость не содержащие сахара мятные леденцы. Lactobacillus paracasei присутствовали в леденцах не в живом виде, а были предварительно убиты с помощью повышенной температуры, что не помешало лактобактериям сохранить свое свойство слипаться с патогенами.

Клинические испытания леденцов, содержащих полезные лактобактерии Lactobacillus paracasei, показали, что присутствие в слюне основных виновников развития кариеса патогенных бактерий Streptococcus mutans - существенно сократилось. Работа опубликована в журнале Probiotics and Antimicrobial Proteins.

Как пояснила Ланг; которую цитирует журнал Science, процесс жевания леденцов «выбивает» патогенные бактерии с поверхности зубов, после чего они захватываются лактобактериями путем слипания с их поверхностными полисахаридными структурами и уже не могут вернуться обратно. Затем образовавшиеся бактериальные конгломераты просто проглатываются или сплевываются.

«Мы предлагаем совершенно новый подход к патогенным бактериям - мы не хотим убивать их, мы хотим избавляться от них», - пояснила Ланг. Однако, по ее словам, предстоят дальнейшие, более широкомасштабные испытания, прежде чем антикариозные L. Paracasei-обогащенные продукты будут выведены на рынок.

medportal.ru