Устройство для проведения циклических испытаний зубов in vitro на осевое сжатие
DEVICE FOR IN-VITRO CYCLIC DENTAL TESTING FOR AXIAL COMPRESSION

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной стоматологии и предназначено для исследования технологии лечения зубов и эффективности применения стоматологических лечебных материалов и может быть использовано в любом разделе стоматологии: терапии, ортопедии, ортодонтии, имплантологии.
В известной нам научной и патентной литературе подобных устройств не обнаружено.
Технический результат: обеспечение возможности испытаний зубов in vitro после проведенного лечения на прочность и долговечность; корректировки технологии лечения; испытания любых стоматологических материалов.
Указанный технический результат достигается тем, что установленные в основании устройства корпус и съемная нижняя опора сжатия для фиксации биопрепарата зуба, съемная верхняя опора сжатия, демпфирующая реплика, опирающаяся на окклюзионную поверхность биопрепарата зуба и расположенная в съемной верхней опоре сжатия с образованием полости между двумя опорами, при этом на верхней опоре сжатия установлена пружина сжатия с расположенными на ее верхнем торце тарировочной шайбой и штоком со стальным штифтом, а с наружной стороны корпуса подвижно установлен стакан с крышкой и двумя фиксаторами для заполнения искусственной слюной, соединенный с полостью четырьмя каналами, причем в верхней опоре сжатия и в нижней части штока выполнены направляющие для удержания пружины сжатия по внутреннему диаметру с обеспечением зазора между наружным диаметром пружины сжатия и корпусом.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для проведения циклических испытаний зуба in vitro на осевое сжатие, которое состоит из корпуса 1, выполненного из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т, снизу которого установлено основание 2, выполненное из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т с резиновым уплотнением 3, марки ИРП-1287. В основание 2 установлена нижняя опора сжатия 4, выполненная из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Верхняя опора сжатия 5 представляет собой деталь, выполненную из антифрикционной бронзы ВБ-23НЦ. Во внутреннем обратном конусе верхней опоры 5 расположена ответная демпфирующая реплика окклюзионной поверхности зуба 6, выполненная из слепочного материала «Express STD» фирмы 3М ESPE. Между нижней 4 и верхней опорой сжатия 5 расположена полость 7, соединенная 4 каналами с полостью стакана 8 для размещения искусственной слюны 9. Для обеспечения герметичности между стаканом 8 и корпусом устройства 1 расположено уплотнение - резиновая прокладка 10, выполненная из резины ПН 1-НО-68-1НТА. Стакан 8 выполнен из органического стекла и закрыт крышкой 11, выполненной также из оргстекла с двумя фиксаторами 12, для предотвращения разбрызгивания слюны в ходе испытания. На верхнюю опору сжатия 5 установлена пружина сжатия 13 с зазором по внутреннему диаметру корпуса, выполненная из нагартованной нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. На верхний торец пружины сжатия 13 установлена тарировочная шайба 14, выполненная из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Во внутреннее отверстие пружины сжатия 13 и тарировочной шайбы 14 установлен шток 15, выполненный из текстолита марки ПТК-20. В текстолитовый шток 15 по резьбе установлен стальной штифт 16, выполненный из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Для центрирования пружины сжатия 13 в верхней опоре сжатия 5 и в нижней части штока 15 выполнены направляющие, которые удерживают пружину сжатия 13 по внутреннему диаметру, обеспечивая зазор между наружным диаметром пружины сжатия 13 и корпусом 1. В нижнюю опору сжатия 4 вклеивают биопрепарат зуба 17 с помощью клея ВК-9 с наполнителем двуокиси титана 18.
Особые требования при сборке данного устройства: 1) биопрепарат зуба 17 должен вклеиваться в нижнюю опору сжатия 4 с обеспечением соосности продольной оси биопрепарата зуба 17 и оси наружного диаметра нижней опоры сжатия 4; 2) ответная демпфирующая реплика окклюзионной поверхности зуба 6 верхней опоры сжатия 5 должна быть совмещена с профилем окклюзионной поверхности зуба и выполнена соосно между нижней и верхней опорами сжатия.
Устройство для проведения циклических испытаний зуба in vitro на осевое сжатие работает следующим образом: нижнюю опору сжатия 4 с вклеенным биопрепаратом зуба 17 устанавливают в основание 2. Основание 2, с одетым резиновым уплотнением 3 устанавливают в нижнее отверстие корпуса 1 и соединяют винтами с обеспечением герметичности. По наружному диаметру корпуса 1 устанавливают резиновую прокладку 10 и по резьбовому соединению закручивают стакан 8 до обеспечения герметичности. Через верхнее отверстие корпуса 1 устанавливают бронзовую опору сжатия 5 с ответной демпфирующей репликой 6 с совмещением профиля окклюзионной поверхности биопрепарата зуба 17. Пружину сжатия 13 устанавливают на фиксатор верхней опоры сжатия 5. На верхний торец пружины сжатия 13 устанавливают тарировочную шайбу 14. Во внутреннее отверстие пружины сжатия 13 и тарировочной шайбы 14 устанавливают шток 15 с установленным по резьбе стальным штифтом 16. В полость 7 стакана 8 заливают на 1/3 объема искусственную слюну 9, закрывают крышкой 11 и закрепляют фиксаторами 12. Собранное устройство с установленным биопрепаратом зуба 17 устанавливают в верхнее и нижнее гнезда дисков стенда, специальной разработки авиационного предприятия АО «ОДК-СТАР» г. Перми. При включении установки с помощью электродвигателя, ременной передачи и кривошипно-шатунного механизма верхний диск стенда начинает перемещение из верхней мертвой точки в  нижнюю, давит на текстолитовый шток устройства 15, который в свою очередь через тарировочную шайбу 14 сжимает пружину сжатия 13. Пружина сжатия 13 давит на верхнюю бронзовую опору 5 и через демпфирующую реплику 6 производит осевое сжатие зуба до расчетной нагрузки (нижняя мертвая точка). Дальнейшее перемещение кривошипно-шатунного механизма уменьшает нагрузку из нижней мертвой точки в верхнюю. Цикличность повторяется при вращении двигателя. Частоту циклов задают на стенде.
Использование предлагаемого устройства позволяет проводить циклические испытания на осевое сжатия зуба с определением циклической прочности самого биопрепарата зуба и применения лечения в конкретном, заданном условиями эксперимента, случае; исследовать технологический процесс лечения и испытывать любые стоматологические материалы. С помощью данного устройства появляется возможность проведения эквивалентных/ускоренных/длительных испытаний на осевое сжатие за счет изменения величины нагрузки, а также скорости нарастания нагрузки. Данное устройство позволяет регулировать температуру искусственной слюны, что делает установку уникальной, максимально приближенной к условиям полости рта.