Способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов
METHOD FOR DENTAL RESTORATION MATERIALS WEAR-RESISTANCE DETERMINATION

Предлагаемый способ относится к области исследования износостойкости материалов, используемых в стоматологии.
Данные материалы подвергаются различным видам изнашивания: механическому, коррозионно-окислительному, усталостному и др.
Для оценки долговечности материалов, используемых в стоматологии, необходимо иметь современные методы для определения их износостойкости.
Известны методы испытания на износостойкость (ГОСТ 30.480) «Обеспечение износостойкости изделий».
Основные требования к ним изложены в табл. 1, где предложены виды (этапы) испытаний на износостойкость и их характеристики. Даны условия использования различных видов испытаний на износостойкость и требования к их проведению.
В табл. А. приведены «Физические основы методов исследования поверхностей трения». В приложении Б даны группы параметров, значения которых необходимо контролировать при моделировании на малогабаритных образцах и в натуральном моделировании. Вместе с тем в данном ГОСТе не даны методы и режимы проведения испытаний стоматологических восстановительных материалов.
В ГОСТе 23.207-79 рассмотрен способ «Обеспечение износостойкости изделий, Методом ударно-абразивного изнашивания».
Сущность метода состоит в том, что производят повторные удары образцом через слой твердых абразивных частиц по неподвижной наковальне с заданной энергией удара, скоростью и частотой соударения. Оценивают относительную износостойкость материалов путем сравнения износа испытываемых и эталонных образцов, испытанных в идентичных условиях.
Предложенный метод больше предназначен для испытания промышленных, а не для стоматологических восстановительных материалов. Процессы износа промышленных материалов протекают при других механических и химико-биологических условиях.
Известен также метод испытания износостойкости изделий, предложенный в ГОСТ 28.208.-79 «Обеспечение износостойкости изделий при трении о не жестко закрепленные абразивные частицы».
Сущность метода состоит в том, что при одинаковых условиях производят трение образцов исследуемого и эталонного материалов об абразивные частицы, подаваемые в зону трения и прижимаемые к образцу, вращающимся резиновым роликом. Износ образца определяют путем сопоставления износа с образцом, изготовленным из эталонного материала. Условия испытания образцов проходят также в условиях далеких от условий износа стоматологических восстановительных материалов.
Наиболее близкий метод испытания на износостойкость предложен в межгосударственном стандарте ГОСТ 31-2012574. «Материалы стоматологические полимерные восстановительные. Технические требования, Методы испытания». В стандарте дан перечень методов испытаний физико-механических свойств (прочность на изгиб, на разрыв и другие). В нашем случае важно определить не только прочность, но и износостойкость. Метод определения износостойкости материалов в данном ГОСТ не приведен.
Задачей предлагаемого способа является определение износостойкости образцов, изготовленных из стоматологических восстановительных материалов.
Предлагаемый способ включает следующие операции: измеряют массу, геометрические размеры и рельеф поверхности образцов эталона и исследуемого материала, помещают их на дно емкости, отличающийся тем, что в емкость засыпают абразивный порошок (например, мел), затем заливают модельную среду, устанавливают ультразвуковой излучатель с его помощью создают в модельной среде высокочастотные колебания, перемешивают абразивный порошок в модельной среде, затем образцы испытывают в модельной среде с абразивным порошком с частотой 20-40 килогерц, частицы абразивного порошка непрерывно ударяют по поверхности образцов с высокой частотой, подвергая их износу. По окончании испытаний замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности образцов. Затем сопоставляют полученные данные образца, изготовленного из исследуемого материала, с данными эталонного образца и по разнице износа определяют износостойкость образца, изготовленного из исследуемого материала. Если износ образца, изготовленного из исследуемого материала, меньше, чем у эталонного, то его рекомендуют для применения в стоматологии. Высокочастотные колебания в модельной среде создают путем установки в нее ультразвукового излучателя. Модельная среда по своему химико-биологическому составу и условиям (температура рН и др.) должна быть близкой к ротовой полости пациента. Продолжительность проведения испытаний определяется в зависимости от химического состава исследуемого материала и уровня износа.
Предлагаемый способ определения износостойкости стоматологических восстановительных материалов выполняется на установке, представленной на фиг. 1
На фиг. 1 обозначены позиции: 1 - емкость, 2 - модельная среда, 3 - абразивный порошок (напр. порошок мела), 4 - образцы, 5 - ультразвуковой излучатель.
Способ определения износостойкости стоматологического восстановительного материала реализуется следующим образом.
1. У образцов 4 эталона и исследуемого материала замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности, затем их устанавливают на дно емкости.
2. В емкость 1 засыпают абразивный порошок 3 в пределах 1/3 - 1/4 в зависимости от свойства абразивного порошка и исходя из степени его измельчения.
Исследования показали, чем выше твердость частиц абразивного порошка, тем в меньшем объеме его загружают. На фиг. 1 показан измельченный мел 3, его загрузили в соотношении 1/3, где 1 часть измельченного мела и 3 части модельной среды.
3. Заливают в емкость модельную среду 2, близкую по кислотно-щелочным параметрам и химико-биологическому составу к ротовой полости пациента.
4. Устанавливают ультразвуковой излучатель 5, в нашем случае - магнитострикционный излучатель. Возбуждают с помощью магнитострикционного излучателя 5 в модельной среде высокочастотные колебания 20-40 килогерц. В нашем случае был установлен излучатель 22 килогерц.
6. Перемешивают измельченный мел 3 в модельной среде.
7. Создают высокочастотным колебаниям в смешанной среде, в которой совершают непрерывные удары измельченного мела по поверхности образцов 4, что приводит к их износу.
Длительность проведения испытаний зависит от химического состава и свойств испытываемого материала.
В нашем случае длительность испытания составила 0,25 часа.
8. По окончании исследования у образцов 4 замеряют массу, геометрические размеры и шероховатость поверхности.
И по сопоставлению износа образцов 4 определяют износостойкость образца, изготовленного из исследуемого материала.
Если износ обоих образцов одинаков или износ исследуемого материала меньше, то исследуемый образец рекомендуется к применению в стоматологии, если износ больше, то исследуемый материал не рекомендуется. Исследования образцов можно осуществлять одновременно эталонного и исследуемого, а также по отдельности, обеспечивая при этом одинаковые условия испытаний.
Проведенные исследования различных стоматологических восстановительных материалов показали простоту и надежность предлагаемого способа.