Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Экспериментальное обоснование применения биоуглеродного карбиносодержащего покрытия на стоматологических сплавах

На правах рукописи

Федорова Надежда Станиславовна

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ПРИМЕНЕНИЯ БИОУГЛЕРОДНОГО КАРБИНОСОДЕРЖАЩЕГО ПОКРЫТИЯ НА СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ СПЛАВАХ

стоматология - 14 0021

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ООЗ166748

Казань-2008 г.

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель-

Доктор медицинских наук Салеев Ринат Ахмедуллович Официальные оппоненты.

доктор медицинских наук, профессор Павлов Анатолий Федорович кандидат медицинских наук Греков Алексей Христофорович

Ведущее учреждение

ГУ «Московский областной научно-исследовательский клинический институт» им М Ф Владимирского

Защита состоится » ¿^п-^^с^с^ 2008 г в /¿^"У часов на

заседании диссертационного совета Д 208 034 02 в ГОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу 420012 г Казань, ул Бутлерова, 49

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу 420012 г Казань, ул Бутлерова, 496

Автореферат разослан «_е/Л__» 2008

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Ситдикова И Д

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Взаимоотношения протезного материала с окружающими тканями являются важной предпосылкой длительного функционирования протеза При этом необходимо учитывать свойства материала, из которого изготовлена конструкция биологическую совместимость, структуру, способность выдерживать жевательную нагрузку, технологичность (Вавилова В В ,2007)

Среди многообразия материалов для изготовления каркасов бюгельных протезов нет таковых, которые бы в полной мере были безразличны тканям организма «Непереносимость» стоматологических материалов наблюдается в 15-43% (Исакова ТГ, 2007, Дойников АИ, 1990, Гожая ЛД, 2001, Лебеденко ИЮ, 2001) Установлено, что при пользовании металлическими протезами может происходить качественное и количественное изменение содержание микроэлементов в окружающих тканях Ионы металлов диффундируют в ткани и среды организма и оказывают на них негативное влияние (Воложин А И, 2004) Основополагающим фактором данного утверждения, обуславливающим химическую инертность металлов, является строение внешних электронных оболочек атомов металлов Они в идеале должны быть полностью заполнены (Тоигпе1т-СЬет1а И, 2003)

Современная наука химическую активность элементов характеризует электрическим потенциалом по отношению к иону водорода Чем отрицательнее химический потенциал контактирующего с живыми тканями металла - тем для организма лучше (Кисегоуа Н , 2002) С этой точки зрения сплавы благородных металлов более инертны и, следовательно, предпочтительнее, нежели кобальтохромовые и никельхромовые сплавы Однако для изготовления бюгельных конструкций, кламмеров, шинирующих аппаратов и других съемных протезов основным требованием к сплаву является высокая прочность и жесткость Протез из сплава на основе

(

драгоценных металлов не столь прочен и долговечен К тому же, при равной

прочности, бюгельный протез из золото-палладиевого сплава получится в 2 раза тяжелее и значительно дороже (Дубова Л В, 2006)

Наиболее оптимальным вариантом для пациентов может быть кобальтохромовый протез с последующим его покрытием каким-либо инертным материалом

Для устранения негативного влияния металлов уже давно предпринимались попытки нанесения изолирующих покрытий В качестве покрытий используются различные органические соединения алмазоподобные соединения углерода, нитрид титана, гидроксиаппатит, силикон Все они имеют главное положительное качество биологическую инертность, и основное отрицательное качество способность растворяться в биологической среде организма и образовывать трещины на поверхности металлического каркаса при деформациях ортопедической конструкции, непременно возникающей при воздействии жевательной нагрузки, а также закипать и слущиваться при воздействии различных температурных режимов

В связи с этим необходима разработка технологий обработки традиционных материалов с целью придания им необходимых свойств

Чрезвычайно актуальным для стоматологии является изучение новых биосовместимых материалов в эксперименте, которое позволит получить важные сведения об их эффективности, биологической инертности и совместимости с тканями полости рта и организма в целом Целью исследования явилось повышение эффективности применения неблагородных стоматологических сплавов путем использования биоуглеродного карбиносодержащего покрытия Задачи исследования:

1 Провести экспериментальные исследования по изучению влияния биоуглеродного карбиносодержащего покрытия на костную и мягкие ткани полости рта

2 Исследовать физико-механические и химические характеристики

биоуглеродного карбиносодержащего покрытия, нанесенного на неблагородный стоматологический сплав

3 Изучить изолирующее действие биоуглеродного карбиносодержащего покрытия методом абсорбционной спектрофотометрии и определить накопление ионов кобальта и хрома во фрагментах костной ткани и тканях печени

4 Выявить частоту применения металлических конструкций из неблагородных сплавов у пациентов с концевыми дефектами зубных рядов

5 Дать клиническую оценку использования биоуглеродного карбиносодержащего покрытия на неблагородных стоматологических сплавах

Научная новизна

- в результате проведенного исследования впервые установлено, что биоуглеродное карбиносодержашее покрытие увеличивает твердость поверхностных слоев неблагородных стоматологических сплавов на 153 НУ

- выявлено, что данное покрытие способно выдерживать термоудар и при этом не вскипать, не отслаиваться и не давать трещин и сколов

химическими исследованиями доказано, что биоуглеродное карбиносодержащее покрытие предотвращает коррозию металла в биологической среде организма Практическая значимость работы

- экспериментальными исследованиями установлено, что кобальтохромовый сплав, покрытый биоуглеродным карбиносодержашим соединением, инертен и биологически совместим с окружающими тканями Сложное биоуглеродное карбиносодержащее покрытие препятствует выходу ионов кобальта и хрома в окружающие ткани и улучшает биосовместимость неблагородных стоматологических сплавов

- проведенные исследования показали, что, нуждаемость в восстановлении концевых дефектов зубных рядов остается высокой Частота больных с

концевыми дефектами составила 19% ± 0,03 от общего количества больных с частичным отсутствием зубов

- результаты исследования позволили дать рекомендации по дальнейшему использованию биоуглеродного карбиносодержащего покрытия в практической деятельности

Положения, выносимые на защиту

1 Покрытие каркаса бюгельного протеза, изготовленного из кобальтохромового сплава, биоуглеродным карбиносодержащим соединением обеспечивает его изоляцию и улучшает биосовместимость неблагородных стоматологических сплавов

2 Нанесение биоуглеродного карбиносодержащего покрытия увеличивает твердость поверхностных слоев неблагородных стоматологических сплавов и предотвращает коррозию металла в биологической среде организма

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на итоговой научной конференции профессорско-преподавательского состава медицинского института Чувашского государственного университета им И Н Ульянова (2003), научно-практической конференции "Современные методы диагностики и лечения в клинике ортопедической стоматологии" (Чебоксары, 2004), заседании научного общества стоматологов Чувашии (Чебоксары, 2005), совместном заседании научных обществ стоматологов и имплантологов Чувашии (Чебоксары, 2005), на конференции молодых ученых КГМА (2006), на Международной научно-практической конференции «Образование и здоровье в XXI веке» (Москва, 2006), на Всероссийском стоматологическом форуме «Дентал-ревю Образование, наука и практика в стоматологии» (Москва, 2007), предметно-проблемной комиссии по стоматологии ГОУ ВПО «Казанского государственного медицинского университета Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (2007)

Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, одна из них - в ведущем рецензирующем научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией

Внедрение результатов работы. Результаты работы используются в учебном процессе со слушателями курсов повышения квалификации стоматологов-ортопедов и зубных техников, с клиническими ординаторами и интернами, излагаются на практических занятиях со студентами 4-5 курсов по циклу ортопедической стоматологии на стоматологических факультетах ГОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» Метод нанесения биоуглеродного карбиносодержащего покрытия на неблагородные стоматологические сплавы внедрен и используется в лечебной деятельности ортопедического отделения ГУЗ «Городская стоматологическая поликлиника» г Чебоксары Чувашской Республики, в ОАО «Стоматологическая поликлиника №5» г Казани

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 121 странице машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, библиографического списка, который содержит 60 отечественных и 44 иностранных источников, 3 приложений Цифровые данные сведены в 4 таблицы, 5 диаграмм, наглядный материал представлен в 18 рисунках

Личное участие. Все данные, которые были использованы в работе, получены при личном участии соискателя во всех этапах научного исследования, в том числе сбор и обработка статистической информации -анализ амбулаторных карт стоматологических больных, планирование и проведение экспериментальной операции, забор материалов для гистологических исследований, которые проводились на кафедре патологической анатомии ФГОУ ВПО «Чувашского государственного университета им И Н Ульянова», подготовка проб для исследований методом

атомно-абсорбционной спектрофотометрии, которые проводились в аккредитованном испытательном лабораторном центре ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии Чувашской Республики», физико-технические исследований проводились на кафедре физики ФГОУ ВПО «Чувашского государственного университета им И Н Ульянова», ортопедическое стоматологическое лечение пациентов Нанесение биоуглеродного карбиносодержащего покрытия проводилось в межвузовской лаборатории высоких технологий ФГОУ ВПО «Московский государственный университет им М В Ломоносова» и ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им И Н Ульянова» Особую благодарность хотелось бы выразить заведующему лабораторией, кандидату физико-математических наук Н Д Новикову, одному из разработчиков методики нанесения биоуглеродного карбиносодержащего покрытия

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основой для настоящей работы явились данные углубленных клинических исследований 72 пациентов, которым концевые дефекты зубных рядов верхней и нижней челюстей были восстановлены бюгельными протезами из кобальтохромового сплава, покрытого биоуглеродным карбиносодержащим соединением (таблица 1)

Экспериментальные исследования проведены на 46 кроликах породы шиншилла в возрасте 2-3 года, в том числе 10 контрольной группы

Карбин - это аллотропная форма углерода на основе 8Р - гибридизации атомов углерода БР - гибридизация или диагональная гибридизация образуется при смешении одного и одного Р- электронов При этом два электронных облака вытянуты вдоль одного направления и имеют вид несимметричных гантелей Вертикальные цепи карбина имеют поликумуленовое строение (рис 1) Благодаря двойным вертикальным связям молекулы карбина прочны на разрыв

9 Таблица 1

Объекты Методы Объем

1 Амбулаторные карты Одномерный статистический Данные 9719 амбулаторных

пациентов РСП г Чебоксары анализ карт РСП за 2000-2002 гг

2 Стоматологический статус Клиническое обследование, 72 пациента

пациентов до и после проведения сравнительный одномерный

лечения статистический анализ

3 Рентгенологические Визуальная оценка 300 рентгеновских снимков

исследования рен ггенологических снимков

- внутриротовая рентгенография

- панорамная рентгенография

-радиовизиографическое

исследование

4 Экспериментальные кро жки Гистологическое исследование 50 образцов костной ткани

породы Шиншилла Исследование методом ААС 46 образцов костной ткани

и печени

5 Металлические пластины Исследование твердости 4 образца

из КХС размером 30мм * 30мм * металла

10мм Опредепение химических 4 обраша

свойств метал 1а

Определение стойкости к 5 образцов

температурным воздействиям

Вертикальные цепочки завершаются активными ионами водорода с открытыми связями, благодаря чему покрытие вступает в биохимический контакт с тканями организма, и рассматривается клетками организма, как физиологическая составляющая Расстояние между вертикальными цепочками равно 2А, а горизонтальные внутримолекулярные Ван-дер-Ваальсовые связи делают эти молекулы упругими и способными к растяжению до 7А Благодаря этому свойству покрытие на поверхности металлического каркаса расположено равномерно и не дает трещин в ответ на упругую деформацию металлического каркаса, непременно возникающую при воздействии жевательной нагрузки Кроме того, возможно насыщение

молекул карбина ионами серебра и азота, что придает органическому соединению антисептические свойства.

н н н н

Рис.1.Аллотропная форма углерода

Методика экспериментальной операции: после проведения эфирного наркоза, под инфильтрационной анестезией 0,5% раствором новокаина, фрезой формировали ложе для образца. Диаметр высверленного канала совпадал с диаметром экспериментальной конструкции. Костные опилки вымывали стерильным изотоническим раствором. Затем вводили образец, верхний край которого соответствовал верхнему краю лунки, а его поверхность плотно прилегала к костным стенкам. После чего слизистую оболочку наглухо ушивали. , - .

На 30, 60, 90, 120, 150, 300 сутки после оперативного вмешательства животных, с предварительной наркотизацией, выводили из опыта, вводя в краевую вену уха воздух.

Из полученных после завершения эксперимента челюстных блоков, выделенных в области образца, изготавливали методом Ромейса гистологические препараты, делали серийные срезы, препараты окрашивали гемотоксилин-эозином.

Методика проведения физико-механических и химических испытаний покрытия.

Твердость поверхностных слоев металла определяли по методу

Виккерса, который предполагает вдавливание четырехгранной алмазной пирамиды с квадратным основанием в поверхность испытываемого металла.

Для выявления возможных очагов коррозии на поверхности металла, изолированного биоуглеродным карбиносодержащим покрытием, была проведена химико-термическая обработка Металлические образцы выдерживали в активном растворе смеси кислот 24 часа при температуре 37°С и 4 часа при температуре 95°С Результаты оценивались визуально и под электронным микроскопом

Метод термоудара применялся для выявления возможных следов отслойки и закипания покрытия в условиях различных режимов стерилизации и основан на резком повышении температуры Стандартный образец погружали на 2-3 минуты в расплавленный припой, состоящий из олова и свинца с температурой плавления 300°С После чего образец извлекали из припоя и оставляли остывать при комнатной температуре Под электронным микроскопом тщательно оценивали поверхность образца Методика проведения атомно-абсорбционной спекгрофотометрии Метод основан на измерении содержания металлов в биологическом материале после соответствующей подготовки биоматериала

Определение элементов методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии основано на поглощении света соответствующей длины волны исследуемого элемента в высокотемпературном пламени

Для измерения использовали поглощение с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения определяемого металла при прохождении через содержащий пары атомов металлов слой воздуха хром -357,9 нм, кобальт - 240,7 нм

Подготовку пробы к анализу производили методом сухой минерализации, путем сжигания пробы в электропечи при контролируемом температурном режиме

Результаты измерений концентраций металлов регистрировали по показаниям прибора с цифровой индикацией, откалиброванного согласно концентрациям рабочих стандартных растворов определяемого металла

Точность настройки прибора определяли введением стандартного образца заданной концентрации через каждые пять проб

С целью изучения изолирующего действия биоуглеродного карбиносодержащего покрытия также было проведено определение наличия ионов кобальта и хрома в слюне пациентов, пользующихся съемными бюгельными протезами, металлический каркас, которых был изолирован биоуглеродным карбиносодержащим покрытием Забор слюны проводился через 6 месяцев после проведения протезирования

Изучение нуждаемости в восстановлении концевых дефектов зубных рядов

Изучая проблему протезирования концевых дефектов зубных рядов необходимо определить частоту встречаемости данной патологии

Для этого нами были изучены амбулаторные карты за три произвольно взятых года (2000, 2001, 2002) Учитывались все случаи протезирования таких дефектов консольными, бюгельными, частичными пластиночными протезами

Для большей наглядности полученных показателей все обратившиеся пациенты, были распределены на возрастные группы 20-30 лет, 30-40 лет, 40-50 лет и старше 51 года

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Результаты гистологических исследований

Эксперимент на животных и проведенные последующие сравнительные гистологические исследования показали, что в экспериментальных образцах первой группы животных в ранние сроки после введения имплантата из кобальтохромового сплава, покрытого биоуглеродным карбиносодержащим покрытием возникает умеренная воспалительная инфильтрация, представленная эозинофильными лейкоцитами с незначительным содержанием лимфоцитов и гистиоцитов К концу 30 суток образовалась соединительная ткань, которая по своей многоклеточности и количеству сосудов напоминала созревающую

грануляционную В ней встречались фрагменты предшествующей кости в состоянии некробиоза и некроза В последующие сроки вблизи образца начиналось формирование множественных остеоидных балок, перемежающихся участками гиалинового хряща, которое с течением времени заканчивалось формированием зрелой губчатой кости

На 90-е сутки после проведения операции во всех исследуемых фрагментах мы не находили следов воспалительных изменений В области прилегания образца располагалась зрелая соединительная ткань

На 300-е сутки после проведения операции вокруг образца обнаруживалась зрелая губчатая костная ткань, состоящая из множества крупнопетлистых ячеек, разделенных костными трабекулами, пространство между которыми было заполнено красным костным мозгом Воспалительная инфильтрация отсутствовала

В контрольной группе экспериментальных животных наблюдалась более выраженная воспалительная инфильтрация Среди некротических масс, представленных, в основном, распадающимися нейтрофильными лейкоцитами, располагались фрагменты бесструктурных, разрозненных костных балок В образцах тканей контрольной группы животных происходило формирование и развитие исключительно соединительнотканной капсулы, представленной параллельно расположенными пучками коллагеновых волокон Во внутреннем слое капсулы, непосредственно прилежащем к образцу, выявлялись гранулы неорганической природы в значительном количестве

Результаты атомно-абсорбционной спектрофотометрии При проведении количественного определения ионов кобальта и хрома в экспериментальной группе животных установлено, что после введения образцов кобальто-хромового сплава, изолированного биоуглеродным карбиносодержащим покрытием в кость челюсти, микроэлементарный состав биопроб не изменился и определяемого

увеличения ионов кобальта и хрома во фрагментах костной ткани и печени не выявлено (таблица 2)

В контрольной группе животных наблюдалось увеличение содержания ионов кобальта и хрома На третьем месяце эксперимента, в костной ткани было обнаружено увеличение содержания кобальта выше верхней границы нормы на 0,106 мг/кг и увеличение ионов хрома в 1,28 раза В тканях печени зафиксировано содержание ионов хрома выше верхней границы нормы в 1,69 раза

К концу эксперимента содержание ионов кобальта в костной ткани превышало верхнюю границу нормы в 1,58 раза, а содержание ионов хрома -в 2,25 раза В печени содержание ионов кобальта превысило верхнюю границу нормы в 2,54 раза, ионов хрома - в 3,16 раза

Результаты физико-механических и химических исследований Результатами физико-механических и химических исследований установлено, что твердость опытного образца сплава, изолированного биоуглеродным карбиносодержащим покрытием, составила 473 НУ, в то время как твердость поверхностных слоев сплава контрольных образцов лишь 320 НУ

На поверхности опытного образца явлений коррозии обнаружено не было, покрытие было ровным и гладким, без очагов коррозии При изучении распилов наблюдалось равномерность расположения покрытия, без очагов растворения и отслойки

Осмотр контрольного образца показал наличие очагов коррозии на протяжении всей поверхности сплава Очаги были размером от 0,05 до 1,5 мм в диаметре с различной глубиной повреждения Цвет очагов варьировал от металлического белого до желтого

Таблица 2

Содержание ионов кобальта и хрома в печени и фрагментах костной ткани

№№ п/п Определяемые показатели Единицы измерений Результаты исследований экспериментальной группы животных Результаты исследований контрольной группы животных

печень кость печень кость

Дата исследования 08 02 06

1 Хром Мг/кг 0 004 0 962 0 015 0 107

2 Кобальт Мг/кг 0113 1 702 0 116 1 509

Дата исследования 13 03 06

3 Хром Мг/кг 0013 0715 0312 1 248

4 Кобальт Мг/кг 0187 1 029 0206 1 849

Дата исследования 10 04 06

5 Хром Мг/кг 0 083 0 850 0 849 1 539

6 Кобальт Мг/кг 0218 0 781 0 391 2 006

Дата исследования 13 05 06

7 Хром Мг/кг 0 274 0 801 1 235 1 904

8 Кобальт Мг/кг 0161 1209 0599 2 695

Дата исследования 10 06 06

9 Хром Мг/кг 0073 0917 1 457 2 235

10 Кобальт Мг/кг 0 079 1 705 0 691 2 879

Дата исследования 10 07 06

11 Хром Мг/кг 0 055 0815 1 582 2 696

12 Кобальт Мг/кг 0 085, 1 324 1271 3 006*

Проведенными исследованиями под воздействием температур установлено, что покрытие располагалось равномерно, трещин, сколов, следов закипания обнаружено не было

Исходя из результатов исследования, можно предположить, что наличие титана в структуре биоуглеродного карбиносодержащего покрытия, не только увеличивает твердость поверхностных слоев сплава, но предотвращает возможные явления коррозии и обладает стойкостью к различным методам стерилизации

Нуждаемость в восстановлении концевых дефектов зубных рядов

При анализе амбулаторных карт пациентов, с различной патологией зубочелюстной системы, проходивших лечение в ортопедическом отделении Республиканской стоматологической поликлиники г. Чебоксары, за три произвольно взятых года, нами была установлена высокая нуждаемость (19% ± 0,03 от общего количества) в замещении концевых дефектов зубных рядов, особенно в возрасте от 20 до 40 лет (рис.2)

с концевыми дефектами;

2332; 19%

Учитывая возрастной фактор, конструкции протезов необходимо подбирать с особой тщательностью. Они должны удовлетворять пациентов, как в функциональном, так и в эстетическом отношении.

На рисунке 3 показано, что 17% пациентов, имеющих концевые дефекты зубных рядов протезируются бюгельными протезами, 11% пациентов протезируется консольными конструкциями и подавляющее количество концевых дефектов восстанавливается съемным методом протезировании с использованием пластиночных протезов, которые не удовлетворяют пациентов в функциональном и эстетическом отношении.

всего больных; 9719; 81%

Рис. 2. Частота концевых дефектов по обращаемости

во

70 60

50 «

эо

10

Рис.З Конструкции протезов, примененных для лечения концевых дефектов

В возрастной группе 20-30 лет бюгельные протезы с каркасом из неблагородных металлов (КХС) использовались в 15,03% случаев; в возрастной группе 30-40 лет в 33,00% случаев; в возрасте 40-50 лет бюгельные протезы применялись в 34,96% клинических случаев; пациенты в возрасте 50 лет и старше пользуются бюгельными протезами в 16,99% случаев (таблица 3).

Таблица 3

Количество изготовленных бюгельных протезов в зависимости от возраста

Год 20-30 лет 31-40 лет 41-50 лет 51 и старше

2000 15,11 ±3,86 32,55 ±5,05 36,04 ±5,18 16,27 ±3,99

2001 13,22 ±2,58 32,23 ± 3,56 34,71 ±3,63 19,83 ±3,04

2002 17,17 ±3,79 34,34 ±4.77 34,34 ± 4,77 14,14 ±3,50

В среднем 15,03 ±3,55 33,00 ± 4,69 34,96 ±4,7 16,99 ±3,69

Клинико-лабораторные этапы изготовления бюгельных протезов из кобальтохромового сплава, покрытого биоуглеродным карбиносодержащим покрытием

В условиях ортопедического кабинета и зубопротезной лаборатории, по общепринятой методике, изготавливались бюгельные протезы из КХС. В

лаборатории физики в условиях вакуумной камеры на поверхность сплава ионноплазменным методом наносили биоуглеродное карбиносодержашее покрытие (рис.4).

Рис. 4. Схематическое изображение конструкции протеза с нанесенным карбиносолержащим покрытием

При проведении количественного определения ионов кобальта и хрома установлено, что у всех пациентов после протезирования бюгельными протезами из кобальтохромового сплава, изолированными биоуглеродным карбиносодержащим покрытием, микроэлементарный состав биопроб не превышал физиологическую норму и определяемого увеличения ионов кобальта и хрома в слюне не выявлено.

Следует отметить что, биоуглеродное карбиносодержашее покрытие, нанесенное на все металлические каркасы бюгельных протезов, в течение пяти лет эксплуатации не отслаивалось, не давало трещин и не имело сколов, что подтверждается данными контрольных осмотров металлических деталей протезов под электронным микроскопом.

Привычные для пациентов, пользующихся металлическими протезами, жалобы на металлический привкус в полости рта, боль, жжение в кончике и боковых поверхностях языка, усиливающиеся к вечеру, боль в глазах, головные боли, потеря аппетита, тошноту, раздражительность, после нанесения изолирующего биоуглеродного карбиносодержащего покрытия не озвучивались на всем протяжении пользования протезами. А при уточняющем вопросе врача стоматолога-ортопеда отрицались.

19

ВЫВОДЫ

1 Гистологическими исследованиями доказано, что биоуглеродное карбиносодержащее покрытие улучшает биосовместимость кобальтохромового сплава Введение образца из кобальтохромового сплава, покрытого биоуглеродным карбиносодержащим соединением, сопровождается умеренной воспалительной инфильтрацией с последующим формированием зрелой губчатой кости В контрольной группе экспериментальных животных наблюдалась более выраженная воспалительная инфильтрация с последующим формированием соединительнотканной капсулы, во внутреннем слое которой в значительном количестве выявляются гранулы неорганической природы

2 Проведенные сравнительные физико-механические и химические испытания образцов кобальто-хромового сплава, изолированного биоуглеродным карбиносодержащим покрытием, показали повышение твердости поверхностных слоев металлического каркаса на 153 НУ и ярко выраженную коррозийную устойчивость Исследование методом термоудара показало, что данное покрытие обладает стойкостью к температурным режимам и может подвергаться различным методам стерилизации, не изменяя своих свойств

3 Исследованиями на атомно-абсорбционном спектрофотометре установлено, что биоуглеродное карбиносодержащее покрытие обладает изолирующим действием, не вызывающим увеличения содержания ионов кобальта и хрома в кости и тканях организма К концу эксперимента содержание ионов кобальта в костной ткани превышало верхнюю границу нормы в 1,58 раза, а содержание ионов хрома - в 2,25 раза В печени содержание ионов кобальта превысило верхнюю границу нормы в 2,54 раза, ионов хрома - в 3,16 раза

4 При восстановлении концевых дефектов зубных рядов металлическими конструкциями из неблагородных стоматологических сплавов 17% клинических случаев протезируется бюгельными протезами В

возрастной группе 20-30 лет бюгельные протезы с каркасом из неблагородных металлов (КХС) использовались в 15,03% случаев, в возрастной группе 30-40 лет в 33,00% случаев, в возрасте 40-50 лет бюгельные протезы применялись в 34,96% клинических случаев, пациенты в возрасте 50 лет и старше пользуются бюгельными протезами в 16,99% случаев

5 Литые конструкционные элементы бюгельных протезов, покрытые биоуглеродным карбиносодержащим соединением, обеспечивают высокую эффективность и биологическую толерантность неблагородных сплавов на длительный период

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Для улучшения биосовместимости неблагородных стоматологических сплавов рекомендуется покрытие металлического каркаса протезов биоуглеродным карбиносодержащим соединением

2 Для повышения эффективности пользования съемными конструкциями в полости рта, рекомендуется проводить профилактические осмотры зубных протезов 2 раза в год

3 В целях предупреждения и исключения возможности негативного влияния ингредиентов, входящих в состав неблагородных стоматологических сплавов, рекомендуется проведение лабораторных исследований на содержание компонентов в жидких средах организма пациентов

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1 Федорова Н С Применение поднадкостничных имплантатов при протезировании концевых дефектов зубных рядов /Н С Федорова, О В Скворцов // Материалы VI Российского научного форума «Стоматология 2004» - Москва, 2004 - С 171 -172

2 Федорова Н С 11рименение биоуглеродного карбиносодержащего покрытия в дентальной имплантации /Н С Федорова, К) Н Уруков

//Материалы VII международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» - Москва, 2006 - С 513

3 Федорова Н С Состояние периимплантационной зоны после введения имплантатов из кобальто-хромового сплава с биоуглеродным карбиносодержащим покрытием //Материалы научно-практической конференции «Инновационные технологии в стоматологии» - Казань, 2006 -С 79

4 Федорова НС Ортопедическое лечение концевых дефектов зубных рядов /НС Федорова // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» - Москва, 2007 -С 167

5 Федорова Н С Улучшение свойств кобальтохромового сплава путем нанесения карбиносодержащего покрытия //Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине» Тезисы докладов КГМУ - Казань, 2007 - С 198-199

6 Салеев Р А, Трубин В В , Федорова Н С Реакция костной ткани на кобальтохромовый сплав, покрытый биоуглеродным карбиносодержащим покрытием //Материалы XVII и XVIII Всероссийских научно-практических конференций и I Общеевропейского стоматологического конгресса - М, 2007 - С 151-153

7 Салеев Р А Гистологическая реакция костной ткани на кобальтохромовый сплав с карбиносодержащим покрытием /РА Салеев, Н С Федорова//Институт стоматологии - 2007 -№4(37) - С 124-125

Подписано в печать 17 03 2008 г Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать оперативная Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 85

Отпечатано в типографии Чувашского государственного университета имени И Н Ульянова 428015 Чебоксары, Московский проспект, 15

Актуальность работы.

Взаимоотношения протезного материала с окружающими тканями являются важной предпосылкой длительного функционирования протеза. При этом необходимо учитывать свойства материала; из которого изготовлена конструкция: биологическую совместимость, структуру, способность выдерживать жевательную нагрузку, технологичность [2, 9, 11, 12, 65, 67]. Среди многообразия материалов для изготовления бюгельных протезов нет таковых, которые бы в полной мере были безразличны тканям организма. Установлено, что при пользовании металлическими протезами может происходить качественное и количественное изменение содержание микроэлементов в окружающих тканях. Ионы металлов'диффундируют в ткани и среды организма доказывают на них негативное влияние [3, 15, 21, 60, 65]. Основополагающим фактором данной теории, обуславливающим1 химическую инертность металлов, является! строение внешних электронных оболочек атомов.металлов. Они в идеале должны быть полностью заполнены [78, 80, 90].

Современная наука, химическую активность элементов' характеризует электрическим потенциалом по отношению к иону водорода. Чем отрицательнее химический потенциал контактирующего с живыми тканями металла - тем для живого организма лучше [80, 87, 90]. С этой точки зрения сплавы благородных металлов более инертны и, следовательно, предпочтительнее, нежели кобальтохромовые (КХС) и никельхромовые сплавы [87]. Однако для изготовления бюгелей, кламмеров, шинирующих аппаратов и других съемных стоматологических протезов главным требованием к металлу является высокая прочность и жесткость. Протез из сплава на основе драгоценных металлов не будет столь прочен и долговечен. К тому же, при равной прочности, бюгельный протез из золото-палладиевого сплава получится, в 2 раза тяжелее и значетельно дороже [25, 26, 37].

Наиболее оптимальным вариантом для пациентов может быть кобальтохромовый протез с последующим его покрытием, каким-либо инертным материалом.

Для устранения негативного влияния металлов уже давно предпринимались попытки нанесения изолирующих покрытий. В качестве покрытий использовались различные органические соединения: алмазоподобные соединения углерода^ нитрид титана, гидроксиаппатит, силикон). Все они имели главное положительное качество: биологическую инертность, и основное отрицательное качество: способность растворяться в биологической среде организма и образовывать трещины на поверхности металлического каркаса при деформациях ортопедической конструкции, непременно возникающей при воздействии жевательной нагрузки, а также закипать и слущиваться при воздействии; различных температурных режимов стерилизации [30, 67, 92, 93].

В связи с этим необходима разработка технологий обработки традиционных материалов с целью придания-им необходимых свойств:

Чрезвычайно актуальным для стоматологии является? изучение новых биосовместимых материалов в эксперименте, которое позволит получить важные сведения об их эффективности, биологической инертности и полной совместимости с тканями полости рта и организма в целом.

Это и побудило нас к выполнению данной работы и определило ее цель и задачи.

Целью данного исследования явилось повышение эффективности применения неблагородных стоматологических сплавов путем; использования биоуглеродного карбиносодержащего покрытия:

Для достижения цели были проведены экспериментальные и клинические исследования^ в основу которых были ^положены: следующие задачи:

1. Провести экспериментальные исследования по изучению влияния биоуглеродного карбиносодержащего покрытия на костную и мягкие ткани полости рта.

2. Исследовать физико-механические, и химические характеристики биоуглеродного карбиносодержащего покрытия, нанесенного на неблагородный стоматологический сплав.

3. Изучить изолирующее действие биоуглеродного карбиносодержащего покрытия методом абсорбционной спектрофотометрии и определить накопление ионов кобальта и хрома во фрагментах костной ткани и тканях печени.

4. Выявить частоту применения металлических конструкций из неблагородных сплавов у пациентов с концевыми дефектами зубных рядов.

5. Дать клиническую оценку использования биоуглеродного карбиносодержащего покрытия на неблагородных стоматологических сплавах.

Научная новизна:

В- результате проведенного исследования впервые установлено, что биоуглеродное карбиносодержащее покрытие увеличивает твердость поверхностных слоев неблагородных стоматологических сплавов в 1,48 раза. Выявлено, что данное покрытие способно выдерживать термоудар и при этом не вскипать, не отслаиваться и не давать трещин и сколов. Химическими исследованиями доказано, что биоуглеродное карбиносодержащее покрытие предотвращает коррозию сплава в биологической среде организма.

Практическая ценность заключается в следующем: - экспериментальными исследованиями установлено, что кобальтохромовый сплав, покрытый биоуглеродным карбиносодержащим соединением, инертен и биологически совместим с окружающими тканями. Сложное биоуглеродное карбиносодержащее покрытие препятствует выходу ионов кобальта и хрома в окружающие ткани и улучшает биосовместимость неблагородных стоматологических сплавов.

- проведенные исследования показали, что, нуждаемость в восстановлении концевых дефектов зубных рядов остается высокой. Частота больных с концевыми дефектами составила 19% ± 0,03 от общего количества больных с частичным отсутствием зубов;

- результаты исследования позволили дать рекомендации по дальнейшему использованию биоуглеродного карбиносодержащего покрытия в практической деятельности.

Внедрение результатов работы Результаты работы используются в учебном процессе со слушателями курсов повышения квалификации стоматологов-ортопедов и зубных техников, с клиническими ординаторами и интернами, излагаются на практических занятиях со студентами 4-5 курсов по циклу ортопедической стоматологии на стоматологических факультете ГОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию». Метод нанесения биоуглеродного карбиносодержащего покрытия на- неблагородные стоматологические сплавы-внедрен и используется в лечебной, деятельности ортопедического отделения ГУЗ «Городская стоматологическая поликлиника» г.Чебоксары Чувашской Республики, в ОАО «Стоматологическая поликлиника №5» г.Казани.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Покрытие бюгельного протеза, изготовленного из кобальтохромового сплава, биоуглеродным карбиносодержащим соединением обеспечивает изоляцию сплава и улучшает биосовместимость неблагородных стоматологических сплавов.

2. Нанесение биоуглеродного карбиносодержащего4 покрытия увеличивает твердость поверхностных слоев неблагородных стоматологических сплавов, предотвращает коррозию- металла в биологической среде организма.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на итоговой научной конференции профессорско-преподавательского состава медицинского института Чувашского государственного университета им. И.Н.Ульянова (2003), научно-практической конференции "Современные методы диагностики и лечения в клинике ортопедической стоматологии" (Чебоксары, 2004), заседании научного общества стоматологов Чувашии (Чебоксары, 2005), совместном заседании научных обществ стоматологов и имплантологов Чувашии (Чебоксары, 2005), на конференции молодых ученых КГМА (2006), на Международной научно-практической конференции «Образование и здоровье в XXI веке» (Москва, 2006), на Всероссийском стоматологическом форуме «Дентал-ревю. Образование, наука и практика в стоматологии» (Москва, 2007), предметно-проблемной комиссии по стоматологии ГОУ ВПО «Казанского государственного медицинского университета Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (2007).

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, одна из них в ведущем рецензирующем научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 121 странице машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, библиографического-списка, который содержит 60 отечественных и 44 иностранных источников, 3 приложений. Цифровые данные сведены в 4 таблицы, 5 диаграмм, наглядный материал представлен в 18 рисунках.

выводы

1. Гистологическими исследованиями доказано, что биоуглеродное карбиносодержащее покрытие улучшает биосовместимость кобальтохромового сплава. Введение образца из кобальтохромового сплава, покрытого биоуглеродным карбиносодержащим соединением, сопровождается умеренной воспалительной инфильтрацией с последующим формированием зрелой губчатой кости. В контрольной группе экспериментальных животных наблюдалась более выраженная воспалительная инфильтрация с последующим формированием соединительнотканной капсулы, во- внутреннем слое которой' в значительном количестве выявляются гранулы неорганической природы.

2. Проведенные сравнительные физико-механические и химические испытания образцов* кобальто-хромового сплава, изолированного биоуглеродным карбиносодержащим покрытием, показали повышение твердости? поверхностных слоев металлического каркаса в 1,48 раза и ярко выраженную коррозийную устойчивость. Исследование методом термоудара показало, что данное покрытие обладает стойкостью к изменению температурных режимов и не изменяет своих свойств.

3. Исследованиями на атомно-абсорбционном спектрофотометре установлено, что биоуглеродное карбиносодержащее покрытие обладает изолирующим действием, не вызывающим увеличения содержания ионов кобальта и хрома в кости и тканях организма. К концу эксперимента содержание ионов кобальта в костной ткани превышало верхнюю границу нормы в 1,58 раза, а содержание ионов хрома - в 2,25 раза. В печени содержание ионов кобальта, превысило верхнюю границу нормы- в 2,54 раза, ионов хрома - в 3,16 раза.

4. При восстановлении концевых дефектов зубных рядов металлическими конструкциями из неблагородных стоматологических сплавов 17% клинических случаев протезируется бюгельными протезами. В возрастной группе 20-29 лет бюгельные протезы с каркасом из неблагородных металлов (КХС) использовались в 15,03% случаев; в возрастной группе 30-39 лет в 33,00% случаев; в возрасте 40-49 лет бюгельные ггротезы применялись в 34,96% клинических случаев; пациенты в возрасте 5 О лет и старше пользуются бюгельными протезами в 16,99% случаев.

5. Литые конструкционные элементы бюгельных протезов, покрытые биоуглеродным карбиносодержащим соединением, обеспечивают высокую эффективность и биологическую толерантность неблагородных сплавов на длительный период.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для улучшения биосовместимости неблагородных стоматологических сплавов рекомендуется покрытие металлического каркаса протезов биоуглеродным карбиносодержащим соединением.

2. Для повышения эффективности пользования съемными конструкциями в полости рта, рекомендуется проводить профилактические осмотры зубных протезов 2 раза в год.

3. В целях предупреждения и исключения возможности негативного влияния ингредиентов, входящих в состав неблагородных стоматологических сплавов, рекомендуется проведение лабораторных исследований на содержание компонентов в жидких средах организма пациентов. Г