Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕКЛОИОНОМЕРНОГО ФИКСИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, МОДИФИЦИРОВАННОГО НАНОРАЗМЕРНЫМИ ЧАСТИЦАМИ КРЕМНИЯ

На правах рукописи

Вечеркина Жанна Владимировна

КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕКЛОИОНОМЕРНОГО ФИКСИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, МОДИФИЦИРОВАННОГО НАНОРАЗМЕРНЫМИ ЧАСТИЦАМИ

КРЕМНИЯ

Специальность 14.01.14 - стоматология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

1 3 ДЕК 2012

005057202

Воронеж 2012

1

005057202

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени H.H. Бурденко» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Каливраджиян Эдвард Саркисович Официальные оппоненты:

Брагин Евгений Александрович - заслуженный врач Российской Федерации, доктор медицинских наук, профессор, Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, кафедра ортопедической стоматологии, заведующий кафедрой

Рыжова Ирина Петровна - доктор медицинских наук, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», кафедра стоматологии, профессор кафедры

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Защита состоится $ 2012 г., в часов на

заседании диссертационного совета Д 208.009.01 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени H.H. Бурденко» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации по адресу: 394036, Россия, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени

H.H. Бурденко» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Автореферат разослан

2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Глухов A.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Широкое внедрение в практику современной ортопедической стоматологии несъемных конструкций зубных протезов на цельнолитой основе позволило существенно улучшить качество проводимого ортопедического лечения. Однако до сих пор процент осложнений остается довольно высоким, а в первые годы пользования метаплокерамическими конструкциями даже составляет 15-20% (Т.И. Ибрагимов, 2006; С.Д. Арутюнов с соавт., 2007). Одной из причин неудачных исходов лечения является преждевременное нарушение фиксации, приводящее к разгерметизации конструкций и развитию вторичного кариозного процесса, обусловленного качеством фиксирующих материалов, не полностью отвечающее клиническим требованиям (И.Ю. Лебеденко, 2011; Chandrasekhar V., 2010). В ряде случаев из-за нарушения фиксации несъемных ортопедических конструкций могут возникать и сколы облицовочного материала, что ведет к переделке конструкции (В.Н. Копейкин, 2002). Поэтому этап фиксации несъемных конструкций зубных протезов и правильный выбор фиксирующего материала является ключевым моментом для надежности ортопедической конструкции (A.C. Щербаков, 2004; И.Ю. Лебеденко, С.Д. Арутюнов, 2006; Е.А. Брагин, И.П. Рыжова, 2011).

В клинике ортопедической стоматологии для постоянной фиксации несъемных конструкций зубных протезов применяются цинк-фосфатные, поликарбоксилатные и стеклоиономерные материалы (А.И. Абдурахманов, 2000; E.H. Жулев, 2000). Наиболее значимыми физико-химическими и физико-механическими характеристиками фиксирующих материалов, определяющими их потребительские свойства, являются такие показатели, как время твердения, прочность на сжатие, адгезия, растворимость и толщина образуемой цементной пленки (A.B. Бейтан, Г.В. Большаков, 2004; Attar N., 2003). Однако принимая решение о выборе того или иного фиксирующего материала, врач-стоматолог должен быть уверен не только в его физических прочностных характеристиках, но и в биологической индифферентности, характеризующей влияние цемента на пульпу, твердые ткани зуба и ткани пародонта как в ближайшие, так и в отдаленные сроки (В.Н. Трезубов с соавт., 2002; Э.С. Каливраджиян, 2001).

Данные по изучению свойств современных фиксирующих материалов, имеющиеся в специальной литературе, противоречивы, что затрудняет выбор

3

материала, полностью отвечающего клиническим требованиям для фиксации несъемных конструкций зубных протезов (A.B. Бейтан, 2006; Е.Е. Hill. 2011).

В последние годы существенно расширилась область применения сгеклоиономерных фиксирующих материалов, имеющих ряд преимуществ," начиная с простоты использования и заканчивая высокой прочностью, а также степенью адгезии к металлу и тканям зуба (Н.В. Биденко, 2003; А.Б. Перегудов, 2006). Однако большее количество стоматологов-ортопедов отдают предпочтение стеклоиономерным фиксирующим материалам зарубежного производства (С.Н. Pameijer. 2006).

В связи с этим, совершенствование рецептуры отечественных стеклоиономерных материалов для фиксации несъемных конструкций зубных протезов, обладающих хорошими прочностными характеристиками, токсикологической инертностью и оптимальной стоимостью является весьма актуальной научной и практической задачей стоматологии.

Цель исследования.

Повышение эффективности лечения больных несъёмными ортопедическими конструкциями зубных протезов на этапе фиксации стеклоиономерным материалом, модифицированным наноразмерными частицами кремния.

Задачи исследования:

1. Разработать методику получения стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного наноразмерными частицами кремния.

2. Изучить физико-химические и механические свойства модифицированного стеклоиономерного материала и дать сравнительную" характеристику образцов с различным содержанием кремния в наноформе.

3. Выполнить токсико-гигиеническое исследование свойств модифицированного фиксирующего стеклоиономерного материала.

4. Провести клиническую апробацию модифицированного стеклоиономерного фиксирующего материала, содержащего наноразмерные частицы кремния и дать сравнительную оценку его влияния на ткани пародонта.

Научная новизна. Получены новые данные об оптимальном процентном соотношении стеклоиономерного фиксирующего материала с наноразмерными частицами кремния и разработана методика его получения (пат. RU №2438645

4

«Стеклоиономерный цемент с добавлением наночастиц кремния», приоритет от 09.03.2010).

Изучены физико-механические, физико-химические и токсикологические свойства модифицированного стеклоиономерного фиксирующего материала, дана их сравнительная оценка.

На основании результатов проведенных исследований выявлены преимущества и доказана целесообразность применения нового материала в сравнении с исходным стеклоиономерным фиксирующим материалом «Целит Мономер ФХ» и его аналогов, повышающие эффективность лечения несъёмными ортопедическими конструкциями и снижающие риски развития осложнений при их использовании.

Практическая значимость работы. Результаты исследований физико-химических и физико-механических свойств стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированого добавлением наноразмерных частиц кремния, позволили рекомендовать предложенный состав стеклоиономерного материала для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов.

Предложенная модификация стеклоиономерного фиксирующего материала свидетельствует об улучшении физико - механических свойств материала (увеличению прочности на сжатие, адгезии к дентину зуба, времени твердения), об отсутствии токсичности материала и его биологической совместимости, что в комплексе способствует снижению риска развития осложнений и повышению эффективности фиксации несъемных конструкций зубных протезов.

Клинические исследования применения стеклоиономерного материала для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов, модифицированного наноразмерными частицами кремния свидетельствуют об отсутствии осложнений в ближайшие сроки пользования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследования физико-механических свойств стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного добавлением наноразмерных частиц кремния, позволяют обосновать его применение в качестве материала для постоянной фиксации несъемных конструкций зубных протезов.

2. Использование наноразмерных частиц кремния в составе

5

стеклоиономерных фиксирующих материалов позволяет улучшить физико-химические свойства этих материалов.

3. Результаты проведения комплекса токсико-гигиенических и клинических исследований стеклоиономерного материала для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов, модифицированного добавлением наноразмерных частиц кремния, свидетельствуют о биосовместимости и нетоксичности указанных материалов.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на IV Всероссийской научной конференции молодых ученых «Комплексный подход к диагностике, лечению и профилактике в медицине» (Воронеж, 2011); XXV Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы стоматологии» (Москва, 2011); V Инновационном молодежном форуме (Воронеж, 2012); VI Инновационном молодежном форуме (Воронеж, 2012).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных работ, из них 2 - в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК РФ.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 112 страницах машинописного текста, включает введение, обзор литературы, характеристику материала и методов исследования, две главы с результатами собственных исследований, заключение, выводы, практические рекомендации, список литературы и приложения. Список литературы содержит 162 источника, в том числе 117 отечественных и 45 зарубежных авторов.

Внедрение в практику результатов исследования. Результаты исследования внедрены в практическую работу ортопедических отделений стоматологических поликлиник № 2 и № 3 г. Воронежа, кафедры ортопедической стоматологии ВГМА им. H.H. Бурденко, кафедры ортопедической стоматологии ИДПО ВГМА им. H.H. Бурденко, стоматологической клиники ООО «Успех» г. Воронежа.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Для решения поставленных в работе задач проведен сравнительный анализ результатов экспериментальных исследований стеклоиономерных фиксирующих материалов различных

производителей: «Fuji,» (Япония), «Целит Иономер ФХ» производства «Целит» (г. Воронеж), «Стиои Ф» производства «Радуга Р» (г. Воронеж); "Цемион Ф", производства «ВладМива», (г. Белгород). На первом этапе исследования проводили сравнения физико-химических свойств отечественных материалов для фиксации в рецептуре производителей и при модификации их наноразмерными частицами кремния в количестве от 0,01% до 0,001% по массе к порошку. Установили, что отечественные стеклоиономерные материалы практически идентичны по качеству, изменения свойств, вызванные модифицирующими добавками кремния в наноформе идентичны. Дальнейшие исследования проведены с использованием стеклоиономерного материала фирмы «Целит» (г. Воронеж) «Целит Иономер ФХ», модифицированного наноразмерными частицами кремния в количестве 0,01% или 0,005% или 0,001% по массе к порошку. Лабораторные методы включали в себя изучение физико-химических, физико-механических и токсико-гигиенических свойств материалов.

Использование частиц кремния именно в наноформе, а не ионной или другой формы вещества подтверждено технологией его получения, а именно кремний в наноформе получен путем электрохимического травления кристаллического кремния с последующей его ультразвуковой обработкой.

Размер частиц для модификации стандартных стеклоиономерных материалов составляет 50-200 нм, что подтверждено электронной микроскопией.

Технология приготовления стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного наноразмерными частицами кремния не отличается от стандартной. Непосредственно перед применением замешивают фиксирующий материал. При ручном замешивании необходимо строгое соотношение порошка и жидкости (1,5:1), и в течение 30 секунд проводят замешивание до гомогенной консистенции.

Оценку физико-химических свойств материалов проводили при помощи инфракрасной спектроскопии на ИК-Фурье спектрометре «Vertex» производства компании «Вгикег». Для исследования микроструктуры фиксирующих материалов, изучения объемно-пространственной характеристики стандартного и модифицированного затвердевшего фиксирующего материала использовали оптическую микроскопию.

Исследования физико-механических свойств фиксирующих материалов проводили согласно общепринятым требованиям к стоматологическим цементам на базе ООО «Целит» г. Воронеж. Определяли следующие показатели: прочность, на сжатие, время твердения материалов, толщина образуемой плёнки фиксирующего материала, растворимость материалов в жидкостях и адгезионная способность к дентину зуба.

Для оценки токсичности модифицированного материала использовали: экспресс-метод, определяющий индекс токсичности при воздействии на биологический тест-объект; исследование материала в условиях хронического токсикологического эксперимента, основанный на изучении реакции органов и тканей опытных животных на имплантат исследуемого материала и показателях развёрнутого анализа периферической крови подопытных животных.

В качестве биологического клеточного тест-объекта использовали мужские половые клетки крупного рогатого скота. Принцип метода основан на анализе показателя подвижности сперматозоидов в суспензии от времени. Общетоксическое действие материалов изучали в хроническом токсикологическом эксперименте на 40 белых беспородных крысах-самцах массой 210±5,0 грамм. Под внутрибрюшным наркозом тиопентала натрия (ЗОмг/кг) животным выполняли разрез мягких тканей в области внутренней поверхности левого бедра. Животным контрольной группы ушивали рану; животным первой экспериментальной группы внутримышечно имплантировали стеклоиономерный фиксирующий материала «Целит Иономер ФХ», животным второй экспериментальной группы внутримышечно имплантировали модифицированный по разработанной нами рецептуре наноразмерными частицами кремния «Целит Иономер ФХ».

Клиническая оценка материалов заключалась в обследовании и лечении 40 человек в возрасте от 25 до 55 лет с диагнозом «Дефект твёрдых тканей зубов», ИРОПЗ 0,6-0,7. Всем больным оценивали гигиеническое состояние полости рта и состояние тканей пародонта индекса РМА для исключения его патологий. Окрашивали десну вокруг зуба с фиксированной на нем коронкой раствором Шиллера-Писарева (1 балл - окрашивается сосочек, 2 балл - окрашивается маргинальна десна, 3 балла - окрашивается вся десна). Всем пациентам было показано изготовление искусственных коронок. Восстановление дефектов твёрдых

8

тканей зубов пациентам проводили путём изготовления искусственных коронок на литой основе из кобальто-хромого сплава.

Пациенты были распределены по группам в соответствии с видом использованного для фиксации стеклоиономерного материала для одиночных коронок (табл.1).

Таблица 1

Распределение пациентов по группам

Фиксирующий стеклоиономерный материал для одиночных коронок Дефект твёрдых тканей зуба, ИРОПЗ 0,6-0,7

Высота клинической коронки > 5 мм Высота клинической коронки < 5мм

«Целит Иономер ФХ» 18 12

«Целит Иономер ФХ» модифицированный добавлением наноразмерных частиц кремния 8 7

«Fuji» 6 9

Всего одиночных коронок 32 28

Всего пациентов 22 18

Всего было зафиксировано 60 одиночных коронок на литой основе из кобальто-хромового сплава, из них 30 при помощи материала «Целит Иономер ФХ», 15 при помощи стеклоиономерного материала, модифицированного наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,005% по массе к порошку. Остальным пациентам несъемные конструкции на литой основе фиксировались с помощью стеклоиономерного фиксирующего материала «Fuji».

Наблюдение за пациентами осуществляли через 7, 14 дней, 6 месяцев и год после фиксирования коронки. Критериями качества фиксации несъёмных протезов послужили отсутствие жалоб, качество краевого прилегания, оцениваемое при зондировании, устойчивость протезов и рентгенологический контроль состояния твёрдых тканей зуба на границе коронка-зуб.

Статистический анализ результатов исследования включал определение необходимого и достаточного объема выборочной совокупности для образцов для исследования, экспериментальных животных или числа пациентов; расчете параметров описательной статистики для эмпирических данных; выявление зависимостей между исследуемыми показателями с использованием корреляционного анализа. В сформированных выборках для количественных

показателей каждой из исследуемых групп вычислялись средние значения (М=дгср), степень разброса признаков в вариационном ряду оценивалась с помощью дисперсии (0=ст2) и среднего квадратического отклонения (о). Для установления границ, в которых находится генеральная средняя, определяли предельную ошибку выборки (ш) или доверительный интервал (±Д = Цп), рассчитываемый для 95% уровня значимости. Достоверность выявленных различий между образцами или группами исследования оценивали на разных этапах исследования с использованием параметрического I - критерий Стьюдента для малых выборок, гипотезы о равенстве выборочных дисперсий посредством расчета Р- критерия Фишера. Вероятность нулевой гипотезы Р0 принимали при условии Ррасчетн. < Ркритеч., где Ркртич.=2,94 (при числе степеней свободы ^=£2=20; Ро = 0,05).

При отсутствии нормального распределения признака в группе или определении достоверного различия дисперсий использовали непараметрический критерий Вилкоксона.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

Инфракрасная спектроскопия позволила зарегистрировать изменения, возникающие в ходе реакции полимеризации стеклоиономерного материала, модифицированного наноразмерными частицами кремния. Наиболее выраженные изменения наблюдались при соотношении модифицирующей добавки в 0,005% процентах по массе к порошку.

Сравнительный анализ физико-химических свойств по данным спектрограммы свидетельствует, что в образцах материала модифицированного наноразмерными частицами кремни «Целит Иономер ФХ» образовывалось большее количество связанной воды по сравнению с исходным материалом «Целит Иономер ФХ». На графике модифицированного материала появился пик в области волновых чисел от 1000 до 1100 см"1, максимальная точка которого соответствовала образованию силикагеля.

В результате исследований образцов стеклоиономерных фиксирующих материалов с помощью сканирующего оптического микроскопа установлено, что максимальные изменения относительно исходного отечественного материала «Целит Иономер ФХ» регистрировались при добавлении наноразмерных частиц

кремния в соотношении 0,005% к массе порошка. Степень дисперсности модифицированного материала приближалась к образцам материала фирмы «Fuji» (рис.1).

При этом наблюдалось улучшение структуры образцов модифицированного материала по сравнению с исходным в состоянии затвердения, что проявлялось в более сглаженном рельефе поверхности, равномерном «гелеобразовании» и четких границах контуров.

«Целит Иономер ФХ»

«Fuji»

«Целит Иономер ФХ», модифицированный наиоразмерными частицами кремния в соотношении 0,005% к массе порошка

Рис.1. Оптическая микроскопия исследуемых материалов.

Исследование фиксирующих материалов на прочность при сжатии выявило, что исходный стеклоиономерный материал «Целит Иономер ФХ» имеет результат 98,4±3,92 МПа, что соответствует ГОСТу Р 51744-2001 (табл. 2). При добавлении наноразмерных частиц кремния в порошок исходного материала изменился указанный показатель. У образца с 0,001% наноразмерных частиц кремния по массе данный показатель был равен 88±1,58 МПа, что свидетельствует о не большом понижении показателя прочности. У опытных образцов с добавлением 0,01% наноразмерных частиц кремния к порошку по массе показатель прочности на сжатие имел значение 46±2,21 МПа, что не соответствует ГОСТу. У образца с 0,005% наноразмерными частицами кремния значение прочности на сжатие увеличилось в среднем на 20-25 единиц от стандартного и составило 128,2±1,8 МПа. В связи с этим дальнейшие исследования проводились с материалом,

содержащим наноразмериые частицы кремния в количестве 0,005% по массе к порошку (рис.2).

Ц-ИФХ ц-и ц-и ц-и

<»X+0,01%Si <t>X+0,005%Si <t>X+0,001%Si

Примечание: знаком * отмечены статистически значимые различия между показателями при р<0,05. Рис.2. Сравнительные результаты прочности на сжатие в процентах по отношению к Fuji.

Изучение показателя времени твердения исходного и модифицированного

стеклоиономерного фиксирующего материалов показало, что значение времени

твердения стеклоиономерного материала «Целит Иономер ФХ» соответствуют

ГОСТу Р 51744 - 2001 и равно 382,8±0,58 секунд (табл.2).

Таблица 2

Результаты исследования физико-механических свойств материалов.

Показатель Вид фиксирующего материала

Целит Иономер ФХ Fuji

Исходный +0,01%Si +0,005%Si +0,001%Si

Прочност ь М±т 98,4±3,92 46±2,21 * 128,2±1,8 * 88±1,58 * 136,8±3,4 *

t- критерий Стьюден та Ц-И ФХ - 2,85е"08 5,70е"06 0,011 2,06е"07

Fuji 2,06е"07 9,11е"12 0,0096 3,04е"08 -

время твердени я М±т 382,8±0,58 264,4±1,28* 421,5±0,39* 413±0,95 * 447,7±0,49 *

t- критерий Стьюден та Ц-И ФХ - 0,0021 0,0009 0,0009 0,0001

Fuji 0,0002 0,007 0,0016 0,0017 -

толщина пленки М±ш 35,3±0,47 - 29,2±0,4 * - 23,4±0,36 *

t- критерий Стьюден та Ц-И ФХ - - 1,76е"07 - j 17Е-07

Fuji 3,50е"09 - 3,18е"09 - -

Примечание: Ц-И ФХ - отличия от результатов Целит-иономер ФХ, знаком * отмечены значения на уровне значимости <0,01 .

При модификации данного материала наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,01% по массе к порошку чистое время твердения существенно снизилось, до 264,4± 1,28 секунд.

При добавлении к смеси порошков исходного материала модифицирующей добавки в соотношении 0,005% и 0,001% показатель времени твердения увеличился до 421,5±0,39 секунд и 413±0,95 секунд соответственно, что удовлетворяет требованию ГОСТа. Сравнительный анализ показателей материалов относительно времени твердения стеклоиономера фирмы «Fuji» свидетельствует, что модификация «Целит Мономер ФХ» наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,005% по массе к порошку делает исходный материал сопоставимым по этому показателю с признанными на мировом уровне стеклоиономерами (рис.3).

Разница во времени твердения при модификации «Целит Иономер ФХ» наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,005% с материалом «Fuji» составляет менее шести процентов и не является статистически значимой.

Ц И ФХ ц и <t>x+o,oi%si ц-и ox+o.oos%si ц и ox+o,ooi%si

Примечание: знаком * отмечены статистически значимые различия между показателями при р<0,05. Рис.3. Сравнительные результаты времени твердения в процентах по отношению к Fuji.

Лабораторное исследование стеклоиономерного материалов «Fuji», «Целит Иономер ФХ» и модифицированного фиксирующего материала с 0,005% содержанием наноразмерных частиц кремния на толщину образуемой пленки

показало, что наименьшую толщину пленки образуют стеклоиономерный фиксирующий материал «Fuji» и материал, модифицированный добавлением наноразмерных частиц кремния в соотношении 0,005% по массе к порошку. Данные показатели были равны 23,4±0,36мкм и 29,2±0,4мкм соответственно. Толщина же образуемой пленки стеклоиономерного фиксирующего материала «Целит Иономер ФХ» заметно превышала эти данные и составляла 35,3±0,47мкм (табл.2).

Рекомендованная величина пленки фиксирующего материала по ГОСТ составляет не более 25мкм. Контрольные образцы, использованные в данном исследовании, имеют несколько большую толщину плёнки, нежели рекомендует ГОСТ (табл.2, рис.4).

Fuji-100%

Ц-И <PX+0,005%Si

Примечание: знаком * отмечены статистически значимые различия между показателями при р<0,05.

Рис. 4. Сравнительная толщина пленки в процентах по отношению к Fuji.

Анализ результатов исследования адгезии образцов стеклоиономерных фиксирующих материалов с содержанием наноразмерных частиц кремния в соотношении 0,005% по массе к порошку к дентину показал увеличение данного показателя в 1,5-2 раза по сравнению с образцами стеклоиономерного фиксирующего материал со стандартной рецептурой (табл. 3).

Адгезия материалов к дентнну, МПа

Измерения Целит Иономер ФХ Целит Иономер OX+0,005%Si Fuji

1 1,36 1,49 1,50

2 1,34 1,51 1,56

3 1,37 1,5 1,54

4 1,35 1,52 1,56

5 1,36 1,52 1,58

6 1,37 1,51 1,53

7 1,38 1,53 1,52

среднее значение 1,36±0,01 1,51±0,01 1,54±0,02

t-критерий Стьюдента 0,00000015* 0,00697647 *

Примечание: знаком * отмечены статистически значимые различия с данными для Fuji на уровне значимости р<0,01

Полученные результаты свидетельствуют о повышении эффективности фиксации несъёмных конструкций зубных протезов с использованием модифицированного стеклоиономерного фиксирующего материала.

Сравнительная оценка влияния рН среды на растворимость использованных в работе образцов стеклоиономерных фиксирующих материалов и материалов, модифицированных наноразмерными частицами кремния, кардинальных изменений не выявила.

В результате исследования индекса токсичности модифицированного материала на базе «Центра Госсанэпиднадзора в Воронежской области» Министерства здравоохранения Российской Федерации был получен результат 84,8%, находящийся в интервале стандартных величин от 70 до 120%. Материал является не токсичным, удовлетворяет требованиям методических рекомендаций № 01.018-07 от 2007 года и может быть применен в практическом здравоохранении.

Результаты патоморфологических исследований тканей внутренних органов и мягких тканей бедра экспериментальных животных, проведенные после внутримышечной имплантации исследуемых фиксирующих материалов показали,

что гистологическая картина микропрепаратов при обзорной микроскопии во всех экспериментальных группах животных укладывается в рамки нормы.

Проведенное исследование периферической крови экспериментальных животных, которым были внутримышечно имплантированы «Целит Мономер ФХ» в рецептуре производителя и тот же материал, модифицированный добавлением наноразмерных частиц кремния свидетельствует об отсутствии статистически значимой разницы по количеству гемоглобина, эритроцитов, тромбоцитов, ретикулоцитов в группах исследования в сравнении с нормой для экспериментальных крыс. Во всех трех группах исследования - в контроле, где рана мягких тканей была нанесена и ушита без имплантации каких либо веществ и в двух экспериментальных группах, где в рану имплантировали указанные выше материалы несколько возросли показатели скорости оседания эритроцитов (СОЭ) и количество лейкоцитов. Так, СОЭ, в сравнении с приводимыми в литературе показателями нормы для этих животных от 2 мм/ч до 4,5 мм/ч в первой группе экспериментальных животных на первой недели после имплантации повысилась до 5,98±0,02 мм/час; во второй группе до 6,04±0,012 мм/час; в контрольной группе животных повышение наблюдалось до 5,89±0,02 мм/час. Такие изменения, вызваны наличием раны. Через 12 недель после начала эксперимента СОЭ во всех группах составляло от 2,2 до 2,4 мм/час, количество лейкоцитов уменьшилось в два раза в сравнении с первой неделей эксперимента. Таким образом, анализ результатов экспериментального исследования стеклоиономерных материалов на животных свидетельствует о безопасности предложенной нами модификации путем модификации 0,005% кремния в наноформе.

В результате клинических исследований не было отмечено нарушения краевого прилегания искусственных коронок ни при зондировании, ни при рентгенологическом контроле. Нарушение фиксации отмечалось у двух пациентов. У четырех пациентов через полгода после фиксации коронок объективно отмечались признаки гингивита, однако связано это было в большей степени с сопутствующей патологией (табл.4).

Сравнительные показатели клинической эффективности _исследуемых материалов

Показатель Вид фиксирующего материала

«Целит Мономер ФХ» «Целит Мономер -ФХ»+ 0,005% Si «Fuji»

Нарушение фиксации 2 - -

Изменение краевого прилегания - - -

Кровоточивость десны при зондировании 2 2 -

В результате исследования индекса PMA у пациентов, которым использовали для фиксации несъемных протезов стеклоиномерный фиксирующий материал «Целит Мономер ФХ» значение индекса РМА после протезирования увеличивалось на 9,06%.У пациентов, которым фиксировали коронки на стеклоиномерный фиксирующий материал «Целит Мономер ФХ», модифицированный наноразмерными частицами кремния на 5,6%, у пациентов, с фиксацией на стеклоиномерный фиксирующий материал "Fuji" на 4,38%. В то же время, статистически значимой величиной, является отклонение показаний от изначального уровня в 10%.

Таким образом, нами отмечается тенденция к росту значений индекса РМА, но она статически недостоверна. Анализируя изменение показаний индекса РМА в группах пациентов, мы сделали вывод, об отсутствии отрицательного воздействия фиксирующих материалов на маргинальный пародонт. Сохранение значений РМА на изначальном уровне свидетельствует об отсутствии увеличения воспалительной реакции краевого пародонта.

При проведении клинических исследований было отмечено, что при использовании модифицированного материала рабочее время фиксирующего материала составляло на 25-30 секунд больше, чем при использовании стандартного материала. Проведенное через год рентгенологическое исследование пародонта зубов, покрытых литыми коронками, не выявило патологических изменений в периапикальных тканях.

Соотношение цены и качества оказания стоматологической помощи всегда имело существенное значение при выборе пациентами вида ортопедических конструкций, предпочтения вида фиксирующих материалов. В условиях рыночной экономики вопросы клинической эффективности лечения уступают первые места

вопросам экономической эффективности конкурирующих материалов и способов реставрации зубов. В современных условиях для стоматологической клиники и пациента вопрос достижения наилучшего качества любой ценой не актуален. Оценке подлежат объем трудозатрат, стоимость материалов, рентабельность и, в конечном итоге, экономическая эффективность для клиники и пациента выбора стоматологических материалов.

Проведенный сравнительный анализ некоторых физико-химических и клинических показателей эффективности трех видов стеклоиономерных материалов для фиксации несъемных конструкций зубных протезов: «Целит Иономер ФХ», стеклоиономерного фиксирующего материала «Целит Иономер ФХ» модифицированного 0,005% наноразмерными частицами кремния и материала марки «Fuji» в сопоставлении с их стоимостными характеристиками (рис.5,6).

Результаты наших расчетов свидетельствуют, что прочность исходного материала «Целит Иономер ФХ» на 39% уступает по прочности материалу «Fuji». Модифицированный по разработанной нами рецептуре «Целит Иономер ФХ» 0,005% наноразмерными частицами кремния по массе к порошку по прочности сопоставим с «Fuji», уступая этому материалу лишь 6,3%.

Время твердения у «Fuji» меньше на 14,9% и 5,9%, чем, соответственно у исходного и модифицированного «Целит Иономер ФХ». Толщина пленки наших материалов в 2,7 для исходного «Целит Иономер ФХ» и в 1,2 раза для модифицированного кремнием в наноформе материала превышает показатели «Fuji».

2,5

0,5

Целит-иономер ФХ ШШ прочность

Целит-иономер

<PX+0,005%Si

время твердения ш^толщина пленки —стоимость

Рис. 5. Соотношение физико-химических показателей исследуемых фиксирующих материалов и их стоимости

3000 2500

х

2000,|

g °>6 о

5 / I | s

^ 0,4 .............-...................................-........-.................................—I. ............-...../ -----------------------I I - ..................-4 1000 i

Целит-иономерФХ Целит-иономер Fuji

OX+0,005%Si

срок службы пломбы ЕОнарушение фиксации шши кровоточивость десны —»—стоимость

Рис. 6. Соотношение клинических характеристик исследуемых фиксирующих материалов и их стоимости

Таким образом, по характеристикам наша модификация стеклоиономерного материала в пределах нескольких процентов уступает признанным зарубежным аналогам, тогда как стоимостные характеристики импортных материалов более чем в десять раз выше.

Физико-химические свойства не являются исчерпывающим показателем для оценки качества материалов, используемых для лечения пациентов. Важны клинические характеристики и субъективное мнение пациента о степени эффективности проведенного лечения.

Данные рисунка 6 свидетельствуют о сопоставимости клинических показателей эффективности лечения всех трех материалов. Улучшение показателей реального срока службы материала «Fuji» в сравнении с исходным материалом «Целит Мономер ФХ» составляет три раза, в сравнении с модифицированным нами материалом два раза. На фоне превышения стоимости более чем в шесть раз пациенты, согласно проведенному нами экспресс-опросу предпочтут использовать разработанную нами модификацию стеклоиономерного стоматологического фиксирующего материала.

ВЫВОДЫ:

1. Разработана методика получения стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного наноразмерными частицами кремния, по физико-механическим и физико-химическим характеристикам модифицированный материал соответствующего предъявляемым требованиям стандартов ГОСТ к фиксирующим материалам. Оптимальным является соотношение модифицирующей добавки в количестве 0,005% по массе к порошку.

2. При модификации стеклоиономерного фиксирующего материала наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,005% по массе к порошку происходят положительные изменения физико-механических свойств по сравнению с исходным материалом, заключающиеся в увеличении прочности при сжатии на 20-25 единиц, увеличении в полтора раза силы адгезии к дентину зуба, увеличении общего времени твердения и рабочего времени на 40 секунд, уменьшении толщины пленки материала в среднем на 6 мкм.

3. Результаты токсико-гигиенического исследования модифицированного фиксирующего материала свидетельствуют о его биоинертности и возможности применения для постоянной фиксации несъемных зубных протезов. Индекс токсичности составляет 84,8%, что соответствует требованиям методических рекомендаций № 01.018-07 от 2007 года, материал может быть применен в практическом здравоохранении.

4. Анализ клинических наблюдений результатов лечения больных несъемными конструкциями зубных протезов, фиксированными с применением модифицированного материала наноразмерным кремнием в соотношении 0,005% по массе к порошку в период от полугода до года, показал отсутствие нарушения фиксации, изменения краевого прилегания и отрицательного воздействия на ткани пародонта.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Для снижения риска осложнений лицам с несъемными конструкциями зубных протезов предпочтительно применять стеклоиономерные фиксирующие материалы марки с наноразмерными частицами кремния

2. Оптимальным является рецептура стеклоиономерного материала с 0,005% содержанием наноразмерных частиц кремния по массе к порошку.

3. Этап фиксации ортопедического лечения несъемными конструкциями зубных протезов стеклоиономерным материалом, содержащим наноразмерные частицы кремния, следует проводить согласно инструкциям производителя.

4. Применение стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,005% по массе к порошку, рекомендовано при фиксации несъёмных ортопедических конструкций большей протяжённости, в связи с увеличением рабочего времени материала.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Разработка рецептуры на основе цинк-фосфатного и стеклоиономерного фиксирующего цементов для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов /М.А. Крючков, Ж.В. Гаврилова (Вечеркина), Н.В. Чиркова, A.B. Подопригора //Сборник докладов научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Воронеж, 2010. - С.52-54.

2. Модификация стеклоиономерного фиксирующего материала путём введения нанокремния / Э.С. Каливраджиян, Т.А. Гордеева, Н.В. Чиркова, Ж.В. Вечеркина, М.А. Крючков // Состояние стоматологической службы и актуальные вопросы в теории и практике: сборник статей,- Воронеж; Ставрополь; Краснодар, 2011. - С. 106-109.

3. Модификация цинк-фосфатного фиксирующего материала наноразмерными частицами кремния / Э.С. Каливраджиян, М.А. Крючков, Н.В. Чиркова, Ж.В. Вечеркина // Институт стоматологии. - 2011. - №2. - С. 94-95.

4. Физико-механические характеристики стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного нанокремнием / Э.С. Каливраджиян, Ж.В. Гаврилова (Вечеркина), П.И. Манеляк, A.B. Подопригора // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. - 2011. - Т.10, №1. - С.126-128.

5. Каливраджиян Э.С. Повышение эффективности ортопедического лечения несъемными конструкциями протезов путем модификации стеклоиономерных фиксирующих материалов нанокремнием / Э.С. Каливраджиян, Ж.В. Вечеркина, Т.А. Гордеева // Материалы 7 Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 20-летию стоматологического факультета Рязанского государственного медицинского университета им. И.П. Павлова. - Рязань, 2011. -С.224-225.

6. Улучшение качества стеклоиономерного фиксирующего материала путем введения наноразмерных частиц кремния /Э.С. Каливраджиян, Ж.В. Вечеркина, Н.В. Чиркова, Крючков М.А. B.C. Калиниченко // Современная ортопедическая стоматология. - 2012. - №17. - С.29-31.

7. Патент №2438645. РФ. Стеклоиономерный цемент с добавлением наночастиц кремния / Э.С. Каливраджиян, В.М. Кашкаров, Ж.В. Гаврилова (Вечеркина), М.А. Крючков, Н.В.Чиркова, П.И. Манеляк А.С. Леньшин, ДЛ. Голощапов. № 2010108567/15 ; заявл. 09.03.2010 ; опубл. 10.01.2012 // Бюл. № 1.- С. 254-257.

Подписано в печать 01.11.2012 г. Гарнитура Times New Roman. Формат 60x84/16. Бумага для множительной техники. Усл.- печ. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ №93 «Издательство ВГМА им. H.H. Бурденко» 394036, г. Воронеж, пр. Студенческая, 10

Актуальность.

Широкое внедрение в практику современной ортопедической стоматологии несъемных конструкций зубных протезов на цельнолитой основе позволило существенно улучшить качество проводимого ортопедического лечения. Однако процент осложнений остается довольно высоким, а в первые годы пользования металлокерамическими конструкциями даже составлял 15-20% [10,44]. Одной из причин неудачных исходов лечения является преждевременное нарушение фиксации, приводящее к разгерметизации конструкций и развитию вторичного кариозного процесса под несъемными конструкциями зубных протезов [8]. Причиной этого может быть качество фиксирующих материалов, не полностью отвечающее клиническим требованиям и обеспечивающее надежное удержание протезов на опорных зубах [106,118]. В ряде случаев из-за нарушения фиксации ортопедических конструкций могут возникать и сколы облицовочного материала, что ведет к переделке конструкции. [57,98]. Поэтому этап фиксации несъемных конструкций зубных протезов несомненно является важным звеном ортопедического лечения в целом, а правильный выбор фиксирующего материала является ключевым моментом для надежной фиксации ортопедической конструкции на опорных зубах [80,117].

В клинике ортопедической стоматологии для постоянной фиксации несъемных конструкций зубных протезов применяются цинк-фосфатные, поликарбоксилатные и стеклоиономерные материалы [6,41]. Наиболее значимыми физико-химическими и физико-механическими характеристиками цементов, определяющими их потребительские свойства, являются такие показатели, как время твердения, прочность на сжатие, адгезия, растворимость и толщина образуемой цементной пленки [79,116]. Однако, принимая решение о выборе того или иного фиксирующего материала, врач-стоматолог должен быть уверен не только в его физических прочностных характеристиках, но и в биологической индифферентности, характеризующей влияние цемента на пульпу, твердые ткани зуба и ткани пародонта как в ближайшие, так и в отдаленные сроки [51,102].

Арсенал современных стоматологических материалов для фиксации несъемных зубных протезов велик и постоянно обновляется. Однако большинство исследований отечественных и зарубежных авторов в этой области посвящено изучению свойств подкладочных или пломбировочных материалов [7]. Свойства фиксирующих стоматологических материалов изучены в меньшей степени [10,131]. Данные по этому вопросу, имеющиеся в специальной литературе, противоречивы, что затрудняет выбор материала, полностью отвечающего клиническим требованиям для фиксации несъемных конструкций зубных протезов [129,132]. В последние годы существенно расширилась область применения стеклоиономерных фиксирующих материалов [88,114].Фиксирующие материалы данной группы имеют ряд преимуществ, начиная с простоты использования и заканчивая высокой прочностью, а также степенью адгезии к металлу и тканям зуба [16,48]. Однако большее количество стоматологов-ортопедов отдают предпочтение зарубежным стеклоиономерным фиксирующим материалам [141].

В связи с этим разработка надежного и индифферентного отечественного стеклоиономерного материала для фиксации несъемных конструкций зубных протезов, обладающего хорошими прочностными характеристиками, токсикологической инертностью и рациональной стоимостью материала, является весьма актуальной научной и практической задачей стоматологии.

Цель исследования.

Повышение эффективности лечения больных несъёмными ортопедическими конструкциями зубных протезов на этапе фиксации стеклоиономерным материалом, модифицированным наноразмерными частицами кремния.

Задачи исследования:

1. Разработать методику получения стеклоиономерного фиксирующегоматериала, модифицированного наноразмерными частицами кремния.

2. Изучить физико-химические и механические свойства модифицированного стеклоиономерного материала и дать сравнительную характеристику образцов с различным содержанием кремния в наноформе.

3. Выполнить токсико-гигиеническое исследование свойств модифицированного фиксирующего стеклоиономерного материала.

4. Провести клиническую апробацию модифицированного стеклоиономерного фиксирующего материала, содержащего наноразмерные частицы кремния, и дать сравнительную оценку его влияния на ткани пародонта.

Научная новизна исследования.

Получены новые данные об оптимальном процентном соотношении стеклоиономерного фиксирующего материала с наноразмерными частицами кремния и разработана методика его получения (пат. 1Ш №2438645 «Стеклоиономерный цемент с добавлением наночастиц кремния», приоритет от 09.03.2010).

Изучены физико-механические, физико-химические и токсикологические свойства модифицированного стеклоиономерного фиксирующего материала, дана их сравнительная оценка.

На основании результатов проведенных исследований выявлены преимущества и доказана целесообразность применения нового материала в сравнении с исходным стеклоиономерным фиксирующим материалом «Целит Иономер ФХ» и его аналогов, повышающие эффективность лечения несъёмными ортопедическими конструкциями и снижающие риски развития осложнений при их использовании.

Практическая значимость работы.

Результаты исследований физико-химических и физико-механических свойств стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированого добавлением наноразмерных частиц кремния, позволили рекомендовать предложенный состав стеклоиономерного материала для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов.

Предложенная модификация стеклоиономерного фиксирующего материала свидетельствует об улучшении физико - механических свойств материала (увеличении прочности на сжатие, адгезии к дентину зуба, времени твердения), об отсутствии токсичности материала и его биологической совместимости, что в комплексе способствует снижению риска развития осложнений и повышению эффективности фиксации несъемных конструкций зубных протезов.

Клинические исследования применения стеклоиономерного материала для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов, модифицированного наноразмерными частицами кремния свидетельствуют об отсутствии осложнений в ближайшие сроки пользования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследования физико-механических свойств стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного добавлением наноразмерных частиц кремния, позволяют обосновать его применение в качестве материала для постоянной фиксации несъемных конструкций зубных протезов.

2. Использование наноразмерных частиц кремния в составе стеклоиономерных фиксирующих материалов позволяет улучшить физико-химические свойства этих материалов.

3. Результаты проведения комплекса токсико-гигиенических и клинических исследований стеклоиономерного материала для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов, модифицированного добавлением 7 наноразмерных частиц кремния, свидетельствуют о биосовместимости и нетоксичности указанных материалов.

Внедрение в практику.

Результаты исследований внедрены в практику городских стоматологических поликлиник №2 и №3 г.Воронежа, кафедры ортопедической стоматологии ВГМА имени H.H. Бурденко, кафедры ортопедической стоматологии ИДПО ВГМА имени H.H. Бурденко, а также используются при проведении практических занятий на стоматологическом факультете.

Апробация работы.

Основные результаты исследований доложены на IV Всероссийской научной конференции молодых ученых «Комплексный подход к диагностике, лечению и профилактике в медицине» (Воронеж, 2011); XXV Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы стоматологии» (Москва, 2011); V Инновационном молодежном форуме (Воронеж, 2012); VI Инновационном молодежном форуме (Воронеж, 2012).

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных работ, из них 2 - в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК РФ.

Объём и структура диссертационной работы.

Материалы диссертации изложены на 112 страницах машинописного текста и включают: введение, обзор литературы, главы, посвященные описанию материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключение, выводы, практические рекомендации, список литературы и приложения. Список литературы содержит 160 источника, в том числе 117 отечественных и 45 зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 12 таблицами и 32 рисунками.

выводы

1. Разработана методика получения стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного наноразмерными частицами кремния, по физико-механическим и физико-химическим характеристикам модифицированный материал соответствует предъявляемым требованиям стандартов ГОСТ к фиксирующим материалам. Оптимальным является соотношение модифицирующей добавки в количестве 0,005% по массе к порошку.

2. При модификации стеклоиономерного фиксирующего материала наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,005% по массе к порошку происходят положительные изменения физико-механических свойств по сравнению с исходным материалом, заключающиеся в увеличении прочности при сжатии на 20-25 единиц, увеличении в полтора раза силы адгезии к дентину зуба, увеличении общего времени твердения и рабочего времени на 40 секунд, уменьшении толщины пленки материала в среднем на 6 мкм.

3. Результаты токсико-гигиенического исследования модифицированного фиксирующего материала свидетельствуют о его биоинертности и возможности применения для постоянной фиксации несъемных зубных протезов. Индекс токсичности (И) равен 84, 8%, что соответствует требованиям методических рекомендаций № 01.018-07 от 2007 года. Материал является не токсичным и может быть применен в практическом здравоохранении.

4. Анализ клинических наблюдений результатов лечения больных несъемными конструкциями зубных протезов, фиксированными с применением модифицированного материала наноразмерным кремнием в соотношении 0,005% по массе к порошку в период от полугода до года, показал отсутствие нарушения фиксации, изменения краевого прилегания и отрицательного воздействия на ткани пародонта.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для снижения риска осложнений лицам с несъемными конструкциями зубных протезов предпочтительно применять стеклоиономерные фиксирующие материалы с наноразмерными частицами кремния.

2. Оптимальным является рецептура стеклоиономерного фиксирующего материала с 0,005% содержанием наноразмерных частиц кремния по массе к порошку.

3. Этап фиксации ортопедического лечения несъемными конструкциями зубных протезов стеклоиономерным материалом, содержащим наноразмерные частицы кремния, следует проводить согласно инструкциям производителя.

4. Применение стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированного наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,005% по массе к порошку, рекомендовано при фиксации несъёмных ортопедических конструкций большей протяжённости в связи с увеличением рабочего времени материала.