Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Клинико-экспериментальное исследование стоматологических фиксирующих материалов

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени АКАДЕМИКА И.П. ПАВЛОВА

На правах рукописи

БЫСТРОВ Андрей Геннадьевич

КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ФИКСИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 14 00 21 - СТОМАТОЛОГИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских на\к

Санкт-Петербург 1997

Работа выполнена на кафедре ортопедической стоматологии и материаловедения и в лаборатории стоматологического материаловедения Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор В.Н. ТРЕЗУБОВ доктор медицинских наук, профессор М.З. ШТЕЙНГАРТ

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор М.М. СОЛОВЬЕВ доктор медицинских наук, профессор А.И. МАТВЕЕВА

Ведущая организация: Тверская государственная медицинская академия

Защита состоится "Ж- Шп1Г.Я 1997 г. в . часов на заседании специализированного диссертационного совета Д.074. 37.02 при Санкт-Петербургском государственном медицинском университете имени академика И П. Павлова (197089, ул. Л. Толстого, 6/8, главное здание, зал заседаний Ученого Совета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан"

Ученый секретарь специализированного совета, доктор медицинских наук профессор

В.Н. ТРЕЗУБОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Несмотря на достаточно широкое внедрение в ортопедическую стоматологию современных материалов, инструментов, технологий, велика частота преждевременных нарушений фиксации несъемных протезов, которое, по различным сведениям, составляет от 2,2 до 19,2 % (Севостьянов Д.Г., 1983; Трезубов В.Н., Емгахов B.C., 1994).

Проблема надежности стоматологических фиксирующих материалов достаточно актуальна. Поскольку современные цементы не обладают достаточной адгезией к тканям зуба, растворяются и разрушаются при механических нагрузках и специфических условиях полости рта, они не полностью отвечают требованиям, предъявляемым к фиксирующим препаратам. Кроме того, жидкость затворения цементов обладает раздражающим действием на пульпу зуба (Штейнгарт М.З., 1994).

Одним из основных требований к цементу является его способность образовывать тонкую пленку и обладать высокими механическими качествами. Помимо этого, указанный цемент должен отличаться высокой стойкостью к ротовой жидкости с учетом перепада температур и отсутствием вредных для организма ;влияний.г Нельзя сбрасывать со счетов раздражающее действие экзотермической реакции твердения цемента. При этом надо отметить, что у поликарбоксилатного цемента она практически отсутствует. Попытка создать подобный материал уже предпринималась (Н.И. Власова, Д.М. Каральники др., 1975). Производство этого материала было освоено, но спустя некоторое время выпуск его был прекращен из-за быстрой "самополимеризации" жидкости затворения.

Поэтому разработка надежного и индифферентного отечественного цемента для укрепления несъемных протезов на опорных зубах является весьма актуальной научной и практической задачей для стоматологии. Необходимо появление и внедрение в стоматологическую практику цемента, одновременно обладающего хорошей адгезией и токсикологической инертностью.

Научная новизна результатов исследования

На основании проведенных углубленных лабораторных исследований нам впервые удалось создать принципиально новую рецептуру поликарбоксилатного цемента (ПКЦ) (патент №2074703, 1997).

Впервые был проведен рентгенофазовый анализ стоматологических цементов для изучения их структурных особенностей. Впервые изучена реакция пульпы собак на стоматологические цементы при фиксации литых коронок на различные сроки с последующей гистоморфологической оценкой их влияния на ткани препарированного зуба.

Впервые проведено изучение экзотермического эффекта твердения стоматологических цементов. Изучена динамика температурных процессов с измерением суммарного количества теплоты, выделяющейся при твердении каждого из исследуемых стоматологических цементов.

Практическая ценность результатов исследования

Разработан, прошел межведомственную экспертизу МЗ РФ и внедрен в практику здравоохранения страны поли-карбоксилатный цемент (ПКЦ). Он проявляет адгезию к зубным тканям даже в условиях абсолютной влажности. Его водородный показатель быстро достигает нейтральных величин после затвердевания. Кроме того, у предложенного цемента практически отсутствует экзотермичность реакции твердения. ПКЦ не уступает, а по некоторым показателям

_ превосходит__физико-механические и физико-химические свойства известных цементов.

Клинические исследования позволили сделать выводы о возможности применения ПКЦ не только для фиксации литых конструкций протезов на витальных опорных зубах, но и для укрепления других ортопедических конструкций, а также для изготовления подкладок под пломбы и при лечении зубов у детей.

Цель и основные задачи исследования

Целью работы являлось улучшение исходов протезирования несъемными конструкциями протезов и увеличение сроков пользования ими. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие

задачи:

1. разработать рецептуру фиксирующего средства с высокими прочностными и адгезивными свойствами;

2. провести экспериментально-лабораторное изучение свойств разработанного цемента;

3. выработать показания для широкого использования фиксирующего цемента в ортопедической практике;

4. провести сравнительное клиническое исследование предложенного цемента и его аналогов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Повышение качества фиксации литых конструкций протезов за счет применения нового поликарбоксилатного цемента оригинальной рецептуры с высокими адгезионными и прочностными свойствами, не уменьшающимися во влажной среде

2. Экспериментальное, лабораторное и клиническое обоснование применения поликарбоксилатного цемента, у которого практически полностью отсутствует экзотер-

мичность реакции твердения по сравнению с фосфатными цементами.

Апробация работы

Результаты диссертации были доложены на совместных заседаниях сотрудников профильных стоматологических кафедр и проблемной стоматологической комиссии С.-Пб ГМУ им. акад. И.П. Павлова (1994, 1997), на конференции молодых ученых кафедры ортопедической стоматологии и материаловедения (1995), на заседании Ученого Совета стоматологического факультета (1996), а также на пленарном заседании научного общества стоматологов г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области (1997).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Структура и объем диссертации

Работа изложена на страницах машинописного

текста и состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, приложений. Работа иллюстрирована 32 рисунками и 10 таблицами. Список литературы включает 215 работ, из них 94 отечественных и 121 - иностранных авторов.

Исследования проводились на кафедре ортопедической стоматологии и материаловедения (зав. - проф. В.Н. Трезубов), в лаборатории стоматологического материаловедения (зав. - проф. М.З. Штейнгарт) и отделе экспериментального моделирования НИЦ СПб ГМУ им. акад. И.П.Павлова; Центральной заводской лаборатории АО"Медполимер"; Институте химии силикатов РАН им. акад. И.В.Гребенщикова; Российском научно-исследовательском нейрохирургическом институте им. проф. А.Л.Поленова.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Нами было обследовано и протезировано несъемными конструкциями протезов 383 пациента в возрасте от 18 до 75 лет (136 мужчин и 247 женщин) Фиксация несъемных зубных протезов осуществлялась поликарбоксилатным цементом, разработанным при нашем участии, совместно с лабораторией стоматологического материаловедения СПб ГМУ им. акад. И.П.Павлова и ЦЗЛ АО"Медполимер". Для сравнения применялись также цинк-фосфатные цементы ("Висфат", "Унифас"), выпускаемые Санкт-Петербургским АО"Медполимер".

Пациенты были протезированы в основном цельнолитыми конструкциями протезов - 320 человек, но были использованы и паяные мостовидные протезы - у 63 пациентов. Основными диагнозами у пациентов были: дефекты коронок зубов (92 пациента); частичная потеря зубов (291 пациент). У большей части больных (263) выявлены только включенные дефекты зубного ряда различной локализации и протяженности.

Нами применялись лабораторный, экспериментальный, клинический и рентгенологический методы исследования.

Клинический метод включал в себя собеседование и наблюдение с регистрацией этих данных. При первичном посещении выяснялись жалобы пациента и интересующие врача анамнестические сведения. При завершении протезирования наблюдение включало осмотр в традиционном для стоматологии плане: контроль врача за качеством протеза и его фиксации; сохранностью облицовки; состоянием слизистой оболочки десневого края, пародонта опорных зубов и прилеганием края коронки к культям зубов. Все данные на контрольных осмотрах через 1, 3, 6 месяцев, 1 и 2 года после протезирования заносились в регистра-

ционную карту, которая была заведена на каждого пациента с целью последующего анализа результатов протезирования.

Рентгенологическое обследование (прицельные рентгенограммы ;и ортопантомограммы) проводилобь по показаниям перед и через 1 год после протезирования. '"' Подробно исследовались физико-механические (адгезионная способность, прочность при сжатии, истираемость, толщина пленки и время твердения), а также физико-химические свойства (растворимость) стоматологических цементов. - . ^

Рентгенофа'зовый анализ (методика Ковба Л.М., Трунова В.Н.',1969) использован для изучения структурных особенностей "стоматологических цементов. МьГ измерили также суммарное количество теплоты, выделяющейся при твердении стоматологических цементов, и изучили в динамике температурные процессы, происходящие при этом. Изучёна реакция тканей зубов собак на стоматологические фиксирующие материалы при укреплении литых коронок в сроки до 180 суток с последующей гистоморфологической оценкой их влияния на ткани препарированного зуба.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенные наблюдения за несъемными зубными протезами, а также лабораторные и экспериментальные исследования позволили нам:

1. * разработать рецептуру поликарбоксилатного цемента;

2. осуществить детальное лабораторное исследование предложенного цемента и его аналогов;

3. изучить экзотермический эффект реакции твердения исследуемых стоматологических цементов;

4. провести рентгечофазовый анализ для изучения структурных особенностей предложенного цемента и его аналогов;

5. исследовать в эксперименте свойства ПКЦ и его аналогов на животных (собаки);

6. апробировать созданный цемент в клинике;

7. проследить ближайшие и отдаленные результаты протезирования больных, чьи протезы были фиксированы различными цементами, в том числе ПКЦ;

8. провести сравнительное исследование предложенного цемента и его аналогов.

Созданный стоматологический поликарбоксилатный цемент (ПКЦ) обладает лучшими физико-механическими и физико-химическими свойствами по сравнению с другими стоматологическими цементами. Кроме того, он в большей степени, чем другие отечественные фиксирующие материалы, отвечает токсикологическим требованиям.

Разработанная рецептура ПКЦ превосходит цинк-фосфатный цемент "Висфат" по всем показателям в несколько раз. В частности, имеющая особое значение растворимость у ПКЦ в 4 раза меньше, а адгезионная способность больше в 3,3 - 3,9 раза.

Указанные показатели у цементов ПКЦ и "Унифас" аналогичны. В сравнении с цинк-фосфатными цементами суммарное количество теплоты, выделяющееся в результате твердения, у ПКЦ в 21 раз меньше, чем у цемента "Висфат", и в 11 раз меньше, чем у цемента "Унифас". Кроме того, реакция твердения фосфатных цементов достигает высоких температур, что крайне нежелательно: у цемента "Висфат" она составляет 55° С (Д1 = 30° С), у цемента "Унифас" - 48° С (А1 = 23° С). Эти цифры достигаются в течение первых 1,5 -2 минут реакции. В отличие от вышеназванных цементов, у ПКЦ идет медленный разогрев во время реакции твердения

с достижением максимальной температуры только на 4-й минуте (t° max. - 31 °С ; At = 6° С) и с нормализацией температуры на 11-й минуте реакции. У цинк-фосфатных цементов температура достигает исходных значений только на 22-й - 24-й минуте.

Гистоморфологическое исследование показывает, что препарирование зубов под литые коронки и применение любого из использованных фиксирующих материалов вызывает очевидные изменения в твердых тканях и пульпе зуба. Но'если при использования цемента "Висфат" значительно больше сказывается токсическое действие этого препарата (паралитическое расширение сосудов, стазы в них, воспалительная инфильтрация сгромы пульпы, атрофия одонтобластов), то при применении цементов "Унифас" и ГЖЦ преобладают проявления продуктивного воспаления: склероз стромы, образование заместительного дентина. Надо отметить, что ПКЦ вызывает менее выраженные склеротические изменения по сравнению с цементом "Унифас".

По данным рентгенофазового анализа стоматологических цементов повышенные прочностные характеристики цементного камня цемента "Унифас" по сравнению с цементом "Висфат" объясняются тем, что молибден в сочетании с оксидом висмута не только способны облегчить образование высокополимерных фосфатных цепей, но и вызвать их сшивание в трехмерные структуры. Активные группы, находящиеся на поверхности частиц минеральной фазы, реагируют с карбоксильными группами полиакриловой кислоты (ПАК), что приводит к образованию химического соединения между тонкодисперсными частицами цинка и макромолекулами ПАК. Данное взаимодействие приводит к образованию трехмерной структуры органоминерального полимерного материала с отсутствием в дальнейшем каких-либо остаточных и побочных продуктов.

------------------При укреплении 49 (35, 3%) штампованных и 407 (84,6%)

литых коронок цинк-фосфатными цементами на зубах с интактной пульпой пациенты отмечали появление боли различной интенсивности, которая проходила в течение 5 -20 минут. Слабую боль от приема горячей пищи пациенты в течение первых пяти дней ощущали после наложения 8 (8,9%) штампованных коронок, укрепленных цементами "Висфат" и "Унифас". В течение первых 10 дней после фиксации 80 (19,5%) литых коронок цинк-фосфатными цементами у пациентов оставалась следовая болевая реакция при воздействии температурных раздражителей, в основном - от горячей пищи. Впоследствии чувствительность зубов уменьшалась и затем постепенно исчезала. Проведенное через год рентгенологическое исследование пародонта зубов, покрытых 139 штампованными и 481 литой коронкой не выявило патологических изменений в пе-риапикальных тканях.

Однако, при фиксации штампованных коронок с помощью поликарбоксилатного цемента появление боли у пациентов не отмечалось. При наложении только двух литых коронок, являющихся опорой металлокерамического мостовидного протеза один пациент отметил появление боли, которая исчезла через 15 минут. Кроме того, в дальнейшем отсутствовало чувство дискомфорта в области опорных зубов, на которых поликарбоксилатным цементом были укреплены штампованные и литые коронки. Следовательно, у ПКЦ практически отсутствуют факторы, вызывающие болевую реакцию пульпы по аналогии с цинк-фосфатными цементами ("Висфат", "Унифас"), а именно; экзотермический эффект реакции твердения и наличие свободной ортофос-форной кислоты в цементном "тесте".

При исследовании краевого прилегания через 2 года после укрепления штампованных коронок цементами "Висфат", "Унифас" и ПКЦ его нарушение зарегистрировано

соответственно у 13 (20,3%), 7 (9,3%) и 7 (8,6%) коронок. При изучении нарушения краевого прилегания литых коронок, фиксированных цементами "Унифас" и ПКЦ, полученные данные через 2 года после их укрепления различаются незначительно и, по нашему мнению, не вызывают в этом отношении настороженности: 21 (8,4%) и 18 (6,9%) коронок соответственно. Однако, те же показатели, полученные при наблюдении за питыми коронками, укрепленными цементом "Висфат", составили 42 (18,2%) коронки.

Мы предполагаем, что нарушение краевого прилегания как у штампованных, так и литых коронок зависит от процесса термодеформации стоматологического цемента, который связан с процессом его экзотермической реакции твердения Игрбъемным расширением. Кроме того, немаловажное значение при нарушении краевого прилегания имеет и ..растрескивание фиксирующего материала под воздействием механических нагрузок в полости рта, а также его дезинтеграция.

- При изучении преждевременного нарушения фиксации через 2 года после укрепления штампованных цементами "Висфат?, "Унифас", ПКЦ нами получены следующие данные: 6 (9,4%);-5 ,(6,7%) и 5 (6,2%) коронок соответственно. По данцым. наших наблюдений преждевременное нарушение фиксации зарегистрировано у 20 (8,6%) литых коронок, укрепленных цементом "Висфат". На этот показатель, с нашей точки зрения, влияют недостаточно высокие физико-механические свойства цемента "Висфат" - адгезионная способность и прочность на сжатие, по которым он несколько уступает двум другим сравниваемым фиксирующим материалам - цементам "Унифас" и ПКЦ. Показатели преждевременного нарушения фиксации литых коронок, укрепленных цементами "Унифас" и ПКЦ, через 2 года, с нашей точки зрения, находятся в пределах, допустимых по данным отечественной и зарубежной специальной лите-

ратуры: Для наших больных частота преждевременного нарушения фиксации составила соответственно 5,2% (13) и 4.6% (12) коронок. Преждевременное нарушение фиксации как у штампованных, так и литых коронок зависит, на наш взгляд, от площади культи опорного зуба, от толщины пленки цемента, его адгезионной способности и от разрушения данного стоматологического материала из-за механических нагрузок на зубные протезы.

Что касается достаточно высоких показателей преждевременного нарушения фиксации протезов и нарушения краевого прилегания, приводимых в нашей работе, то они, по всей видимости, связаны с углубленным детальным и целенаправленным характером предпринятого исследования.

Мы считаем целесообразным рекомендовать поли-карбоксилатный цемент как фиксирующий материал, особенно при укреплении протезов на зубах с интактной пульпой. Наиболее оправдано его применение при фиксации литых зубных протезов, в том числе с керамической облицовкой, где толщина дентина минимальна. У цинк-фосфатного цемента "Унифас" в толстом слое образуется более стабильное адгезионное соединение. Следовательно, его лучше применять для укрепления штифтовых зубов, искусственных культей со штифтом, парапульпарных конструкций и пластмассовых коронок.

Таким образом, проведенный комплекс исследований позволил выработать оригинальную рецептуру поли-карбоксилатного цемента с высокими физико-механическими показателями и с практически полным отсутствием экзотермичности реакции твердения.

Сравнительное лабораторное, экспериментальное и клиническое изучение показало его превосходство по сравнению с другими стоматологическими цементами по многим параметрам. Данная научная разработка позволит

улучшить исходы про-гезирования несъемными конструкциями протезов с сохранением функциональной полноценности опорных зубов. Материал серийно выпускается на АО "Медполимер" (Санкт-Петербург). Все это позволило нам рекомендовать поликарбоксилатный цемент к применению в широкой стоматологической практике.

ВЫВОДЫ

1. Нами разработана оригинальная рецептура поли-карбоксилатного цемента. Все составные элементы его, в том числе и полиакриловая кислота, входят в состав порошка, а жидкость представляет собой дистиллированную воду.

2. Созданный поликарбоксилатный цемент превосходит по адгезионной способности, растворимости, истираемости и прочности на сжатие цинк-фосфатный цемент "Висфат". Так, его адгезионная способность в 3,3 - 3,9 раза выше; растворимость в 4 раза меньше; истираемость меньше в 1,7 раза; прочность на сжатие выше в 1,2 раза; толщина пленки в 1,7 - 1,8 раза меньше. Данные аналогичных показателей поликарбоксилатного цемента и цинк-фосфатного цемента "Унифас" практически одинаковы.

3. У поликарбоксилатного цемента фактически отсутствует экзотермичность при твердении, в отличие от цинк-фосфатных цементов "Унифас" и "ВисфаУ' (ДГ соответственно равны 6° С, 23° С и 30° С).

4. Показатели прочности адгезионного соединения поликарбоксилатного цемента и фосфатного цемента "Унифас" с поверхностью сплавов металлов были в 3,5 - 5,1 раза выше, чем с поверхностью пластмасс.

5. Результаты исследований на животных (собаки) при фиксации литых коронок исследуемыми стоматоло-

гическими цементами выявили лучшие токсикологические показатели у поликарбоксилатного цемента. Указанные качества цементов "Унифас" и "Висфат" заметно хуже, что объясняется экзотермичностью реакции твердения и наличием свободной ортофосфорной кислоты жидкости, не полностью прореагировавшей с порошком цемента.

6. По данным рентгенофазового анализа поликарбокси-латный цемент обладает единой трехмерной структурой композиционного материала, что обеспечивает ему высокие физико-механические и физико-химические показатели.

7. Анализ двухлетних клинических наблюдений за 742 литыми коронками, фиксированными цементами "Висфат", "Унифас" и ПКЦ показал, что частота преждевременного нарушения их фиксации соотвественно составляет через 2 года: 8,6%; 5,2% и 4,6%. Нарушение краевого прилегания вышеназванных литых коронок, укрепленных теми же цементами, через 2 года после их наложения определяется как 18,2%; 8,4% и 6,9% соответственно.

8. Вышеперечисленные свойства поликарбоксилатного цемента обеспечиваются особенностью его состава, содержащего оксид цинка, аппретированного силаном, полиакриловую кислоту и воду. При этом полиакриловая кислота используется в кристаллическом виде, что обеспечивает ему высокую стабильность во времени.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для фиксации несъемных протезов на зубах с интактной пульпой, особенно литых, предпочтение следует отдавать поликарбоксилатному цементу, так как он обладает незначительной экзотермией реакции твердения в

сравнении с цинк-фосфатными цементами, а также лучшими токсикологическими показателями.

2. Особенностью применения цементного "теста" поли-карбоксилатного цемента является его немедленное использование, пока оно имеет глянцевидную поверхность, в течение 1-2 минут после окончания замешивания

3. Для укрепления коронок на значительно разрушенных де-пульпированных зубах, а также при фиксации различных вкладок и штифтовых ортопедических конструкций следует отдавать предпочтение цементу "Унифас". Он

о обладает самой высокой адгезией в толстом слое среди отечественных стоматологических цементов.

4. Учитывая токсикологическую инертность поликар-боксилатного цемента, можно рекомендовать его для подкладок под пломбы и для применения в детской стоматологической практике.

5. Цинк-фосфатный цемент "Висфат" не отвечает современным требованиям и не рекомендуется для применения в практике в клинике ортопедической стоматологии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Состав для пломбирования зубов: Патент №2074703 // Бюл. откр. изобр. -1997. - N 7. - (Соавт.: Моисеенкова Е.И., Добронравов Б.В., Трезубое В.Н., Макаров К.А., Штейнгарт М.З.)

2. Пути улучшения фиксации комбинированных цельнолитых несъемных протезов // Пути развития стоматологии: Итоги й перспективы: Материалы коНф. стоматологов. -Екатеринбург, 1995. - С.226-228. - (Со'авт.: Трезубов В.Н., Штейнгарт М.З., Емгахов B.C., Калинина Н А., Добронравов Б.В.).

3 Создание новых фиксирующих материалов~для~несъемг ных протезов // Актуальные проблемы ортопедической стоматологии: К 35-летию каф. ортопед, стоматологии Львов, гос. мед. ин-та. - Львов, 1996. - С.69-70. - (Соавт.: Трезубов В.Н., Штейнгарт М.З., Емгахов В.С ).

4. Создание новых форм традиционных фиксирующих цементов // Новое в стоматологии. - 1996. - N 3. - С.44-45. - (Соавт.: ТрезубовВ.Н., Штейнгарт М.З., Макаров К.А., Дебленко Ф.Г., Колесова Т.В.).