Автореферат и диссертация по медицине (14.01.14) на тему:Клинико-лабораторное изучение композитных пломбировочных материалов с различной дисперсностью наполнителя

На правах рукописи УДК: 616.314-74

СОТНИКОВА НАТАЛЬЯ ПАВЛОВНА

КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНОЕ ИЗУЧЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ ПЛОМБИРОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ С РАЗЛИЧНОЙ ДИСПЕРСНОСТЬЮ НАПОЛНИТЕЛЯ

14.01.14 - «Стоматология»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

□□3494488

Москва-2010

003494488

Работа выполнена в ГОУ ВПО "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИКО-СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РОСЗДРАВА"

Научный руководитель —

Заслуженный врач РФ,

доктор медицинских наук, профессор Чиликин Валентин Николаевич Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Кисельникова Лариса Петровна доктор медицинских наук, профессор Макеева Ирина Михайловна

Ведущая организация: Российский университет дружбы народов (РУДН)

Защита состоится // л/г^лиЛ 2010 года в // часов на заседании диссертационного Совета Д208.041.07 при ГОУ ВПО "Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава" (Москва, ул. Вучетича, д.9а)

Почтовый адрес: 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГМСУ (127206, Москва, ул. Вучетича, д. 10а).

Автореферат разослан ^¡-///а. 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета

к.м.н., доцент О.П.Дашкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы.

Более трех десятилетий стоматологи всего мира используют композитные пломбировочные материалы для реставрации твердых тканей зубов. В настоящее время композиты занимают лидирующие позиции среди всех реставрационных материалов. В первую очередь это связано с их высокими эстетическими и прочностными характеристиками. Механические и физические свойства композитных материалов во многом обуславливаются наполнителем [McCabe J.F., 1984; Ричард ванн Нурт., 2002; Крег. Р., 2005].

Количество наполнителя, его размер, а также состав органической матрицы определяют такие свойства пломбировочного материала, как прочность при сжатии, изгибе, диаметральном разрыве, модуль упругости при изгибе, микротвердость, рентгеноконтрастность [Виноградова Т.Ф., 1995; Волховская С.М., 2000; Грисимов В.Н., 2000; Туати Б., 2004; Салова

A.B., 2007].

Постоянное стремление к созданию композитного материала, свойства которого были бы максимально близки к "идеальным", то есть к свойствам природных зубов, побуждает производителя создавать материалы с использованием новейших технологий.

Сегодня в стоматологию пришли нанотехнологии, благодаря которым появился класс композитных пломбировочных материалов с нанодисперсным наполнителем. Материалы данного класса являются универсальными и используются для пломбирования полостей, как в передней, так и в жевательной группах зубов [Луцкая И.К., 2004; Чиликин

B.Н., 2007; Лобовкина Л.А., 2008; Николаев А.И., 2008].

Имеются отдельные сообщения, посвященные изучению некоторых свойств нанокомпозитов. В основном это исследования зарубежных ученых [Edrich F., 2002; Senawongse P., 2007; Korkmas Y., 2007]. ' i

Данные, проведенных ими сравнительных лабораторных исследований, свидетельствуют о незначительном преимуществе нанокомпозитов над микрогибридными композитами, а по некоторым показателям они демонстрируют схожесть имеющихся свойств [Edrich А., 2002; Senawongse Р., Pongprueksa Р., 2007; Jung М. et al., 2007; Jung М. et.al., 2007; Korkmas Y. et.al., 2008].

Практика показывает, что композитные материалы, полученные на основе нанотехнологий, стали стоить значительно дороже при недоказанном на сегодняшний день улучшении их физико-механических и эстетических свойств.

Необходимо отметить, что практикующим стоматологам следует четко представлять достоинства и недостатки новых материалов и располагать информацией об особенностях их применения. В связи с этим возникает необходимость более детального изучения физико-механических и эстетических свойств нанокомпозитов в лабораторных условиях и в клинике для прогнозирования изменения свойств композитов в полости рта с течением времени.

Сравнительное изучение свойств микрогибридных композитов, а также композитов, полученных на основе нанотехнологий, является весьма актуальным в настоящее время.

Цель исследования

Оптимизация выбора и использования композитных пломбировочных материалов с различной дисперсностью наполнителя путем анализа их физико-механических и эстетических характеристик в клинических и лабораторных условиях.

Задачи исследования

1. Провести сравнительную клиническую оценку реставраций полостей I-V классов по Блэку, выполненных из микрогибридного композитного

материала и нанонаполненных композитных материалов, по критериям Ryge.

2. Определить прочность при диаметральном разрыве исследуемых материалов до и после термоциклирования.

3. Определить прочность и модуль упругости при изгибе исследуемых материалов до и после термоциклирования.

4. Определить показатели водопоглощения и водорастворимости исследуемых материалов.

5. Определить изменения цветовых характеристик образцов изучаемых материалов, находящихся в модельной среде, имитирующей среду полости рта за период 2 месяца с использование спектрофотометра Macbeth (США).

6. Изучить структуру исследуемых композитных материалов при помощи растровой электронной микроскопии.

Научная новизна

Впервые проведено комплексное клинико-лабораторное исследование влияния дисперсности частиц наполнителя композитного пломбировочного материала на его физико-механические и эстетические характеристики, а также на долговечность реставрации. Установлено, что величина частиц наполнителя существенно не влияет на свойства композита.

В условиях клиники проведено сравнительное изучение ближайших и отдаленных результатов применения микрогибридного композитного материала и нанонаполненых композитных материалов, которое показало, что реставрации, выполненные из исследуемых материалов, через два года не имеют различий.

На основании лабораторных методов исследования проведена сравнительная оценка физико-механических свойств микрогибридного композитного материала и нанонаполненных композитных материалов. Установлено, что эти свойства идентичны.

Изучены тенденции изменения цветовых характеристик микрогибридных и нанонаполненных композитных материалов с течением

времени. Установлено, что изменения реставраций в цвете не зависят от величины наполнителя.

Впервые изучена дисперсность частиц наполнителя при помощи электронного сканирующего микроскопа, что позволило оценить состояние реставраций на свежем изломе и измерить величину частиц наполнителя после полимеризации.

Практическая значимость работы.

Проведенные исследования позволили оптимизировать рекомендации по практическому использованию композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя, это дает возможность снизить расходы на лечебный процесс и расширить круг лиц, которым может быть оказано высококачественное терапевтическое лечение, с учетом современных технологий.

Исследование показало, что практический врач может сделать выбор в пользу микрогибридных композитов, как более дешевых и не имеющих отличий по своим свойствам от нанокомпозитов.

Полученные результаты позволили повысить эффективность лечения твердых тканей зубов, учитывая установленные изменения цветовых характеристик композитных материалов с течением времени.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Физико-механические и химические характеристики реставраций, изготовленных из исследуемых композитных материалов с микрогибридным и с нанодисперсным наполнителем, в ближайшие и отдаленные сроки не имеют различий.

2. Эстетические характеристики, реставраций, изготовленных из исследуемых композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя, сопоставимы между собой.

3. Дисперсность частиц наполнителя композитного пломбировочного материала существенно не влияет на качество и долговечность реставрации.

Апробация работы.

Основные материалы диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции "Новые технологии в эстетической стоматологии", г. Ростов-на-Дону, 27-29 ноября 2008 года.

Апробация диссертации состоялась 23 декабря 2009 года на совместном совещании кафедр госпитальной терапевтической стоматологии, пародонтологии и гериатрической стоматологии и материаловедения МГМСУ.

Личное участие автора в разработке проблемы.

Автором лично было проведено обследование и лечение 102 пациентов. Выполнена 251 реставрация твердых тканей зубов по поводу среднего кариеса, клиновидного дефекта, эрозии эмали и дефектов пломб ранее депульпированных зубов.

В лабораторных условиях было изготовлено 100 образцов из исследуемых материалов для изучения прочности при диаметральном разрыве, прочности и модуля упругости при изгибе до и после термоциклирования, изменения цветовых характеристик материалов с течением времени.

Автором лично была проведена статистическая обработка материала, подготовлены текстовая и иллюстрированная части работы.

Внедрение результатов исследования.

Результаты проведенного исследования внедрены в клинике ООО "Фирма "Владент", поликлинике ФГУП "НИКИЭТ".

Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры госпитальной терапевтической стоматологии, пародонтологии и гериатрической стоматологии.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 3 научные статьи, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 155 странице машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Список литературы включает 300 работ, из них 138 отечественных и 162 иностранных источников. Работа иллюстрирована 18 таблицами, 46 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Материалы и методы исследования.

Клинические методы исследования.

Для чистоты эксперимента в исследовании были использованы микрогибридный композитный материал "POINT 4" и нанонаполненный композитный материал "Premise" одной фирмы производителя "Kerr". В качестве альтернативных материалов мы использовали два нанокомпозита "Ceram X mono" и "Ceram X duo" другой широко известной фирмы "Dentsply".

"POINT 4" представляет собой реставрационный полимерный материал, на 76% состоящий из неорганического наполнителя со средним размером частиц 0,4 мкм. По дисперсности наполнителя "Point 4" является микрогибридным композитом и относится к универсальным реставрационным материалам.

"Premise" - трехмодальный композитный материал, который содержит три вида наполнителя: наполнитель с размером частиц 0,02 мкм на основе диоксида кремния, наполнитель с размером частиц 0,4 мкм на основе бариевого стекла и предварительно полимеризованный наполнитель (PPF). "Premise" относится к универсальным композитным материалам с нанодисперсным наполнителем.

"Ceram X" - это реставрационный материал для передних и боковых зубов. Данный материал содержит неорганический наполнитель в виде

стеклянных частиц размером около 1 мкм (барий-аллюминий-боросиликатное стекло модифицированное полисилоксан метакрилатами) и нанонаполнитель (диоксид кремния).

"Ceram X" имеет два варианта расцветки: "Ceram X mono" - система одной прозрачности с опаковостью 40 % и "Ceram X duo" - система двойной прозрачности с опаковостью 60 и 25 %.

В клинических испытаний приняло участие 102 человека: 37 мужчин и 65 женщин в возрасте от 18 до 60 лет. Распределение пациентов по полу и возрасту представлено в таблице 1.

Таблица 1

Распределение пациентов по полу и возрасту

Пол Моложе 21 года 21-30 лет 31-40 лет 41-50 лет 51-60 лет Итого

Мужчины 5 7 10 И 4 37

Женщины 9 18 19 12 7 65

Всего 14 25 29 23 11 102

Все пациенты были разделены на четыре группы в зависимости от материала, которым проводили реставрацию.

Реставрации проводили по поводу: среднего кариеса - 185 зубов, клиновидного дефекта - 10 зубов, эрозии эмали - 8 зубов, дефектов пломб ранее депульпированных зубов - 48. Для последней группы зубов было характерно: наличие плотного пломбировочного материала в устьях каналов и отсутствие периапикальных изменений на рентгенограмме зуба. Пломбирование проводили по поводу откола пломбы или дефекта стенки зуба. Эндодонтическое лечение не проводили. Всего был отреставрирован 251 зуб. Распределение реставраций по нозологическим формам представлено в таблице 2.

Таблица 2

Наименование материала Средний кариес Клиновидный дефект Эрозия эмали Дефекты пломб ранее депульпированных зубов

Ceram X mono 41 - - 12

Ceram X duo 44 3 2 13

Premise 43 4 3 11

Point 4 57 3 3 12

Итого 185 10 8 48

Клиническую оценку качества реставрации проводили через 7 дней, 1 месяц, 3, 6, 12, 18 и 24 месяца. Для этого мы использовали критерии прямой клинической оценки Ryge, к которым относятся:

- краевая адаптация,

- анатомическая форма,

- вторичный кариес,

- соответствие цвета,

- изменение цвета краев полости,

- шероховатость поверхности.

Лабораторные методы исследования.

В работе были выполнены следующие лабораторные исследования: определение прочности при диаметральном разрыве до и после термоциклирования, прочности и модуля упругости при изгибе до и после термоциклирования, определение водопоглощения и водорастворимости, а также растровая электронная микроскопия всех изучаемых материалов.

Все исследования проводили по ГОСТ Р 51202-98.

Для проведения исследований из каждого материала было изготовлено по 12 образцов различных размеров согласно требованиям ГОСТ, которые отверждали с помощью прибора L.E.Demetron I фирмы Kerr с плотностью светового потока 950 мВт/см2.

Образцы погружали в емкость с дистиллированной водой, которую помещали в термостат с температурой +37±1°С на 24 часа. 6 образцов испытывали через 24 часа, а 6 оставшихся подвергали термоциклированию.

Для проведения термоциклирования образцы помещали в перфорированную кювету, которую погружали в водяной термостат с температурой воды +5±0,5°С на 30 секунд, после чего кювету извлекали и выдерживали при комнатной температуре 20 секунд. Затем кювету с образцами погружали в водяной термостат с температурой +60±0,5 °С на 30 секунд, после чего извлекали и выдерживали при комнатной температуре 20 секунд. Выполненный комплекс манипуляций принимали за один цикл. Всего было выполнено 1000 циклов.

Для определения прочности при диаметральном разрыве использовали метод, сущность которого состоит в приложении сжимающей нагрузки к образцу в диаметральном направлении. При этом напряжение сжатия вызывает растягивающие усилия.

Определение прочности и модуля упругости при изгибе проводили нагружением образца в виде балочки методом трехточечного изгиба.

Испытания проводили на машине "Инстрон 42-04".

Изучение изменений цветовых характеристик проводили с помощью прибора "Color - eve 3000" с программным обеспечением фирмы "Macbeth", который работает в общепринятой международной системе CIELab. Она представляет собой систему координат, в которой по вертикали отображается изменение белизны, а по горизонтали: ось "а" - определяет изменения красных тонов, а ось "Ь" - изменение желтых тонов Исследования проводили по ГОСТ Р 512 02-98 п.6.2.

Изменение цветовых характеристик исследуемых материалов определяли в следующем временном интервале: сразу после изготовления образцов, через 4 суток, 7, И, 14, 18, 21, 25 суток, через 1 и через 2 месяца после изготовления образцов.

Измерение цвета каждого образца проводили на черном и белом фоне, определяли прозрачность.

Дня изучения дисперсности частиц наполнителя использовали растровый электронный микроскоп РЭМ MIRA LMU ("Tescan VEGA", Чешская Республика).

Детектор обратно рассеянных электронов (BSE) имел полный размер видимого поля (View Field) около 40 мкм, ускоряющее напряжение (HV) -5.7 кВ, рабочее расстояние (WD) - 10 мм.

Перед сканированием образцы дополнительно разрушали для получения свежих сколов. Образцы в виде свежеприготовленного скола исследовали в режиме высокого вакуума без напыления, так как собственная проводимость образцов обеспечивала получение изображений достаточного качества.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Результаты лабораторных исследований

Глубина отверждения. По техническим требованиям глубина отверждения композитных пломбировочных материалов должна быть не менее 2 мм за 10 секунд воздействия светового потока. В наших исследованиях глубина отверждения всех материалов значительно превышала требования ГОСТ и составила соответственно для "Cerarn X" -4,07±0,1мм, для "Premise"- 4,95±0,15 мм и для "Point 4" - 4,75±0,1 мм.

Прочность при диаметральном разрыве. В наших исследованиях показатели прочности при диаметральном разрыве до термоциклирования составили: для материала "Cerarn X" с нанодисперсным наполнителем -48,40±2,02 МПа, для нанокомпозита "Premise" - 43,20±7,71 МПа и для микрогибридного композитного материала "Point 4" - 44,78±4,98 МПа, что удовлетворяет требованиям ГОСТ (не менее 34 МПа). После термоциклирования они составили соответственно: для "Ceram X"- 40,92±2,18 МПа, для "Premise" - 37,07±2,4 МПа и для "Point 4" - 34,43±8,9 МПа.

Прочность при диаметральном разрыве реставраций, изготовленных из исследуемых материалов, сразу после их изготовления не имела отличий. Примерно через год показатели прочности всех материалов снизились, но по-прежнему значительно не отличались. Полученные данные позволяют предположить, что дисперсность наполнителя композитного материала существенно не влияет на изменение прочности при диаметральном разрыве.

Прочность при изгибе. Показатели прочности при изгибе до термо-циклирования значительно превышали минимальные требования ГОСТ, которые составляют не менее 50 МПа. В наших исследованиях были получены следующие результаты: "Сегаш X" - 88±16 МПа, "Premise" - 73±17 МПа и "Point 4" - 92±25 МПа. После термоциклирования показатели прочности при изгибе составили соответственно: для "Ceram X" - 60±12 МПа, для "Premise" - 56±12 МПа и для "Point 4" - 58±12 МПа.

Таким образом, мы можем предположить, что если сразу после изготовления реставрации из микрогибридного композитного материала "Point 4", будут выдерживать большие по величине изгибающие нагрузки, то примерно через год реставрации, изготовленные из композитов как с нанодисперсным, так и с микрогибридным наполнителем не будут иметь существенных отличий в прочности при изгибе.

Модуль упругости при изгибе. Определяя модуль упругости при изгибе, мы получили следующие результаты: до термоциклирования "Ceram X" -6397±1097 МПа, "Premise" - 6722±662 МПа, "Point 4" - 8857±1916 МПа. После термоциклирования модуль упругости нанонаполненных композитных материалов значительно вырос и составил соответственно для "Ceram X' -7352±1231 МПа и для "Premise" - 8810±1847 МПа, что позволяет прогнозировать возможное увеличение хрупкости материалов. Модуль упругости микрогибридного материала "Point 4" напротив уменьшился и составил 7917±507 МПа.

Таким образом, учитывая результаты наших исследований, можно предположить, что увеличение модуля упругости у изучаемых

нанонаполненных композитных материалов может привести к сколам у реставраций в течение года. Уменьшение данного модуля у микрогибридного композитного материала указывает на возможный прогиб конструкции со временем.

Водопоглощеиие и водорастворимость. Показатели водопоглощения исследуемых материалов имели следующие значения: "Ceram X" -11,13±0,35 мкг/мм3, "Premise" - 13,76±0,78 мкг/мм3 и "Point 4" - 13,22±0,25 мкг/мм3, что полностью соответствует требованиям ГОСТ (не более 50 мкг/мм3). Показатели водопоглощения нанонаполненных и микрогибридного композитных материалов имеют приблизительно одинаковые значения, что в дальнейшем было подтверждено исследованием их цветовых характеристик.

Показатели водорастворимости исследуемых материалов также соответствовали требованиям ГОСТ (не более 5 мкг/мм3) и составляли соответственно: для "Ceram X" - (- 1,36±0,27 мкг/мм3), для "Premise" -0,57±0,092 мкг/мм3 и для "Point 4" - 3,15±0,26 мкг/мм3. Отрицательное значение показателя водорастворимости у нанонаполненного композитного материала "Ceram X" можно объяснить наличием в его составе силикона, который приводит к незначительному увеличению в объеме, создавая, таким образом, достаточно высокие эластичные свойства. Однако способность данного материала удерживать влагу, может отрицательно сказаться на стабильности цветовых характеристик реставраций, изготовленных из этого композита.

Изменения цветовых характеристик. В нашем исследовании изменения цветовых характеристик регистрировали в течение 2 месяцев после изготовления образцов. Весь период эксперимента образцы находились в емкости с дистиллированной водой, что является одним из способов моделирования условий среды полости рта. Таким образом, мы пытались прогнозировать изменение цвета и прозрачности реставраций, изготовленных из исследуемых материалов, в течение некоторого промежутка времени.

Были исследованы изменения белизны, прозрачности, желтых и красных тонов образцов, изготовленных из исследуемых материалов.

За весь период исследования микрогибридный композитный материал "Point 4" и нанонаполненный композитный материал "Premise" посветлели на 2 единицы. Нанокомпозиты "Ceram X mono" и "Ceram X duo" посветлели на 4 единицы. Изменение цвета от 2 до 4 единиц различимо человеческим глазом. Таким образом, мы можем ожидать посветления реставраций, изготовленных из всех материалов.

Значительных колебаний изменения показателей желтых тонов у микрогибридного композитного материала "Point 4" и нанонаполненного композитного материала "Ргегш8е"выявлено не было. У нанонаполненных композитных материалов "Ceram X mono" и "Ceram X duo" показатели желтых тонов уменьшились на 4 единицы, что также является визуально значимым результатом и может привести к изменению цвета реставраций.

Показатели изменений красных тонов за весь период исследования незначительно колебались у нанонаполненных композитных материалов "Ceram X mono" и "Ceram X duo", а также у микрогибридного композитного материала "Point 4". Показатели изменений красных тонов нанокомпозита "Premise" возросли на 0,5 единицы, что возможно определить только при объективной оценке, то есть при помощи прибора.

Показатели изменения прозрачности всех исследуемых материалов в течение всего времени исследования колебались и значительно не изменились.

В результате эксперимента было установлено, что только у нанонаполненных композитных материалов "Ceram X mono" и "Ceram X duo" значительно изменились показатели желтых тонов. Полученный результат позволяет предположить, что реставрации, выполненные из этих композитов, могут изменить цвет. Анализируя полученные результаты и результаты, полученные в ходе экспериментов по определению водорастворимости и водопоглощения, можно предположить, что данные

изменения не связаны с дисперсностью наполнителя, а являются результатом незначительного набухания и процессов диффузии в матрице.

Показатели белизны всех исследуемых материалов изменились от 2 до 4 единиц, что также может повлиять на цвет реставраций.

Таким образом, изменения цветовых характеристик не связаны с величиной частиц наполнителя.

Результаты исследования дисперсности частиц наполнителя показали, что нанополненные композиты: "Ceram X mono", "Ceram X duo" и "Premise" имеют в своем составе частицы менее 0,1 мкм, что позволяет отнести их к частицам наноразмерного диапазона. Наряду с этим, в исследуемых материалах были обнаружены единичные крупные частицы размером более 2 мкм. Средний размер частиц наполнителя у материалов "Ceram X mono" и "Ceram X duo" - 0,5 - 1 мкм, а у материала "Premise" - 0,1 - 0,3 мкм с равномерным присутствием частиц размером более 0,5 мкм.

Основной размер частиц наполнителя исследуемого микрогибридного композитного материала "Point 4" был примерно 0,3 мкм, частицы наноразмерного диапазона отсутствовали. Таким образом, "Point 4" является более одномерным по дисперсности и имеет меньший диапазон в размерах частиц, что позволяет ему обладать хорошей пакуемостью и высокой технологичностью в работе.

Результаты клинических исследований

Наряду с лабораторными исследованиями были проведены клинические исследования, включающие оценку качества реставраций, изготовленных из нанонаполненных композитных материалов "Ceram X mono", "Ceram X duo" и "Premise" и микрогибридного композитного материала "Point 4" по критериям Ryge. Были получены следующие результаты:

- при определении краевой проницаемости пломбы за весь период эксперимента категория Charlie, то есть реставрация, требующая замены в профилактических целях, была обнаружена в 3,8% случаев при использовании материала "Ceram X mono", в 1,6% - при использовании

"Ceram X duo", в 3,3% - при использовании "Premise" и в 1,3% - при использовании "Point 4". Категория Delta (реставрация, требующая замены, так как пломба не может защищать зуб от дальнейшего разрушения) у нанонаполненных композитных материалов "Ceram X duo" (1,6%) и "Premise" (1,6%);

- при определении анатомической формы категория Bravo (форма пломбы изменилась, но убыль ее не так значительна, чтобы обнажился дентин) была определена в 5,7% случаев при использовании "Ceram X mono", в 4,8% - при использовании "Ceram X duo", в 3,3% - при использовании "Premise" и в 6,7% - при использовании "Point 4". Категория Charlie (клинически неудовлетворительные пломбы) у реставраций, изготовленных из микрогибридного композитного материала "Point 4" (1,3%);

- рецидивный кариес был обнаружен соответственно: в 3,8% при использовании "Ceram X mono", в 3,2% - при использовании "Ceram X duo", в 3,3% - при использовании "Premise" и в 2,7% - при использовании "Point 4". Все реставрации требуют замены;

- при определении соответствия пломбы в цвете категория Charlie (отклонения в цвете выходят за пределы обычных оттенков зубов) были у реставраций, изготовленных из всех исследуемых материалов ("Ceram X mono" - 3,8%, "Ceram X duo" - 3,2%, "Premise" - 1,6%, "Point 4" - 1,3%). Категория Oscar была определена только у реставраций, изготовленных из нанонаполненного композитного материала "Ceram X mono" (1,9%).

- при определении изменения цвета краев полости существенных отличий не было найдено. Неудовлетворительные пломбы, относящиеся к категории Charlie, были отмечены у нанонаполненных композитных материалов "Ceram X mono (3,8%), "Ceram X duo" (4,8%), "Premise" (3,3%) и у микрогибридного композитного материала "Point 4" (2,7%). Категория Bravo (окрашивание можно устранить полированием) в 9,4% случаев у реставраций, изготовленных из материала "Ceram X mono", в 8,1% при

использовании материала "Ceram X duo", в 8,2% при использовании "Premise" и в 9,3% при использовании материала "Point 4";

- при определении шероховатости поверхности неудовлетворительные пломбы, относящиеся к категории Charlie, были обнаружены только у реставраций, изготовленных из нанонаполненного композитного материала "Ceram X mono" (1,9%).

Таким образом, сочетание нескольких вышеперечисленных дефектов в пломбах, оцененных "неудовлетворительно", встречается по 4 параметрам у реставраций, изготовленных из всех исследуемых материалов независимо от дисперсности наполнителя.

Наибольшее количество неудовлетворительных пломб по критериям соответствие цвета и шероховатость отмечалось у реставраций, выполненных из нанонаполненного композитного материала "Ceram X mono". Возможно, это связано с особенностями подбора цвета данного материала и наличием единой системы прозрачности, как для эмали, так и для дентина. Так как, данный материал используют для быстрой и простой процедуры реставрации, то можно предположить, что такие параметры как цвет пломбы и шероховатость со временем становятся менее удовлетворительными, что и было подтверждено нашими клиническими исследованиями.

Для статистического сравнения 4 групп между собой использовали непараметрический критерий Крускала - Уоллеса, а также многовыборочный критерий. На всех этапах исследования уровень различий между группами был больше 0,05 (р>0,05), то есть статистически значимых различий между группами не наблюдалось.

Анализируя полученные нами результаты исследования, можно сделать вывод о том, что нанотехнологии являются интересным и перспективным направлением в стоматологии, которое позволит нам получить в ближайшем будущем материал с оптимальным соотношением прочностных и эстетических характеристик, а также предсказуемым результатом. Однако на сегодняшний день добиться повышения эффективности и качества

восстановления твердых тканей зубов путем использования, изученных в работе композитов с нанодисперсным наполнителем, не удается, что связано, по всей видимости, с химической структурой композитных материалов.

Вследствие того, что композитные материалы представляют собой сложную трехкомпонентную систему (органическая матрица, неорганический наполнитель и соединяющий их слой), все части которой тесно взаимосвязаны между собой, можно предположить, что изменение только дисперсности наполнителя не может существенно повлиять на прочностные и эстетические характеристики материала, а, следовательно, на качество и долговечность реставрации.

Нельзя не сказать, что с эстетической точки зрения, именно микрогибридные композитные материалы в настоящий момент ближе всего к идеалу, хотя как и все композиты, они не лишены технических проблем, которые пока не удается полностью устранить.

Поэтому, при выборе композита для практической деятельности следует руководствоваться информацией о его физико-механических и эстетических характеристиках, технологичностью и простотой моделировки, прогнозируемым результатом выбранного цветового решения, комплектацией материала, а также его ценой.

ВЫВОДЫ.

1. Сравнительная характеристика клинического исследования композитных пломбировочных материалов показала, что композитные пломбировочные материалы с нанодисперсным наполнителем ("Ceram X mono", "Ceram X duo", "Premise") не превосходят композитный пломбировочный материал с микрогибридным наполнителем ("Point 4") по основным критериям оценки, отвечающим за долговечность пломбы (краевая адаптация, анатомическая форма, вторичный кариес, изменение цвета краев полости, соответствие цвета и шероховатость поверхности). р>0,05.

2. Показатели прочности реставраций, изготовленных из материалов с микрогибридным ("Point 4") и с нанодисперсным наполнителем ("Ceram X mono", "Ceram X duo", "Premise") сразу после их изготовления и через год, находятся в пределах нормы, установленной ГОСТ (34 МПа) и составляют соответственно "Ceram X mono", "Ceram X duo" - 48,40±2,02 МПа и 40,92±2,18 МПа; "Premise" - 43,20±7,71 МПа и 37,07±2,4 МПа; "Point 4" -44,78±4,98 МПа и 34,43±8,9 МПа, что не имеет отличий.

3. Реставрации, изготовленные из микрогибридного композитного материала ("Point 4") сразу после изготовления выдерживают большие по величине изгибающие нагрузки (92 МПа). Однако через год реставрации, изготовленные из композитов как с микрогибридным ("Point 4" - 58 МПа), так и с нанодисперсным наполнителем ("Ceram X mono", "Ceram X duo" - 56 МПа, "Premise" - 60 МПа) не имеют отличий в прочности при изгибе.

4. Увеличение модуля упругости у композитов с нанодисперсным наполнителем в среднем на 1000 МПа ("Ceram X mono", "Ceram X duo", "Premise") может приводить к сколам у реставраций в течение года; уменьшение данного модуля у микрогибридного композитного материала ("Point 4") на 1140 МПа указывает на возможный прогиб конструкции со временем.

5. Показатели водопоглощения и водорастворимости исследуемых композитов с нанодисперсным ("Ceram X mono", "Ceram X duo"- 11,13±0,35 мкг/мм3 и (-1,36±0,27 мкг/мм3)); "Premise" - 13,76±0,78 мкг/мм3 и 0,57±0,092 мкг/мм3) и микрогибридным наполнителем ("Point 4" - 13,22±0,25 мкг/мм3 и 3,15±0,26 мкг/мм3) не имеют существенных отличий; отрицательное значение, которое мы получили у двух из исследуемых нанокомпозитов ("Ceram X mono", "Ceram X duo" - (-1,36±0,27 мкг/мм3)), указывает на то, что данные материалы способны удерживать влагу. Это приводит к диффузионным процессам, которые могут отрицательно сказаться на цветовых характеристиках реставраций.

6. В течение 2 месяцев у нанонаполненных композитных материалов ("Ceram X mono", "Ceram X duo") показатели желтых тонов изменяются на 4 единицы; показатели белизны всех исследуемых материалов изменяются от 2 до 4 единиц; показатели изменения красных тонов и прозрачности материалов с нанодисперсным ("Ceram X mono", "Ceram X duo, "Premise") и с микрогибридным наполнителем ("Point 4") колеблются в пределах 1 единицы. У всех материалов, вне зависимости от дисперсности наполнителя, можно ожидать изменения цвета реставраций, определяемое визуально.

7. Нанокомпозитные материалы ("Ceram X mono", "Ceram X duo", "Premise") содержат частицы наноразмерного диапазона (менее 0,1 мкм). В структуре микрогибридного композитного материала ("Point 4" - средний размер частиц 0,3 мкм) частицы размером менее 0,1 мкм отсутствуют. Изучаемые нанокомпозиты действительно содержат в своем составе частицы наноразмерного диапазона, но это не приводит к улучшению физико-механических и эстетических свойств.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При реставрации полостей I-II классов по Блэку допустимо использовать как микрогибридные (Point 4), так и нанонаполненные композитные материалы (Ceram X mono, Ceram X duo, Premise), в связи с тем, что они не имеют существенных отличий в показателях прочности при диаметральном разрыве, прочности и модуле упругости при изгибе.

2. При необходимости достижения высокого уровня эстетики допустимо использовать композитные материалы с микрогибридным (Point 4) и с нанодисперсным наполнителем (Ceram X mono, Ceram X duo, Premise), так как показатели цветовых характеристик данных групп материалов идентичны.

3. При использовании композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя учитывать, что цветовые характеристики всех

материалов изменяются с течением времени, в связи с происходящими в них процессами водорастворимости и водопоглощения.

4. Для повышения эффективности восстановления поврежденных твердых тканей зубов композитными пломбировочными материалами с различной дисперсностью наполнителя следует руководствоваться технологичностью и простотой моделировки, комплектацией материала, а также его ценой.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Чиликин В.Н., Гринева Т.В., Сотникова Н.П. Клинико-лабораторное изучение механических характеристик композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя.// "Cathedra". - 2008. - т. 7. - № 3. - С. 62-63.

2. Чиликин В.Н., Сотникова Н.П., Гринева Т.В. Сравнительная характеристика композитных пломбировочных материалов с различной дисперсностью наполнителя. // Клиническая стоматология. - 2008. - № 4. -С. 4-6.

3. Чиликин В.Н., Сотникова Н.П., Гринева Т.В. Изучение структуры композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя. //"Cathedra". - 2009. - № 30-31. - С. 40-41.

Отпечатано в тип. ОАО "НИКИЭТ" Формат 60x90 '/16. Тираж 100 экз. Заказ № 25 /бп

Актуальность работы

Более трех десятилетий стоматологи всего мира используют композитные пломбировочные материалы для реставрации твердых тканей зубов. В настоящее время композиты занимают лидирующие позиции среди всех реставрационных материалов. В первую очередь это связано с их высокими эстетическими и прочностными характеристиками. Механические и физические свойства композитных материалов во многом обуславливаются наполнителем [McCabe J.F., 1984; Ричард ванн Нурт., 2002; Крег. Р., 2005].

Количество наполнителя, его размер, а также состав органической матрицы определяют такие свойства пломбировочного материала, как прочность при сжатии, изгибе, диаметральном разрыве, модуль упругости при изгибе, микротвердость, рентгеноконтрастность [Виноградова Т.Ф., 1995; Волховская С.М., 2000; Грисимов В.Н., 2000; Туати Б., 2004; Салова А.В., 2007].

Постоянное стремление к созданию композитного материала, свойства которого были бы максимально близки к "идеальным", то есть к свойствам природных зубов, побуждает производителя создавать материалы с использованием новейших технологий.

Сегодня в стоматологию пришли нанотехнологии, благодаря которым появился класс композитных пломбировочных материалов с нанодисперсным наполнителем. Материалы данного класса являются универсальными и используются для пломбирования полостей, как в 4 передней, так и в жевательной группах зубов [Луцкая И.К., 2004; Чиликин В.Н., 2007; Лобовкина Л.А., 2008; Николаев А.И., 2008].

Имеются отдельные сообщения, посвященные изучению некоторых свойств нанокомпозитов. В основном это исследования зарубежных ученых [Edrich F., 2002; Senawongse P., 2007; Korkmas Y., 2007].

Данные, проведенных ими сравнительных лабораторных исследований, свидетельствуют о незначительном преимуществе нанокомпозитов над микрогибридными композитами, а по некоторым показателям они демонстрируют схожесть имеющихся свойств [Edrich А., 2002; Senawongse P., Pongprueksa Р., 2007; Jung М. et al., 2007; Jung М. et.al., 2007; Korkmas Y. et.al., 2008].

Практика показывает, что композитные материалы, полученные на основе нанотехнологий, стали стоить значительно дороже при недоказанном на сегодняшний день улучшении их физико-механических и эстетических свойств.

Необходимо отметить, что практикующим стоматологам следует четко представлять достоинства и недостатки новых материалов и располагать информацией об особенностях их применения. В связи с этим возникает необходимость более детального изучения физико-механических и эстетических свойств нанокомпозитов в лабораторных условиях и в клинике для прогнозирования изменения свойств композитов в полости рта с течением времени.

Сравнительное изучение свойств микрогибридных композитов, а также композитов, полученных на основе нанотехнологий, является весьма актуальным в настоящее время.

Цель исследования

Оптимизация выбора и использования композитных пломбировочных материалов с различной дисперсностью наполнителя путем анализа их физико-механических и эстетических характеристик в клинических и лабораторных условиях.

Задачи исследования

1. Провести сравнительную клиническую оценку реставраций полостей I — V классов по Блэку, выполненных из микрогибридного композитного материала и нанонаполненных композитных материалов, по критериям Ryge.

2. Определить прочность при диаметральном разрыве исследуемых материалов до и после термоциклирования.

3. Определить прочность и модуль упругости при изгибе исследуемых материалов до и после термоцикл ирования.

4. Определить показатели водопоглощения и водорастворимости исследуемых материалов.

5. Определить изменения цветовых характеристик образцов изучаемых материалов, находящихся в модельной среде, имитирующей среду полости рта за период 2 месяца с использование спектрофотометра Macbeth (США).

6. Изучить структуру исследуемых композитных материалов при помощи растровой электронной микроскопии.

Научная новизна

Впервые проведено комплексное клинико-лабораторное исследование влияния дисперсности частиц наполнителя композитного пломбировочного материала на его физико-механические и эстетические характеристики, а также на долговечность реставрации. Установлено, что величина частиц наполнителя существенно не влияет на свойства композита.

В условиях клиники проведено сравнительное изучение ближайших и отдаленных результатов применения микрогибридного композитного материала и нанонаполненых композитных материалов, которое показало, что реставрации, выполненные из исследуемых материалов, через два года не имеют различий.

На основании лабораторных методов исследования проведена сравнительная оценка физико-механических свойств микрогибридного композитного материала и нанонаполненных композитных материалов. Установлено, что эти свойства идентичны.

Изучены тенденции изменения цветовых характеристик микрогибридных и нанонаполненных композитных материалов с течением времени. Установлено, что изменения реставраций в цвете не зависят от величины наполнителя.

Впервые изучена дисперсность частиц наполнителя при помощи электронного сканирующего микроскопа, что позволило оценить состояние реставраций на свежем изломе и измерить величину частиц наполнителя после полимеризации.

Практическая значимость работы.

Проведенные исследования позволили оптимизировать рекомендации по практическому использованию композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя, это дает возможность снизить расходы на лечебный процесс и расширить круг лиц, которым может быть оказано высококачественное терапевтическое лечение, с учетом современных технологий.

Исследование показало, что практический врач может сделать выбор в пользу микрогибридных композитов, как более дешевых и не имеющих отличий по своим свойствам от нанокомпозитов.

Полученные результаты позволили повысить эффективность лечения твердых тканей зубов, учитывая установленные изменения цветовых характеристик композитных материалов с течением времени.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Физико-механические и химические характеристики реставраций, изготовленных из исследуемых композитных материалов с микрогибридным и с нанодисперсным наполнителем, в ближайшие и отдаленные сроки не имеют различий.

2. Эстетические характеристики, реставраций, изготовленных из исследуемых композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя, сопоставимы между собой.

3. Дисперсность частиц наполнителя композитного пломбировочного материала существенно не влияет на качество и долговечность реставрации.

Апробация работы.

Основные материалы диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции "Новые технологии в эстетической стоматологии", г. Ростов-на-Дону, 27-29 ноября 2008 года.

Апробация диссертации состоялась 23 декабря 2009 года на совместном совещании кафедр госпитальной терапевтической стоматологии, пародонтологии и гериатрической стоматологии и материаловедения МГМСУ.

Личное участие автора в разработке проблемы.

Автором лично было проведено обследование и лечение 102 пациентов. Выполнена 251 реставрация твердых тканей зубов по поводу среднего кариеса, клиновидного дефекта, эрозии эмали и дефектов пломб ранее депульпированных зубов.

В лабораторных условиях было изготовлено 100 образцов из исследуемых материалов для изучения прочности при диаметральном разрыве, прочности и модуля упругости при изгибе до и после термоциклирования, изменения цветовых характеристик материалов с течением времени.

Автором лично была проведена статистическая обработка материала, подготовлены текстовая и иллюстрированная части работы.

Внедрение результатов исследования.

Результаты проведенного исследования внедрены в поликлинике ФГУП "НИКИЭТ", клинике ООО "Фирма "Владент",

Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры госпитальной терапевтической стоматологии, пародонтологии и гериатрической стоматологии.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 3 научные статьи, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

1. Чиликин В.Н., Гринева Т.В., Сотникова Н.П. Клинико-лабораторное изучение механических характеристик композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя.// "Cathedra". - 2008. — т. 7. - № 3. - С. 62-63.

2. Чиликин В.Н., Сотникова Н.П., Гринева Т.В. Сравнительная характеристика композитных пломбировочных материалов с различной дисперсностью наполнителя. // Клиническая стоматология. — 2008. - № 4. -С. 4-6.

3. Чиликин В.Н., Сотникова Н.П., Гринева Т.В. Изучение структуры композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя. //"Cathedra". - 2009. - № 30-31. - С. 40-41.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 155 странице машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Список литературы включает 300 работ, из них 138 отечественных и 162 иностранных источников. Работа иллюстрирована 18 таблицами и 46 рисунками.

выводы

1. Сравнительная характеристика клинического исследования композитных пломбировочных материалов показала, что композитные пломбировочные материалы с нанодисперсным наполнителем ("Ceram X mono", "Ceram X duo", "Premise") не превосходят композитный пломбировочный материал с микрогибридным наполнителем ("Point 4") по основным критериям оценки, отвечающим за долговечность пломбы (краевая адаптация, анатомическая форма, вторичный кариес, изменение цвета краев полости, соответствие цвета и шероховатость поверхности). р>0,05.

2. Показатели прочности реставраций, изготовленных из материалов с микрогибридным ("Point 4") и с нанодисперсным наполнителем ("Ceram X mono", "Ceram X duo", "Premise") сразу после их изготовления и через год, находятся в пределах нормы, установленной ГОСТ (34 МПа) и составляют соответственно "Ceram X mono", "Ceram X duo" - 48,40±2,02 МПа и 40,92±2,18 МПа; "Premise" - 43,20±7,71 МПа и 37,07±2,4 МПа; "Point 4" -44,78±4,98 МПа и 34,43±8,9 МПа, что не имеет отличий.

3. Реставрации, изготовленные из микрогибридного композитного материала ("Point 4") сразу после изготовления выдерживают большие по величине изгибающие нагрузки (92 МПа). Однако через год реставрации, изготовленные из композитов как с микрогибридным ("Point 4" - 58 МПа), так и с нанодисперсным наполнителем ("Ceram X mono", "Ceram X duo" — 56 МПа, "Premise" — 60 МПа) не имеют отличий в прочности при изгибе.

4. Увеличение модуля упругости у композитов с • нанодисперсным наполнителем в среднем на 1 ООО МПа ("Ceram X mono", "Ceram X duo",

Premise") может приводить к сколам у реставраций в течение года; уменьшение данного модуля у микрогибридного композитного материала ("Point 4") на 1140 МПа указывает на возможный прогиб конструкции со временем.

5. Показатели водопоглощения и водорастворимости исследуемых композитов с нанодисперсным ("Ceram X mono", "Ceram X duo"-11,13±0,35 мкг/мм3 и (-1,36±0,27 мкг/мм3)); "Premise" - 13,76±0,78 мкг/мм3 и 0,57±0,092 мкг/мм3) и микрогибридным наполнителем ("Point 4" — 13,22±0,25 мкг/мм3 и 3,15±0,26 мкг/мм3) не имеют существенных отличий; отрицательное значение, которое мы получили у двух из исследуемых нанокомпозитов ("Ceram X mono", "Ceram X duo" — (-1,36±0,27 мкг/мм3)), указывает на то, что данные материалы способны удерживать влагу. Это приводит к диффузионным процессам, которые могут отрицательно сказаться на цветовых характеристиках реставраций.

6. В течение 2 месяцев у нанонаполненных композитных материалов ("Ceram X mono", "Ceram X duo") показатели желтых тонов изменяются на 4 единицы; показатели белизны всех исследуемых материалов изменяются от 2 до 4 единиц; показатели изменения красных тонов и прозрачности материалов с нанодисперсным ("Ceram X mono", "Ceram X duo, "Premise") и с микрогибридным наполнителем ("Point 4") колеблются в пределах 1 единицы. У всех материалов, вне зависимости от дисперсности наполнителя, можно ожидать изменения цвета реставраций, определяемое визуально.

7. Нанокомпозитные материалы ("Ceram X mono", "Ceram X duo", "Premise") содержат частицы наноразмерного диапазона (менее 0,1 мкм). В структуре микрогибридного композитного материала ("Point 4" - средний размер частиц 0,3 мкм) частицы размером менее 0,1 мкм отсутствуют. Изучаемые нанокомпозиты действительно содержат в своем составе частицы наноразмерного диапазона, но это не приводит к улучшению физико-механических и эстетических свойств.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При реставрации полостей I-II классов по Блэку допустимо использовать как микрогибридные (Point 4), так и нанонаполненные композитные материалы (Ceram X mono, Ceram X duo, Premise), в связи с тем, что они не имеют существенных отличий в показателях прочности при диаметральном разрыве, прочности и модуле упругости при изгибе.

2. При необходимости достижения высокого уровня эстетики допустимо использовать композитные материалы с микрогибридным (Point 4) и с нанодисперсным наполнителем (Ceram X mono, Ceram X duo, Premise), так как показатели цветовых характеристик данных групп материалов идентичны.

3. При использовании композитных материалов с различной дисперсностью наполнителя учитывать, что цветовые характеристики всех материалов изменяются с течением времени, в связи с происходящими в них процессами водорастворимости и водопоглощения.

4. Для повышения эффективности восстановления поврежденных твердых тканей зубов композитными пломбировочными материалами с различной дисперсностью наполнителя следует руководствоваться технологичностью и простотой моделировки, комплектацией материала, а также его ценой.