Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Новый класс конструкционных материалов на основе полиуретана для ортопедической стоматологии

На правах рукописи УДК: 616314-76:615.462

ОГОРОДНИКОВ Михаил Юрьевич

НОВЫЙ КЛАСС КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИУРЕТАНА ДЛЯ ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ

14.00.21 - Стоматология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва - 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет МЗ РФ»

Научный консультант

Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор

Борис Павлович МАРКОВ

Официальные оппоненты

Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор

Анатолий Сергеевич ЩЕРБАКОВ

Доктор медицинских наук, профессор

Сергей Дарчоевич АРУТЮНОВ

Доктор медицинских наук, профессор

Александр Николаевич РЯХОВСКИЙ

Ведущее учреждение

Российская медицинская академия последипломного образования

/т

ита состоится «

2004г.

часов на заседании диссертационного совета Д 208.041.03 при

ГОУ ВПО «МГМСУ МЗ РФ» (127006, г.Москва, ул. Долгоруковская, 4)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет МЗ РФ» (125206, г.Москва, ул.Вучетича, д. 10а)

Автореферат разослан «

2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.м.н., доцент

Н.В.Шарагин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Ортопедическая стоматология в начале XXI века предъявляет повышенные и все более жесткие требования к конструкционным материалам, так как от их качественных характеристик в большой мере зависит функциональная ценность зубных протезов.

Уже более 50 лет акриловые пластмассы, в свое время совершившие «революцию» в ортопедической стоматологии, с успехом применяются во всем мире для изготовления зубных протезов.

По данным литературы, до 98% пластиночных протезов в мире изготавливается именно из акриловых пластмасс.

Наряду с этим широко известно о серьезных недостатках акриловых пластмасс. Это недостаточная прочность при статическом изгибе, низкая удельная ударная вязкость - что приводит к частым поломкам протезов. Следует отметить, что акриловые пластмассы имеют довольно большую усадку (6-8 %), что может выражаться в несоответствии внутренней поверхности базиса протеза и протезного ложа. Даже тщательное соблюдение технологии полимеризации может снизить процент усадки лишь до 1,5 %. Кроме этого, большой проблемой является наличие остаточного мономера, который оказывает негативное влияние на ткани протезного ложа и организм в целом. Установлено, что мономер снижает титр лизоцима в слюне. Остаточный мономер, вымываемый из протезов, даже в незначительных количествах влияет на функциональное состояние нейтрофилов полости рта и подавляет их активность (Темирбаев М.А. с соавт., 1989). По мнению ряда авторов, мономер является протоплазматическим ядом, чрезвычайно активен при контакте с тканями и способен оказывать раздражающее и токсическое действие на весь организм (Мишнев Л.М., 1987; Жолудев С.Е., 1992; Shim J.S., Watts D.C., 1999).

Создание новых материалов, лишенных выше перечисленных недостатков, для изготовления съемных зубных протезов является-важной медицинской задачей.

Многочисленные исследования по изучению полимерных материалов свидетельствуют о значительных трудностях на пути создания высокопрочных,

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ j БИБЛИОТЕКА |

>1НИМ*мнирммИМИ

материалов для ортопедической стоматологии (Тернер М.М., 1984; Дойников А.И., 1986; Anusavice K.J., 1996).

Член-корр. РАМН, проф. В.Н.Копейкин в свое время (1988г.) отмечал, что для решения проблемы «идеального» базисного материала необходимо объединение усилий стоматологов -ортопедов и ученых - химиков с тем, чтобы целенаправленно искать пути совершенствования и вести поиск новых материалов для ортопедической стоматологии.

Полиуретаны, благодаря своему уникальному сочетанию свойств: механической прочности, высокой биосовместимости, высокому сопротивлению разрыву, хорошей способности к изгибу, имеющие долговременную молекулярную стабильность, нашли достаточно широкое применение в медицине.

Впервые о возможности использования полиуретана в качестве конструкционного материала для изготовления съемных зубных протезов было доложено группой авторов (Tang R.Y., Gonzalez J.B., Roberts G.D.) на 52-й сессии ассоциации по научным исследованиям в области стоматологии (IADR) в г.Атланта (США) в 1974 году. Авторами было предложено использование полиуретана в качестве эластичного подкладочного материала при изготовлении пластиночных протезов и отмечена перспективность его применения. Но исследования в этой области наткнулись на ряд проблем, прежде всего технологического плана. Требовалось кардинальное изменение технологии изготовления съемных протезов. Полиуретан требовал изготовления металлических или полиуретановых моделей челюстей и форм, т.к. при контакте с гипсом вбирал в себя воду, что нарушало его структуру. Видимо из-за технологических проблем, разработки в этой области большого распространения не получили.

В 1983 году Балалаева Н.М. предприняла попытку использования полиуретана в качестве базисного материала для изготовления пластиночных протезов и боксерских шин. Автором был использован выпускаемый промышленностью полиуретан СКУ-ПФЛ, который является эластомером с твердостью по Шору А 92-94 усл.ед. Предложенные протезы отличались достаточно сложной конструкцией, они состояли из металлического каркаса, находящегося внутри полиуретанового базиса, промежуточного слоя акриловой пластмассы для соединения с акриловыми искусственными зубами. Протезы не выдерживали циклических нагрузок, часто ломались в области соединения полиуретана и

акриловой пластмассы, технология изготовления таких

«многослойных» протезов была довольно сложной. Кроме этого, промышленный полиуретан СКУ-ПФЛ, по нашему мнению, слишком эластичен, чтобы служить базисом пластиночного протеза.

Полиуретан, который по своим физико-механическим свойствам находится между каучуком и металлом, обладает уникальным сочетанием качеств (эластичность, прочность, очень высокая износостойкость, безвредность для организма) требует к себе более пристального внимания стоматологов-ортопедов. На наш взгляд, перспектива применения полиуретана в качестве конструкционного материала в ортопедической стоматологии лежит в области создания новых композиций этого уникального материала, специально разрабатываемых с учетом требований к стоматологическим материалам.

В настоящей работе нами предпринята попытка использования новых, созданных нами, композиций полиуретана в качестве конструкционных материалов при изготовлении протезов в ортопедической стоматологии.

Цель исследования

Разработка и научно-практическое обоснование нового направления в ортопедической стоматологии по созданию и применению нового класса конструкционных материалов на основе полиуретана для съемных зубных протезов.

Задачи исследования

1. Предложить оптимальные варианты композиций на основе полиуретана для изготовления базисов съемных зубных протезов.

2. Разработать методику изготовления съемных зубных протезов с базисами из материала на основе полиуретана.

3. Разработать методику изготовления зубных протезов с двухслойными базисами с эластичной подкладкой из полиуретана.

4. Изучить в сравнительном аспекте физико-механические и эксплуатационные свойства образцов конструкционных материалов на основе полиуретана и существующих базисных пластмасс.

5. Исследовать биосовместимость образцов зубных протезов из

материалов на основе полиуретана путем оценки их химической

и биологической безопасности.

6. Дать клиническую оценку применения съемных зубных

протезов с базисами из материалов на основе полиуретана.

Научная новизна

Предложен новый класс зубопротезных конструкционных материалов на основе полиуретана.

Впервые разработана рецептура материала на основе полиуретана для изготовления базисов съемных зубных протезов, лишенного недостатков акриловых пластмасс (Патент РФ № 2224482).

Впервые разработаны композиции эластичных материалов на основе полиуретана для изготовления двухслойных базисов съемных зубных протезов (Патент РФ № 2224483).

Впервые разработаны методики изготовления съемных зубных протезов (в том числе двухслойных) с использованием новых конструкционных материалов на основе полиуретана (Патент РФ № 2224480, Патент РФ № 2224481).

На основании результатов проведенных исследований доказана целесообразность применения разработанных материалов и методик в ортопедической стоматологии и научно обосновано новое направление в развитии зуботехнического материаловедения.

Практическая значимость

Разработаны и предложены для практического применения: новый класс зубопротезных конструкционных материалов на основе полиуретана и новые методики изготовления съемных зубных протезов с базисами из полиуретана.

Совокупность полученных данных доказывает, что применение зубных протезов с базисами из разработанных материалов на основе полиуретана позволит снизить число осложнений при пользовании протезами и, соответственно, повысить качество ортопедического лечения.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработанный материал на основе полиуретана «Денталур» для изготовления базисов съемных зубных протезов полностью отвечает требованиям, предъявляемым к базисным материалам.

2. Разработанный материал на основе полиуретана «Денталур П» для изготовления эластичных подкладок базисов съемных зубных протезов полностью отвечает требованиям, предъявляемым к подкладочным материалам.

3. По своим физико-механическим характеристикам и эксплуатационным свойствам базисный материал на основе полиуретана «Денталур» превосходит известные базисные акриловые материалы.

4. Новые конструкционные материалы на основе полиуретана «Денталур» и «Денталур П» обладают высокой степенью биосовместимости.

5. Ортопедическое лечение с применением съемных зубных протезов с базисами из материалов на основе полиуретана, изготовленных по разработанным методикам, основанным на принципе свободного литья, позволяет достичь высокого функционального результата.

Апробация материалов диссертации

Результаты и основные положения диссертации доложены и обсуждены на Международной стоматологической выставке «Стоматологический салон - 2003» (г.Москва, 22-25 апреля 2003г.), XI Всероссийской научно-практической конференции «Стоматология XXI века» в рамках VIII съезда стоматологической ассоциации России (гМосква, 8-10 сентября 2003г.), Международном симпозиуме «Новые технологии в стоматологии» (г.Самара, 11-14 ноября 2003г.), Всероссийском форуме «Образование, наука и практика в стоматологии» (г.Москва, 10-13 февраля 2004г.).

Апробация диссертации состоялась 16 февраля 2004г. на совместном заседании кафедр факультетской ортопедической стоматологии, госпитальной ортопедической стоматологии и ортопедической стоматологии ФПКС МГМСУ, сотрудников ФГУП «НИИ резиновых и латексных изделий» и сотрудников КДЦ МГМСУ.

Внедрение результатов исследования

Разработанные материалы, образцы протезов и методики их изготовления рассмотрены и признаны целесообразными на заседании Комиссии по приборам, аппаратам, инструментам и материалам, применяемым в стоматологии, Комитета по новой медицинской технике МЗ РФ (26 июня 2003г.). Разработаны и используются при изготовлении зубных протезов технические условия «Протезы зубные съемные с базисом из жесткого полиуретана «Денталур» и с комбинированным базисом из жесткого и эластичного полиуретана «Денталур П» (ТУ 38.406500-03). Разработаны технические условия «Материалы на основе полиуретанов «Денталур» и «Денталур П» для изготовления базисов съемных зубных протезов» (ТУ 9391 -017-00152164-03) и инструкции по применению. Результаты исследований внедрены в клиническую практику и используются в лекционном материале и практических занятиях со студентами на кафедре факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ.

Публикации

По теме диссертации опубликована 21 научная работа. Получено 4 патента на изобретения.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 265 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы собственных исследований по разработке новых конструкционных материалов и методик изготовления съемных зубных протезов из полиуретана, главы, посвященной методам исследований разработанных материалов, результатов исследований разработанных материалов и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа иллюстрирована 21 таблицей и 90 рисунками. В списке литературы приведено 302 источника, в том числе 145 отечественных и 157 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Разработка новых материалов на основе полиуретана для изготовления съемных зубных протезов была осуществлена нами в результате совместной работы с ведущими специалистами по полиуретанам в РФ, учеными-химиками Научно-исследовательского института резиновых и латексных изделий (НИИР) -завлабораторией жидкого формования к.х.н. Альтером Ю.М. и ведущим научным сотрудником к.х.н. Пастернаком В.Ш.

Разработанные композиции конструкционных материалов на основе полиуретана были созданы в результате серии экспериментов, в которых использовались исходные ингредиенты, выпускаемые как отечественной промышленностью, так и их зарубежные аналоги. Созданные композиции для изготовления базисов съемных зубных протезов состоят из двух компонентов - изоцианатного и полиольного.

В промышленности выпускается 3 изоцианатных продукта: толуилендиизоцианат (ТДИ), дифенилметандиизоцианат (МДИ), нафтилендиизоцианат (НДИ). Из них только МДИ представляется пригодным для изготовления жестких базисов: ТДИ летуч, и потому опасен при переработке, а НДИ имеет высокую температуру плавления и поэтому неудобен при переработке. Кроме того, МДИ, по сравнению с ТДИ, будучи двухядерным соединением, придает продукту большие прочностные свойства (твердость, сопротивление изгибу и растяжению, модули упругости).

Что касается эластичной подкладки, то в этом случае применение ТДИ оправдано, но только в связанном виде - в форме форполимера, который поступает в зуботехническую лабораторию с завода-изготовителя готовым для переработки.

Другой составляющей полиуретановых композиций являются олигомеры. По своей химической природе они бывают трех типов: сложные олигоэфиры, простые олигоэфиры и так называемые жидкие каучуки - олигодиолы, цепь которых состоит из звеньев диенов.

Сложные олигоэфирдиолы «забракованы» нами из-за их повышенной склонности к реакции гидролиза по сложноэфирным группам (эксплуатация разрабатываемых изделий предполагается во влажной среде при 37°С). Гидролиз приводил бы к деградации полимерной цепи и, следовательно, к ухудшению свойств при эксплуатации.

Жидкие каучуки также мало пригодны - в их состав всегда вводятся противостарители - низкомолекулярные соединения, способные мигрировать из изделий, и потому опасные для здоровья.

Отсюда при разработке композиций базисов и эластичной подкладки предпочтение было отдано простым олигоэфирам.

Что касается удлинителей цепи (а это несколько гликолей и диаминов), то мы не видим препятствия для их использования.

Полиуретаны - это блоксополимеры, состоящие из чередующихся жестких и гибких блоков. Жесткие блоки состоят из остатков ароматических диизоцианатов, остатков удлинителей цепи и образующихся в процессе синтеза уретановых и мочевинных групп. Для жесткого блока характерен высокий уровень межмолекулярного взаимодействия. Именно это взаимодействие предопределяет, в основном, уровень прочностных характеристик материала. Взаимодействие это осуществляется физическими силами различной природы: дисперсионными и Ван-дер-Ваальсовыми силами и водородными связями.

За эластические характеристики материала в основном отвечает гибкий блок, состоящий из цепей олигодиола или олиготриола. В нашем случае это цепи олигооксипропилена и (в рецептурах эластичных подкладок) олигоокситетраметилена.

Количественное соотношение между жестким и эластичным блоками или (что тоже самое) между диизоцианатом и удлинителем с одной стороны, и олигомером с другой и предопределяет, при прочих равных условиях, уровень прочностных и эластических свойств.

Однако регулировка будущих свойств полимеров количественным соотношением ингредиентов не может быть осуществлена вне учета эквимолярности взятых компонентов.

В настоящей работе все композиции (как это принято в синтезе полиуретанов) составлялись с учетом соотношения реагирующих групп NCO/OH= 1-1,05.

Легко показать, что с учетом этого принципа более прочные материалы получали при использовании короткоцепочечных олигомеров, при относительно большом содержании удлинителей цепи, поскольку массовая доля изоцианата и удлинителя в этом случае в композиции велика.

Еще одним фактором, влияющим на физико-механические характеристики полимеризата, является наличие или отсутствие химической сшивки макромолекулы полимера. Химическая сшивка

при получении полиуретанов образуется, если один из реагентов имеет в молекуле более двух реагирующих групп. Поскольку в выбранном нами изоцианате две изоцианатные группы, получение сшитого (трехмерного) продукта возможно при использовании в качестве олигомера триола. Образование полимера трехмерной структуры ведет к усилению продукта. Очевидно, что для производства наших целевых материалов нет нужды их бесконечно усиливать, а нужно некоторое сочетание прочностных и эластических свойств. Однобокое усиление материала приводит к появлению таких нежелательных свойств как хрупкость (например, неорганическое стекло, эпоксидные смолы, те же полиакрилаты).

В свете вышесказанного можно понять принципы рецептуростроения, использованные в настоящей работе. При разработке материалов жестких базисов были использованы относительно низкомолекулярные триолы - лапрол 503 и лапрол 373 (молекулярная масса 500 и 370 соответственно). Наличие трех функциональных групп в молекуле олигомера предопределяет трехмерность полимеризата. Поскольку молекула лапрола 503 длиннее, его использовали в сочетании с удлинителем цепи, чтобы соотношение между массой эластической и жесткой составляющих оставалось на одном уровне. В случае необходимости дальнейшего усиления материалов для жесткого базиса в сочетании с лапролом 373 очевидно будут использованы удлинители цепи, а для придания больших эластических свойств может быть использован олигодиол относительно большой молекулярной массы.

При разработке эластичных подкладочных материалов, чтобы получить требуемые свойства, было достаточно использовать макродиизоцианат с молекулярной массой 1000-1100 и в дальнейшем регулировать их в широком диапазоне с помощью длины и функциональности олигомера.

В задачу входило обеспечить окрашивание жесткого базиса в цвет десны.

При выборе красителя учитывалась специфика изделия. Потенциальный краситель, кроме соответствия нужному цвету, не должен вымываться (растворяться в слюне), реагировать изменением цвета на кислотно-щелочной баланс (рН среды) в полости рта, менять цвет при термообработке реакционной смеси в процессе изготовления протеза или гигиенических операциях. Желательно, чтобы количество красителя было незначительным.

С учетом изложенных требований был выбран краситель из класса азосоединений - пигмент красный 5С. Выбор этого красителя из перечня красителей красной цветовой гаммы (Алый Н, Лак Бордо СК, Лак Рубиновый СК, Редоксайд и др.) обоснован тремя положениями. Этот краситель рекомендован для производства изделий медицинского назначения, что предопределяет его биосовместимость. Пигмент 5С не меняет цвета под действием температур до 200°С. Этот пигмент относится к классу спирторастворимых. Поскольку применяемые нами олигомеры являются полиспиртами, можно было предположить растворимость данного пигмента в них, т.е. диспергирование красителя на молекулярном уровне. Это было подтверждено экспериментально. Пигмент 5С легко растворялся в лапролах 502, 503, 373 и растворы эти были насыщенные по цвету при весьма малых концентрациях (0,01 мас.%). Эти растворы использовались затем в качестве маточных и добавлялись из пипетки в количестве 1-4 капли на ЗОг полиуретановой смеси. Количество капель варьировали в зависимости от желания получить ту или иную интенсивность окраски базиса.

Разработанные нами материалы на основе полиуретана для изготовления съемных зубных протезов получили свои названия:

«Денталур» - материал на основе полиуретана для изготовления базисов съемных зубных протезов;

«Денталур П» - эластичный подкладочный материал на основе полиуретана для изготовления двухслойных базисов съемных зубных протезов.

На рис.1 представлены образцы разработанных материалов «Денталур» и «Денталур П».

По нашему мнению, технология изготовления зубных протезов из новых материалов должна быть не сложнее, чем при традиционном изготовлении протезов из материалов на основе акрилатов.

Разработанные нами материалы «Денталур» и «Денталур П» являются литьевыми полиуретанами.

В основе получения изделий из этих материалов лежит принцип жидкого формования или свободного литья. С учетом этого принципа нами разработаны методики изготовления съемных зубных протезов с базисами из жесткого полиуретана «Денталур» и с двухслойными базисами с эластичной подкладкой из материала «Денталур П».

Клинические и лабораторные этапы изготовления съемных зубных протезов до этапа замены воска на пластмассу не отличаются от общепринятых.

Для улучшения качества зубного протеза и уменьшения времени на его окончательную обработку моделируют восковую конструкцию базиса протеза, добиваясь точности рельефа и высокой чистоты его наружной поверхности.

После этого производят формование гипсовой модели с восковой композицией зубного протеза в специальную кювету для свободного литья. После застывания силиконовой формовочной массы раскрывают кювету, извлекают гипсовую модель с восковой композицией зубного протеза. Воск удаляют с гипсовой модели, В полученной форме с помощью специальных круглых ножей подготавливают литниковые ходы.

Искусственные зубы освобождают от воска и размещают в полученной форме в соответствии с их отпечатками (рис.2).

Гипсовую модель изолируют специальным полиуретановым лаком.

Собирают кювету и через литниковые ходы заливают композицию, которая состоит из двух реакционноспособных жидких компонентов - полиольного и изоцианатного - перемешивание которых осуществляют под вакуумом в течение 15 секунд.

Временной режим отверждения подвержен сознательному регулированию и зависит от природы и количества катализатора. Нами подобран режим полимеризации, при котором время достижения 95 % конверсии составляет 10-15 мин при «времени жизни» (т.е.времени, в течение которого смесь свободно заливается в форму) равном 1 мин. Для быстрого достижения полной конверсии возможно термостатирование при температуре 90°С в течение 30 мин. Затем кювету раскрывают, извлекают зубной протез (рис.3), удаляют литники и производят окончательную обработку протеза. Благодаря предварительному тщательному оформлению поверхности воскового базиса, обработке, как правило, подлежат только края протеза, которая заключается в шлифовке их металлическими фрезами и карборундовыми головками и полировке с помощью щеток и полировочной пасты.

Рис. 2. Искусственные зубы, размещенные в силиконовой форме

Рис. 3. Зубной протез с базисом из материала на основе

полиуретана «Денталур», извлеченный из кюветы

Разработанные нами методики изготовления съемных протезов с применением новых материалов на основе полиуретана «Денталур» и «Денталур П» просты в исполнении и не требуют специального дорогостоящего оборудования.

До этапа замены воска на пластмассу методики изготовления не отличаются от общепринятой. После формования гипсовой модели с восковой композицией базиса протеза и искусственными зубами в кювету для свободного литья, зубному технику остается лишь произвести заливку жидкой композиции через литниковый ход, дождаться завершения процесса полимеризации, извлечь готовый протез, абсолютно не загрязненный остатками формовочной массы, и провести его окончательную обработку.

Методика изготовления двухслойных протезов методом свободного литья предполагает первоначальное изготовление эластичной подкладки с последующей заливкой жесткого слоя, что выгодно отличает ее от известных литьевых методик, при которых сначала производится отливка жесткого базиса с последующим созданием в нем литниковых ходов для заливки эластичного слоя.

Методы исследований

Разработанные нами материалы на основе полиуретана «Денталур» и «ДенталурП» открывают собой новый класс конструкционных зубопротезных материалов. Поэтому, одной из задач, решаемых в данной работе, было достижение полного соответствия разработанных материалов не только отечественным нормативным актам (ГОСТ), но и требованиям международных стандартов (ISO). Исследования разработанных материалов проводились как в испытательных лабораториях РФ, так и за рубежом, в частности, в испытательной лаборатории фирмы «Vertex» (Голландия), специализирующейся на производстве стоматологических базисных материалов.

Методы исследования физико-механических свойств разработанных материалов

Для разработанных новых конструкционных материалов на основе полиуретана (жесткого базисного материала «Денталур» и эластичного подкладочного материала для изготовления двухслойных базисов «Денталур П») были составлены программы по

проведению физико-механических испытаний, исходя из общепринятых требований к базисным и подкладочным материалам.

Согласно этим требованиям, были определены методы исследования физико-механических свойств разработанных материалов. Все методы исследования соответствовали международному стандарту ISO 1567 «Dentistry - Denture base polymers».

Физико-механические испытания базисного материала «Денталур» проводили на базе двух независимых испытательных лабораторий - в испытательной лаборатории пластмасс и полимерных материалов ОАО «Научно-исследовательский институт пластических масс имени Г.С.Петрова» (аттестат аккредитации N РОСС RU.0001.21X1167) и испытательной лаборатории фирмы «Vertex», Голландия.

Для жесткого базисного материала определялись следующие показатели:

1. Ударная вязкость по Шарпи на образцах без надреза, кДж/м2 (по ГОСТ 4647-80 и ISO 179);

2. Изгибающее напряжение, МПа (по ГОСТ 4648-71 и ISO 1567);

3. Модуль упругости при изгибе, МПа (по ГОСТ 9550-81 и ISO 1567);

4. Модуль упругости при растяжении, МПа (по ГОСТ 9550-81);

5. Разрушающее напряжение при растяжении, МПа; относительное удлинение при разрыве, % (по ГОСТ 11262-80);

6. Твердость по Шору Д (по ГОСТ 24621-91).

Полученные результаты сравнивали с показателями широко применяемых в практике базисных пластмасс.

Для изучения соответствия разработанного эластичного материала «Денталур П» требованиям к стоматологическим подкладочным базисным материалам были проведены следующие испытания:

1. Исследование прочности при отслаивании от жесткого базиса, кН/м (по ГОСТ 6768);

2. Определение условной прочности при растяжении, МПа; относительного удлинения, % (по ГОСТ 270-75);

3. Определение твердости по Шору А (по ГОСТ 24621-91 и ISO 86885).

Физико-механические исследования эластичного подкладочного материала «Денталур П» проводили на базе ФГУП «Научно-исследовательский институт резиновых и латексных изделий»

(ФГУП НИИР) в лаборатории физико-механических испытаний, входящей в состав сертификационного центра, аккредитованного в системе Госстандарта (Сертификат № РОСС RU. 001.21HX12).

Проведенные исследования соответствовали международному стандарту ISO 10139-1 и 10139-2 «Resilient lining materials for removable dentures».

Методы исследования эксплуатационных свойств разработанных материалов

Базисные материалы, помимо высоких прочностных характеристик должны обладать высокими эксплуатационными свойствами и отвечать ряду требований:

- незначительная усадка;

- низкое водопоглощение;

- высокая цветостойкость;

- хорошее соединение с искусственными пластмассовыми зубами;

- полируемость;

- полупрозрачность;

- отсутствие пористости.

Исходя из этих требований, были определены методы исследования эксплуатационных свойств разработанных материалов.

Для жесткого базисного материала «Денталур» и эластичного подкладочного материала «Денталур П» были определены значения усадки и водопоглощения.

Определение усадки и водопоглощения проводили в лаборатории жидкого формования ФГУП НИИР (зав.лаб. - к.х.н. Альтер Ю.М.)

Определение усадки проводили согласно ГОСТ 18616-80. Сущность метода заключается в определении усадки - разности размеров холодной пресс-формы и отформованных в ней образцов, выраженной в процентах от размеров пресс-формы. Образцы для определения усадки имели форму диска диаметром 50 мм и толщиной 2 мм и были получены методом свободного литья в специальной пресс-форме.

Испытания проводили на 5 образцах, полученных последовательным формованием в одной и той же пресс-форме. Измерение диаметра пресс-формы между выгравированными на пресс-форме метками производили в фиксированных точках с помощью штангенциркуля с погрешностью 0,01 мм. Размеры пресс-

формы и образцов измеряли по одним и тем же меткам. Образцы измеряли после выдержки их с момента изготовления не менее 16 часов.

Метод определения водопоглощения (согласно ГОСТ 4650-80) заключается в определении массы воды, поглощенной образцом в результате пребывания его в воде в течение установленного времени при установленной температуре.

Для испытания применяли образцы в форме диска диаметром 50 мм и толщиной 3 мм (по 3 образца для материала «Денталур» и «Денталур П»). Перед испытанием образцы сушили при температуре 50°С в течение 24 часов в сушильном шкафу. После охлаждения в эксикаторе при 23°С образцы взвешивали и опускали в стеклянный стакан с дистиллированной водой, находящийся в термостате при 37°С и выдерживали в течение 24 часов. После этого образцы вынимали из воды, вытирали фильтровальной бумагой и через не более 1 минуты взвешивали на лабораторных весах общего назначения (по ГОСТ 24104) второго класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200г. В дальнейшем образцы возвращались в воду и взвешивание их проводилось при длительной выдержке в воде после 3,7,14 и 30 суток.

Исследование цветостойкости базисного материала «Денталур» проводили согласно требованиям ISO 7491-85 в испытательной лаборатории фирмы «Vertex» (Голландия). Согласно требованиям ISO 7491-85 «Determination of color stability of dental polymeric materials» было изготовлено 6 образцов. Каждый образец имел диаметр 5 0+1 мм, толщину 0,5 + 0,1 мм и плоские верхнюю и нижнюю поверхности.

Для проведения испытания образцы выдерживали в термостате в течение 24 часов при температуре 37°С.

После этого один образец (контрольный) помещали в темное место в лабораторных условиях до проверки цвета. У каждого из 5 образцов, подвергшихся испытаниям на цветостокость, закрывали половину образца алюминиевой фольгой и помещали в специальный прибор, содержащий источник облучения и камеру с водой, в которой находились образцы в течение 24 часов при температуре 37°С.

В наших исследованиях мы использовали прибор для определения цветостойкости SUNTEST CPS фирмы Heraues.

После облучения образцы извлекали, удаляли фольгу, закрывавшую их необлученную часть. Для определения разницы в

цвете приглашали 3-х человек с нормальным цветовым зрением, чтобы сравнить облученные и необлученные половины каждого из образцов с полностью необлученным образцом (контрольным). Сравнение проводилось при ярком рассеянном дневном свете с минимальной освещенностью, равной 1000 люкс. В качестве фона за образцами помещали лист белой оберточной бумаги. Все наблюдатели смотрели на образцы не более 2 секунд. Записывали средний результат сравнения 3-х наблюдателей.

Согласно требованиям ISO 7491 цвет образцов базисного материала после испытания на цветостойкость не должен изменяться или должен изменяться незначительно.

Исследование прочности соединения базисного материала «Денталур» с искусственными пластмассовыми зубами проводили согласно требованиям ISO 1567 «Dentistry - Denture base polymers» в испытательной лаборатории фирмы «Vertex» (Голландия). Испытанию подвергали гарнитуры 6 верхних передних зубов VERIDENT PLUS фирмы «ENTA», Голландия.

В специально подготовленную силиконовую форму с расположенными в ней шестью искусственными зубами методом свободного литья заливали базисный материал «Денталур».

После отверждения материала форму разбирали и извлекали соединенные с базисным материалом зубы.

Испытывали соединенные с базисом зубы на устройстве для отрыва искусственных пластмассовых зубов, сконструированном так, чтобы растягивающее усилие прилагалось к резцовой части язычной поверхности зубов в лабиальном направлении.

Нагружали каждый зуб со скоростью движения траверсы в диапазоне от 0,5 до 10 мм/мин до его разрушения. Базисный материал считали выдержавшим испытания, если разрушение проходило либо по материалу зуба, либо по базисному материалу. При этом у одного образца испытания должны выдержать не менее 5 зубов. Нами проведены испытания 18-ти зубов на трех образцах.

Исследования полируемости. полупрозрачности и отсутствия пористости проводились согласно требованиям ISO 1567. Исследованию подверглись 18 образцов с размерами 64мм х 10мм х 3,3мм.

Для оценки полируемости образцы материала «Денталур» обрабатывали водостойкой наждачной бумагой с зерном 30 мкм, после чего в течение 1 минуты проводили шлифовку и полировку

поверхности образцов фильцем с пемзой и щеткой с полировочной смесью на шлифмоторе с частотой вращения 1500 об/мин. После полировки и очистки визуально оценивали поверхности образцов, согласно требованиям ISO 1567, которые должны иметь гладкую, твердую и блестящую поверхность.

При испытании разработанного материала «Денталур» на полупрозрачность образцы материала располагали на расстоянии 50 см от лампы. В центре образца, на стороне, обращенной к лампе, помещали непрозрачный диск. Определяли, видна ли тень диска с противоположной стороны пластины.

Исследование на отсутствие пористости заключалось в том, что при визуальной оценке образцы материала «Денталур» не должны были содержать пор. Согласно ISO 1567 базисный материал считается выдержавшим испытание, если 5 из 6 образцов не имеют пор.

Методы исследования биосовместимости разработанных материалов

Для оценки биосовместимости материалов на основе полиуретана «Денталур» и «Денталур П» нами проведены исследования химической и биологической безопасности разработанных материалов, а также клиническая оценка съемных зубных протезов с базисами из этих материалов.

Исследования химической и биологической безопасности проводились на базе Всероссийского научно-исследовательского и испытательного института медицинской техники МЗ РФ в отделе токсикологических испытаний и исследований материалов и изделий медицинского назначения (зав.отделом - В.Г.Лаппо) в испытательной лаборатории по токсикологическим испытаниям медицинских изделий.

Санитарно-химические исследования проводились в соответствии с «Методическими указаниями по санитарно-химическим и токсикологическим исследованиям материалов и изделий стоматологического назначения», разработанными и утвержденными МЗ РФ. В эксперименте изучались образцы базисов протезов двух видов:

1. Базисы съемных зубных протезов из жесткого полиуретана;

2. Двухслойные базисы съемных зубных протезов из жесткого полиуретана с подкладкой из эластичного полиуретана.

Готовые к испытаниям образцы комплектов базисов протезов (верхний и нижний) помещались в стеклянные колбы на шлифах, заливались дистиллированной водой (один комплект на 1000 мл). Затем колбы с образцами термостатировались при температуре (37±1)°С.

В качестве контрольного раствора в санитарно-химических исследованиях использовалась дистиллированная вода, на которой готовились вытяжки, и которая термостатировалась в тех же условиях.

О санитарно-химических свойствах базисов протезов судили по содержанию в вытяжках из них продуктов разрушения материалов. Для оценки суммарного содержания химических соединений в водных вытяжках использовался набор интегральных показателей: изменение значения рН вытяжки по сравнению с контролем (А рН, ед. рН); содержание восстановительных примесей, определяемое по расходу 0,01 М раствора тиосульфата натрия, затраченного на их определение (АУ, мл); максимальное значение оптической плотности в области длин волн от 220 до 360 нм ультрафиолетового спектра (Б, ед. ОП). УФ-спектры регистрировались на спектрофотометре модели иУ-160 Л фирмы «Шимадзу-Европа».

Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50855-96.

Вытяжки из базисов протезов (жесткого и эластичного) контролировались на содержание в них формальдегида, ацетальдегида, ацетона, этилацетата и спиртов - метилового, н-пропилового и изо-пропилового.

Для количественного определения концентраций формальдегида и ацетальдегида в водных вытяжках применялся метод обращеннофазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Для обеспечения необходимых селективности и чувствительности определения альдегидов последние переводились в 2,4-динитрофенилгидразоны обработкой водных вытяжек 2,4-динитрофенилгидразином в условиях кислотного катализа.

Анализ проводился с использованием хроматографического оборудования фирмы «Шимадзу-Европа»: детектор - УФ-спектрофотометр БРБ-10 АУ, диапазон длин волн детектирования 190 - 900 нм, чувствительность 0,002 ед.ОП/ 1 мВ; инжектор -

«Rheodyne» с дозирующей петлей вместимостью 20 мкл; насос LC-10 AD; дегазатор DGU-4A.

Для измерений использовалась колонка с неподвижной фазой «Нуклеосил С18» (5 мкм) длиной 150 мм и внутренним диаметром 4,6 мм. Детектирование проводилось при 360 нм, что соответствовало специфическим максимумам на ультрафиолетовых спектрах указанных соединений. Скорость подвижной фазы -1 мл/мин.

Определение остаточных количеств растворителей (изо-пропиловый спирт, пропиловый спирт, метиловый спирт, ацетон, этиловый эфир уксусной кислоты) в вытяжках проводилось методом газо-жидкостной хроматографии на хроматографе фирмы «Шимадзу-Европа» GC-14A с пламенно-ионизационным детектором. Газ-носитель - гелий. Для количественного определения использовался метод внешнего стандарта. Прием и обработка хроматографических данных проводились на базе аналого-цифрового преобразователя «МультиХром-5/4» и компьютера «Pentium» с помощью Программы сбора и обработки хроматографических данных «МультиХром» для Windows, версия 1,38 фирмы «Амперсенд».

Токсикологические исследования базисов съемных зубных протезов из жесткого полиуретана и двухслойных базисов из жесткого полиуретана с эластичной полиуретановой подкладкой проводили в соответствии с требованиями «Сборника руководящих методических материалов по токсиколого-гигиеническим исследованиям полимерных материалов и изделий медицинского назначения» и Стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10993 «Оценка биологического действия медицинских изделий».

Для проведения токсикологических исследований жестких и эластичных базисов съемных зубных протезов использовали водную вытяжку из образцов изделий, приготовленную также как и для санитарно-химических исследований.

Для оценки токсичности двух видов базисов съемных зубных протезов использовались как экспресс-методы: изучение гемолитической активности (гемолитический тест) и определение индекса токсичности при воздействии на биологический тест-объект, так и исследование материала в условиях хронического токсикологического эксперимента.

Гемолитическую активность водных экстрактов изучали при действии на изолированные эритроциты кролика «in vitro», при этом процент гемолизированных клеток не должен превышать 2%.

В качестве биологического клеточного тест-объекта использовали мужские половые клетки крупного рогатого скота. Принцип метода основан на анализе показателя подвижности суспензии сперматозоидов от времени. По результатам, полученным в изучаемом растворе и контрольной среде, рассчитывается индекс токсичности, который в норме не должен быть менее 70%.

Исследование биологического действия жестких и эластичных базисов съемных зубных протезов проводили в двух сериях экспериментов.

Общетоксическое действие изделий изучали в подостром токсикологическом эксперименте на 30 белых беспородных крысах-самцах массой 250-270 г, разделенных на две подопытные и контрольную группы по 10 голов в каждой. Подопытным животным первой и второй групп ежедневно в течение 4-х недель впутрижелудочно с помощью зонда вводили по 5 мл вытяжки из жестких и эластичных базисов соответственно, приготовленные по той же методике, что и для санитарно-химических исследований. Контрольные животные по той же схеме получали дистиллированную воду.

При расчете количества вводимого экстракта исходили из следующих положений. В среднем у человека за сутки выделяется до 1 л слюны, что составляет приблизительно 15 мл/кг массы тела, при пересчете на массу животного (средняя масса крысы 250 г) эта величина составляет 5 мл. Аггравация дозы обеспечивалась тем, что животным ежедневно вводили 3-суточную свежеприготовленную вытяжку. Длительность эксперимента 1 месяц от начала введения вытяжек была установлена в соответствии с расчетами, учитывающими продолжительность жизни млекопитающих. 1 месяц жизни крысы в среднем соответствует 3,5 годам жизни человека. Кроме того, результаты санитарно-химических исследований позволили установить, что наибольшее количество продуктов разрушения из базисов съемных зубных протезов вымывается в вытяжку за первые 2 недели. Поэтому продолжительность эксперимента, равную одному месяцу, можно считать достаточной для изучения биологического действия указанных изделий. Обследование животных проводили до начала эксперимента

(фоновые показатели) и по окончании введения вытяжек с использованием физиологических, гематологических, биохимических, иммунологических методов. В течение всего периода наблюдения контролировали прирост массы тела подопытных и контрольных животных.

В качестве интегрального показателя состояния организма животных использовали показатель двигательной работоспособности, определяемый по времени движения на роторной установке фирмы «Уго-Базиль» (Италия).

Состояние центральной нервной системы оценивали по способности к суммации подпороговых импульсов - СПП. Кроме того, для выявления скрытых механизмов интоксикации использовали метод функциональных нагрузок. В частности, через 2 недели от начала введения вытяжек в подопытных и контрольной группах была проведена проба с голоданием.

Использование биохимических методов исследования позволяет выявить ранние изменения в организме и раскрыть механизм токсического воздействия вредных веществ. Длительное поступление в организм токсичных компонентов может влиять на функциональное состояние печени, почек, ответственных в организме за детоксикацию и элиминацию вредных соединений. Одним из чувствительных показателей функционального состояния печени является активность аланиновой (АлТ) и аспарагиновой (АсТ) аминотрансфераз сыворотки крови. Активность этих ферментов определяли с помощью унифицированного динитрофенилгидрази-нового метода Райтмана - Френкеля. Функциональное состояние почек оценивали по содержанию молекул средней молекулярной массы в сыворотке крови, определяемому экспресс-методом. Биохимические показатели сыворотки крови и содержание гемоглобина в крови подопытных и контрольных животных определяли на биохимическом фотометре «Стат Фвкс 1904 Плюс».

Белковообразующую функцию печени оценивали по соотношению белковых фракций сыворотки крови. Электрофоретическое разделение протеинов на фракции проводили на ацетатцеллюлозных пластинках на приборе для электрофореза «ЭФ-1» с последующей денситометрией на анализаторе фореграмм «АФ-1».

Система кроветворения также быстро реагирует на воздействие вредных веществ, при этом для большинства ядов характерна способность снижать уровень гемоглобина в крови и вызывать

лейкоцитоз как при острых, так и при хронических отравлениях. Содержание лейкоцитов и эритроцитов в крови определяли на аппарате «РГСОБСАЬЕ» (Венгрия).

По окончании исследования животных выводили из эксперимента методом декапитации, определяли коэффициенты массы внутренних органов, проводили макроскопические исследования внутренних органов и тканей.

Мутагенную активность жестких и эластичных базисов съемных зубных протезов изучали с помощью микроядерного теста (МЯТ), сущность которого состоит в подсчете ретикулоцитов на мазках костного мозга, фиксированных и окрашенных по Май-Грюнвальду и Гимза, и выделении из их числа клеток, имеющих микроядра. Появление микроядер в ретикулоцитах связано с аномалией процесса кариорексиса при созревании эритроцитов, причем повышение спонтанного уровня ретикулоцитов с микроядрами, равного 5%, свидетельствует о генотоксическом действии материала. Микроядерный тест обладает достаточно высокой чувствительностью, поскольку существует тесная корреляция между частотой образования микроядер в ретикулоцитах и частотой хромосомных аберраций.

Во второй серии экспериментов изучали сенсибилизирующее действие жестких и эластичных базисов съемных зубных протезов. С этой целью животных двух подопытных и контрольной групп (по 10 голов в каждой) предварительно сенсибилизировали внутрикожным введением соответствующих вытяжек, после завершения инкубационного периода проводили эпикутанные аппликации вытяжек с последующим проведением провокационной пробы.

О наличии сенсибилизирующего эффекта судили по кожной реакции, соотношению коэффициентов масс иммунокомпетентных органов (тимуса и селезенки) и диагностической серологической реакции дегрануляции тучных клеток (РДТК), позволяющей на тест-системе взвеси тучных клеток интактного животного оценить наличие комплекса антиген - антитело.

Полученные результаты экспериментальных исследований подвергались статистической обработке методом вариационной статистики с использованием критерия «1» Стьюдента.

Клинические исследования.

Ортопедическое лечение пациентов с применением съемных зубных протезов с базисами из полиуретана проводилось на базе кафедры факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ.

Из более чем 300 больных, обратившихся на кафедру факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ нами было отобрано 60 пациентов с полным отсутствием зубов на одной или обеих челюстях или с одиночно стоящими зубами, из них 36 женщин, 24 мужчины.

Клиническое обследование больных проводили по общепринятой схеме. Степень атрофии альвеолярных гребней определяли по классификации А.И.Дойникова.

Все пациенты нуждались в ортопедическом лечении, которое было нами проведено.

Пациенты были разделены на 2 группы по 30 человек. Первой группе пациентов (основной) были изготовлены съемные пластиночные протезы по разработанной нами методике с применением материала на основе полиуретана «Денталур». Двум пациентам из этой группы, имеющим показания к изготовлению двухслойных базисов, были изготовлены протезы с эластичной подкладкой из материала на основе полиуретана «Денталур П». Ортопедическое лечение пациентов второй группы (контрольной) было проведено с применением пластиночных протезов с традиционными акриловыми базисами, изготовленными методом компрессионного прессования. Клинические этапы изготовления протезов проводились по общепринятой схеме и не отличались у пациентов 1-ой и 2-ой групп. При ортопедическом лечении пациентов обеих групп для получения анатомических оттисков использовали альги-натную оттискную массу «Урееп», а для функциональных оттисков -силиконовую массу «Хап1юргеп-тисо8а». Лабораторные этапы изготовления зубных протезов до этапа замены воска на пластмассу также проводились по общепринятой методике и были идентичны у пациентов обеих групп. Постановка зубов проводилась по методу Васильева с применением искусственных зубов «Эстедент-02».

Каждый пациент основной группы был ознакомлен с задачами клинических исследований и дал письменное согласие на участие в них.

Клиническая оценка эффективности ортопедического лечения включала в себя выявление зон воспаления слизистой оболочки

протезного ложа и определение сроков адаптации пациентов к изготовленным протезам.

Наличие зон воспаления слизистой оболочки протезного ложа, а также динамику изменений этого показателя мы оценивали по методике, предложенной Н. И. Лесных (1990г.). Оценивая наличие зон воспаления на слизистой оболочке протезного ложа и изменение динамики этого показателя, судили о скорости адаптации к изготовленным протезам и их биосовместимости.

Фиксацию протезов на верхней челюсти оценивали путем надавливания на режущие края передних зубов, а также при попытке снять протез, обхватив его большим и указательным пальцами в области искусственных зубов - премоляров. Устойчивость и функциональную присасываемость протезов на нижней челюсти определяли путем поочередного надавливания в области боковых зубов и, пытаясь снять протез, удерживая его за передние зубы. По этим параметрам оценивалась функциональная пригодность изготовленных протезов.

Кроме этого, в целях определения функциональной пригодности изготовленных протезов нами использован метод анкетирования больных, которым было проведено ортопедическое лечение. С этой целью нами была разработана анкета из 10 вопросов. Оценка результатов анкетирования проводилась по 10-бальной шкале.

После завершения процесса адаптации пациенты приглашались на профилактические осмотры через 3, 6 и 12 месяцев пользования протезами. При проведении осмотров оценивали состояние тканей протезного ложа и протезного поля, функциональную присасываемость протезов, проводили анкетирование пациентов.

Результаты исследований и их обсуждение

Результаты исследования физико-механических свойств нового жесткого базисного материала на основе полиуретана «Денталур»

В результате проведенных исследований по определению ударной вязкости по Шарпи было определено значение этого показателя, равное 21±1,2 кДж/м2.

Результаты сравнительной оценки удельной ударной вязкости базисных материалов представлены на рис. 4.

25 и

кДж/м2 20 -

21 El Этакрил

¡3 СтомАкрил

15

11,2 11,2

а п

9 7

В АКР-СВМ

1

и

□ Castapress

□ Денталур

Рис. 4. Сравнительная оценка удельной ударной вязкости базисных материалов

Сравнение показателей удельной ударной вязкости акриловых базисных материалов «Этакрил» (Украина), «СтомАкрил» (Россия), «Castapress» (Голландия), «АКР-СВМ» (Россия) и базисного материала «Денталур» выявило, что созданный нами материал на основе полиуретана «Денталур» в 2,3 раза превосходит по этому показателю акриловый базисный материал «Этакрил» (р < 0,05), в 2,2 раза превосходит литьевую базисную пластмассу холодной полимеризации «Castapress» (p < 0,05) и в 1,9 раза превосходит акриловый базисный материал «СтомАкрил» и армированную арамидным волокном акриловую пластмассу «АКР-СВМ» (р < 0,05).

Таким образом, базисный материал «Денталур» является значительно менее хрупким, чем широко используемые акриловые базисные пластмассы, что, вероятно, практически исключит его поломки во время эксплуатации.

В результате испытаний на статический изгиб установлено, что изгибающее напряжение при величине прогиба 1,5 толщины образца у материала «Денталур» составило 80,6±3,4 МПа, что сопоставимо с пределом прочности при статическом изгибе у акриловых базисных пластмасс: «Этакрил» - 85 МПа, «АКР-СВМ» - 109 МПа, «Castapress» - 75 МПа. Таким образом, при сопоставимых нагрузках акриловые пластмассы ломаются, а «Денталур» изгибается с величиной прогиба 1,5 толщины образца.

Согласно требованиям ISO 1567 «Dentistry - Denture base polymers» значение показателя предельной прочности при статическом изгибе не должно быть менее 65 МПа.

В результате проведенных исследований по определению модулей упругости при изгибе и растяжении значения этих показателей установлены равными 2760±21 МПа и 2830±28 МПа соответственно.

Согласно требованиям ISO 1567 модуль упругости при изгибе базисного материала должен быть не менее 2000 МПа.

Результаты определения модуля упругости при изгибе материала «Денталур» в сравнении с аналогичными показателями акриловых базисных пластмасс представлены на рис. 5.

Рис. 5. Сравнительная оценка модулей упругости при изгибе базисных материалов

Показатель модуля упругости при изгибе базисного материала «Денталур» на 17 % превосходит аналогичный показатель базисного материала «Castapress» (р < 0,05) и на 10 % - материала «СтомАкрил» (р < 0,05). Таким образом, высокие модули упругости нового материала на основе полиуретана «Денталур» указывают на повышенное сопротивление этого материала развитию упругих деформаций.

При изучении разрушающего напряжения при растяжении базисного материала «Денталур» установлено значение данного показателя 60 ± 2,2 МПа.

Результаты определения относительного удлинения при разрыве для материала «Денталур» (16 + 1 %) в сравнении с аналогичными показателями акриловых базисных пластмасс представлены на рис. 6.

Относительное удлинение при разрыве материала «Денталур» в 8 раз превосходит аналогичный показатель акриловых пластмасс (р < 0,01). Значительно более высокое относительное удлинение

материала «Денталур» по сравнению с акриловыми пластмассами говорит о том, что протезы из этого материала будут выдерживать значительно большие деформации до поломки.

.20% ;15% ,10% 1 5% 0%

16% □ Денталур -

ЕАкрилаты

*

Рис. 6. Сравнительная оценка относительного удлинения материала «Денталур» и акриловых базисных пластмасс

В результате проведенных исследований по определению твердости материала «Денталур» установлена твердость 75 условных единиц по Шору Д. Проведенный метод является эмпирическим испытанием и был использован нами прежде всего для контроля данного показателя при разработке нового базисного материала «Денталур». Не существует простой зависимости между твердостью, определяемой с помощью данного метода, и каким-либо фундаментальным свойством испытуемого материала.

Таким образом, по своим физико-механическим характеристикам новый базисный материал на основе полиуретана «Денталур» превосходит известные акриловые базисные материалы.

Результаты исследования физико-механических свойств нового эластичного подкладочного материала на основе полиуретана «Денталур П»

Результаты определения упруго-прочностных свойств материала «Денталур П» представлены в таблице 1.

Проведенные исследования свидетельствуют о высокой степени адгезии материала на основе полиуретана «Денталур П» не только к полиуретановому жесткому базису, но и к традиционному акриловому базису (табл. 1).

Таблица 1

Физико-механические свойства подкладочного материала

«Денталур П»

№ композиции Условная прочность при растяжении, МПа Относитель ное удлинение, % Прочность при отслаивании, кН/м Твердость, усл.ед.по Шору А

Композиция 1 10,2 370 8,8* 54

Композиция 2 12,0 300 10,0* 65

Композиция 3 8,8 420 8,0* 50

Композиция 4 11,0 310 10,0* 61

Композиция 5 6,0 350 5,0 28

Композиция 6 4,0 560 4,2 25

Примечание:

*-Подкладочный слой при испытании разрушается прежде, чем начнется отслаивание (когезионный характер разрушения материала).

-Испытания проведены с использованием жесткого базиса из полиуретана (композиции 1,2,3,4) и из акрилатов (композиции 5,6).

При этом, при исследовании образцов подкладочного материала «Денталур П» на отслаивание от жесткого полиуретанового базисного материала «Денталур» нам не удалось получить абсолютных цифр, т.к. подкладочный слой при испытании разрушался прежде, чем начиналось отслаивание - когезионный характер отслаивания. И тем не менее, полученное значение (9,2±0,4 кН/м) в 3,7 раза превосходит адгезионную прочность подкладочного материала «Ортосил М» к жестким акриловым базисам (р < 0,02) и в

3,8 раза превосходит аналогичный показатель подкладочного материала «Дентасил Р» (р < 0,02).

Адгезионная прочность подкладочного материала «Денталур П» к жестким акриловым базисам (4,6 ±0,2 кН/м) превосходит аналогичные показатели подкладочных материалов «Ортосил М» и «Дентасил Р» в 1,8 (р < 0,05) и 1,9 раза (р < 0,05) соответственно.

Результаты определения условной прочности при растяжении, относительного удлинения и твердости по Шору А эластичного подкладочного материала «Денталур П» (6 различных композиций) представлены в таблице 1.

Разработанные нами различные композиции подкладочного материала «Денталур П» (с диапазоном твердости от 25 до 65 усл.ед. по Шору А) дают возможность выбора характеристик подкладочного слоя в конкретной клинической ситуации.

Результаты исследования эксплуатационных свойств разработанныхматериалов

В результате проведенных исследований значение усадки жесткого базисного материала «Денталур» составило 1,2±0,1 %. Для эластичного подкладочного материала «Денталур П» значение усадки равнялось 0,9±0,1 %.

Такая низкая усадка материалов заложена в самой природе полиуретана, что выгодно отличает его от акриловых пластмасс, усадка которых составляет 6-8 %, и только определенные технологические приемы и тщательное соблюдение технологий изготовления протезов позволяет снизить усадку акриловых пластмасс до 1,5-2 %.

Низкая усадка разработанных базисных материалов должна обеспечить более высокую, по сравнению с акриловыми пластмассами, степень прецизионности зубных протезов, выражающуюся в более точном соответствии рельефа внутренней поверхности базиса рельефу тканей протезного ложа.

Высокая прецизионность протезов из новых материалов, вероятно, снизит число воспалительных явлений под базисом протезов и может уменьшить сроки адаптации к ним.

Результаты исследования водопоглощения материалов «Денталур» и «Денталур П» представлены в таблице 2.

Таблица 2

Водопоглощение образцов материалов «Денталур» и «Денталур П», %

Срок испытаний

Материалы 1-е сутки 3-й сутки 7-е сутки 14-е сутки 30-е сутки

Денталур 0,16 ±0,01 0,26 ±0,02 0,26 ±0,02 0,26 ±0,02 0,26 ±0,02

Денталур-П 0,28 ±0,02 0,33 ±0,02 0,33 ±0,02 0,33 ±0,02 0,33 ±0,02

Нами установлено, что водопоглощение разработанных материалов достигает состояния равновесного насыщения на третьи сутки нахождения в воде. Водопоглощение материала «Денталур» (0,26± 0,02 %) и материала «Денталур П» (0,33±0,02 %) в 5-8 раз ниже показателей водопоглощения акриловых базисных материалов (1,5-2 %).

В результате исследования цветостойкости материала «Денталур» установлено, что все 5 изученных образцов соответствуют требованиям ISO 1567 по данному показателю.

Определение прочности крепления искусственных акриловых зубов к базису из полиуретана показало, что из 18 зубов, подвергшихся испытанию на отрыв, только один зуб оторвался от базисного материала, во всех остальных случаях наблюдался когезионный характер разрушения искусственных зубов. Такие результаты превосходят норматив требований ISO 1567 по соединению с искусственными акриловыми зубами.

Достаточная прочность сцепления искусственных акриловых зубов с базисом из полиуретана «Денталур» может быть объяснена высокой полярностью акрилата и полиуретана,, высокими, показателями твердости полиуретана «Денталур» (75 усл.ед. по Шору Д), высокой склонностью материала «Денталур» к смачиванию контртела, действующими между поверхностями искусственных акриловых зубов и полиуретановым базисом водородными связями и силами Ван-дер-Ваальса.

Исследованиями материала «Денталур» на полируемость установлено, что все 18 образцов после шлифовки и полировки в

течение 1 мин на

и Щеткой с

библиотека {

С-Пторвург I « » вд (

полировочной смесью имели гладкую, твердую и блестящую поверхность. Результаты исследования полируемости материала «Денталур» указывают на соответствие материала требованиям ISO 1567 по данному показателю.

При испытании материала «Денталур» на полупрозрачность тень освещенного непрозрачного диска была видна с противоположной стороны всех 18 испытанных образцов, что говорит о соответствии разработанного материала требованиям ISO 1567 по полупрозрачности.

При визуальной оценке образцов материала на отсутствие пористости с помощью лупы с 6-кратным увеличением только в одном образце из 18 были обнаружены отдельные поры, что укладывается в требования ISO 1567, согласно которому базисный материал считают выдержавшим испытание, если 5 из 6 образцов не содержат пор.

Таким образом, результаты проведенных исследований разработанных материалов на основе полиуретана говорят о высоком уровне их эксплуатационных свойств и полном соответствии требованиям ISO.

Результаты исследования биосовместимости разработанных материалов

Результаты санитарно-химических исследований обобщены в таблице 3.

Анализ приведенных экспериментальных данных указывает на то, что значения всех используемых интегральных показателей меньше допустимых уровней, а санитарно-химические свойства двух изученных полиуретановых стоматологических материалов близки. Этот вывод следует из сопоставления значений используемых интегральных показателей, которые практически совпадают (табл. 3).

Определяющими в оценке санитарно-химических свойств изучаемых материалов являются химические соединения, незначительное содержание которых, в случае их миграции в контактирующую среду, может оказывать отрицательное воздействие на организм в связи с высокой токсичностью даже в малых дозах.

Для полиуретановых композиций такими соединениями могут быть формальдегид, ацетальдегид, ацетон, этилацетат и спирты -метиловый, н-пропиловый и изо-пропиловый. Поэтому

идентификации и определению концентраций указанных веществ в вытяжках из изучаемых материалов уделялось особое внимание.

Таблица 3

Результаты сапитарно-химических исследований базисов протезов из полиуретанов (жесткого и эластичного)

Используемые показатели Полиуретан Допустимые уровни

жесткий эластичный

Изменение значения рН, ед. рН 0,16 0,21 ±1,0

Восстановительные соединения, ДУ, мл 0,02 0,02 1,0

Оптическая плотность, О, ед. ОП 0,010 0,012 0,300

Концентрации, мг/л дкм, мг/л пдк, мг/л

Формальдегид <0,02 <0,02 0,10

Ацетальдегид <0,10 <0,10 0,20

Ацетон <0,05 <0,05 0,10

Этилацетат <0,05 <0,05 0,10

Метанол <0,10 <0,10 0,20

н-Пропанол <0,10 <0,10 0,10

изо-Пропанол <0,10 <0,10 0,10

Анализ хроматограмм, полученных методами высокоэффективной жидкостной и газожидкостной хроматографии, свидетельствует об отсутствии в вытяжках из образцов формальдегида, ацетальдегида, ацетона, этилацетата и спиртов - метилового, н-про-пилового и изо-пропилового в пределах чувствительности определения (табл. 3). Это означает, что изученные базисы протезов характеризуются высокой химической стойкостью.

Изучение токсичности жестких и эластичных базисов съемных зубных протезов с помощью экспресс-методов показало, что водные вытяжки из этих изделий не обладают гемолитической активностью «in vitro» при воздействии на изолированные эритроциты кролика (процент гемолиза соответственно равен 0,02-0,05% при допустимом значении этого показателя не более 2%) и не оказывают отрицатель-

ного воздействия на жизнеспособность биологического клеточного тест-объекта. Индекс токсичности для жестких базисов был равен 102%, а для эластичных базисов - 100% (при норме 70-120 %).

Результаты обследования животных до начала эксперимента (фоновые показатели) и через месяц после начала внутрижелудочного введения вытяжки из материала представлены в таблицах 4-5 .

Таблица 4

Показатели функционального состояния организма подопытных и контрольных животных

Группы животных и сроки обследования Контроль «Жесткий» базис Эластичный базис

Изучаемые показатели Стат.па-раметры Фон 1 мес. Фон 1 мес. Фон 1 мес.

Масса тела (г) М 269 296 255 316 270 302

ш 92 5,1 5,8 14,1 8,7 16,2

Работоспособность (сек) М 11,0 12,5 11,2 12,8 12,5 13,0

ш 0,90 0,77 0,59 0,91 0,88 0,93

Суммационно-поро-говый показатель (шА) М 5,50 5,60 5,45 5,60 5,55 5,00

ш 0,13 0,11 0,15 0,19 0,18 0,21

Количество эритроцитов в крови (10 2/л) М 7,02 6,67 7,19 7,12 6,67 6,74

ш 0,28 0,31 0,24 0,35 0,25 0,30

Содержание гемоглобина в крови (г/л) М 152,0 147,6 149,0 144,2 142,8 139,1

т 2,9 3,5 2,3 3,6 2,6 3,9

Количество лейкоцитов в крови (109/л) М 15,6 16,0 15,9 17,1 15,2 14,76

т 0,42 0,70 0,52 0,64 0,76 0,91

Активность АлТ в сыворотке крови (Е/л) М 58,51 62,04 60,02 61,82 59,76 62,28

т 7,04 7,34 8,76 9,80 5,21 4,37

Активность АсТ в сыворотке крови (Е/л) М 166,5 168,6 163,9 167,4 167,1 168,3

т 6,45 3,37 4,42 5,48 3,92 5,31

Содержание молекул средней молекулярной массы в сыворотке крови (Е/л) М 0,247 0,253 0,251 0,255 0,242 0,245

т 0,009 0,014 0,015 0,011 0,018 0,013

Как видно из таблицы 4 статистически достоверных изменений суммационно-порогового показателя, двигательной работоспособности, морфологических показателей периферической крови, активности аланиновой (АлТ) и аспарагиновой (АсТ)

трансаминаз, количества молекул средней молекулярной массы не обнаружено.

Проведенная через 2 недели после начала введения вытяжек проба с голоданием не выявила статистически достоверных отличий в динамике восстановления массы тела у животных подопытных и контрольной групп.

Результаты микроядерного теста показали, что спонтанный уровень частоты появления микроядер в ретикулоцитах в подопытных группах находится на уровне контроля, что позволяет сделать вывод об отсутствии мутагенной активности жестких и эластичных базисов зубных протезов из полиуретана (табл. 5).

Таблица 5

Результаты определения РДТК и микроядерного теста

Изучаемые показатели Стат. параметры Контроль «Жесткий» базис Базис с эластичной подкладкой

Показатель РДТК М 8,55 8,45 8,52

ш 2,31 2,02 2,26

Показатель МЯТ М 2,24 2,10 2,22

ш 0,62 0,54 0,58

Изучение сенсибилизирующего действия жестких и эластичных базисов показало, что выраженная реакция кожи на эпикутанные аппликации и провокационную пробу в двух подопытных и контрольной группах отсутствовала. Кроме того, показатели реакции дегрануляции тучных клеток (РДТК) в подопытных и контрольных группах не имели статистически значимых различий (табл.5), что указывает на отсутствие сенсибилизирующего действия исследуемых изделий.

Проведенные токсикологические исследования были направлены на оценку возможного местнораздражающего,

общетоксического, сенсибилизирующего действия жестких и эластичных базисов съемных зубных протезов, изучение их биосовместимости и отдаленных эффектов.

Анализ полученных результатов показал, что обследование животных через месяц после начала внутрижелудочного введения вытяжек из жестких и эластичных базисов по показателям, характеризующим функциональное состояние основных органов и систем организма, не выявило статистически значимых отклонений от контроля.

Данные, полученные при проведении микроядерного теста, говорят об отсутствии мутагенного эффекта. Изучение мутагенного действия на соматических клетках (в данном случае клетках костного мозга) имеет важное значение, так как существует тесная корреляция между мутагенной и канцерогенной активностью химических соединений.

Результаты санитарно-химических и токсикологических испытаний подтверждаются токсикологическими заключениями ВНИИИМТ № 98-03 и № 99-03 от 04.03.2003.

Таким образом, проведенные санитарно-химические и токсикологические исследования базисов протезов, изготовленных на основе материалов «Денталур» и «Денталур П», говорят об их высокой степени химической и биологической безопасности.

Результаты клинических исследований.

Результатом ортопедического лечения пациентов основной и контрольной групп явилась полная адаптация к изготовленным протезам. Однако, протекание процесса в группах несколько различалось. Результаты оценки наличия зон воспаления протезного ложа в период адаптации пациентов обеих групп представлены на рис. 7.

После первых суток пользования протезами с базисами из акриловой пластмассы у пациентов контрольной группы средний показатель значений наличия зон воспаления составил 100 %, после первых суток пользования протезами с базисами из материала на основе полиуретана «Денталур» у пациентов основной группы этот показатель составлял 82 %. В дальнейшем значения наличия зон воспаления постепенно снижались и после 1 месяца пользования протезами составляли соответственно: для протезов с акриловыми базисами - 36,8 %, для протезов с базисами из материала на основе полиуретана «Денталур» -18,5 %.

к 80%

х

х«

0> 1 >

5 60%

с; <о'

2 40%

л

о' п 20%

0%

и - ОДенталур

и Й8Ш □Акрилаг

ш 5В1 >

ЙЯ РЯ! 'Щ

К шш Щг

,1-е сутки " 3-й сутки- 9-е сутки 1 месяц

Рис. 7. Сравнительная оценка наличия зон воспаления слизистой оболочки протезного ложа

При анализе результатов исследования наличия участков воспаления слизистой оболочки протезного ложа было выявлено, что динамика изменения этого показателя сходна у протезов с акриловыми базисами и протезов с базисами из материала на основе полиуретана «Денталур». При этом, через 1 месяц пользования протезами показатели наличия участков воспаления у пациентов основной группы, пользующихся протезами с базисами из материала на основе полиуретана «Денталур», были в 2 раза меньше, чем те же показатели у пациентов контрольной группы, пользующихся протезами с базисами из акрилата (р < 0,05).

При сравнительной оценке сроков адаптации к протезам из разных базисных материалов, нами было установлено сокращение сроков адаптации к протезам с базисами из материала на основе полиуретана «Денталур» до 18-20 дней, в отличие от протезов с акриловыми базисами, где адаптация проходила в течение 30-33 дней. Сокращение сроков адаптации к протезам с базисами из материала на основе полиуретана «Денталур» происходит, по нашему мнению, из-за меньшей выраженности явлений в фазе раздражения и, соответственно, более плавному и быстрому протеканию процессов торможения.

Такая, более сглаженная реакция на протезы из материала на основе полиуретана «Денталур», вероятно, обеспечивается высокой прецизионностью этих протезов и их биологической и химической безопасностью.

При анализе результатов анкетирования установлено, что никто из пациентов основной группы не отметил ни наличия привкуса, ни повышенного слюноотделения или чувства жжения при пользовании протезами из полиуретана. Кроме этого, пациенты отметили отсутствие боли при пользовании протезами и возможность пережевывания практически любой пищи. Никто из пациентов не хотел заменить протезы на новые.

Таким образом, результаты анкетирования пациентов основной группы (от 8,5 до 10 баллов) подтверждают их функциональную пригодность и биосовместимость.

Результаты исследований разработанных материалов на основе полиуретана «Денталур» и «Денталур П» убедительно доказывают, что эти материалы лишены основных недостатков акриловых базисных материалов, а именно:

- обладают высоким уровнем биосовместимости;

- обладают повышенными прочностными характеристиками;

- отличаются низкой усадкой, что обеспечивает высокую прецизионность протезов;

- отличаются незначительным водопоглощением, обеспечивающим их высокую гигиеничность.

Отличительной особенностью настоящей работы является тот факт, что в качестве новых конструкционных материалов предложены не готовые материалы, адаптированные из других областей техники, а композиции материалов на основе полиуретана, специально разработанные по заранее заданным параметрам с учетом всех требований к базисным и подкладочным материалам.

Разработанные композиции конструкционных материалов на основе полиуретана для изготовления жестких базисов и эластичных подкладок, а также методики изготовления съемных зубных протезов с применением этих материалов защищены патентами РФ.

Работы по созданию рецептур новых конструкционных материалов на основе полиуретана для различных видов зубных протезов (в том числе несъемных) должны быть продолжены. Эффективность подобных работ обеспечена высоким уровнем биосовместимости, широтой диапазона физико-механических свойств и высокими эксплуатационными свойствами материалов на основе полиуретана. Перспективным видится создание специализированной лаборатории по разработке новых химических систем для ортопедической стоматологии с привлечением ученых-химиков,

физиков и других специалистов в различных областях фундаментальной науки.

Таким образом, в результате проведенных исследований разработан новый класс конструкционных зубопротезных материалов на основе полиуретана и научно обосновано его применение для базисов съемных зубных протезов. Разработанные новые конструкционные материалы отвечают всем требованиям к базисным и подкладочным материалам, лишены недостатков акриловых пластмасс и могут служить достойной альтернативой акрилатам при ортопедическом лечении съемными зубными протезами.

ВЫВОДЫ

1. Разработано и научно обосновано новое направление в развитии зуботехнического материаловедения по созданию нового класса конструкционных материалов на основе полиуретана для ортопедической стоматологии.

2. Разработанный материал на основе полиуретана «Денталур» лишен основных недостатков акриловых пластмасс, полностью отвечает всем требованиям к базисным материалам и может быть использован для изготовления базисов съемных зубных протезов. Базисный материал «Денталур» обладает улучшенными физико-механическими характеристиками:

- по показателю удельной ударной вязкости более чем в 2 раза превосходит известные акриловые материалы, т.е. является значительно менее хрупким, что практически исключит его поломки;

- является высокомодульной пластмассой, отличающейся повышенным сопротивлением к развитию упругих деформаций (на 10-17 % выше, по сравнению с акриловыми материалами).

3. Разработанный стоматологический эластичный материал «Денталур П» отвечает всем требованиям к подкладочным материалам и может быть использован для изготовления съемных зубных протезов с двухслойными базисами. Полиуретановый материал «Денталур П» лишен основных недостатков известных подкладочных материалов: со временем

он не теряет своей эластичности и не отслаивается от жесткого базиса.

4. Базисы съемных зубных протезов из жесткого полиуретана «Денталур», а также двухслойные базисы съемных зубных протезов с эластичной подкладкой «Денталур П» характеризуются высокой химической стойкостью, отсутствием общетоксического, сенсибилизирующего, мутагенного действия на организм и полностью отвечают требованиям, предъявляемым к стоматологическим материалам, имеющим длительный контакт с тканями полости рта.

5. Разработанные методики изготовления съемных зубных протезов из полиуретановых материалов (в том числе с двухслойными базисами) основаны на принципе свободного литья, технологичны и просты в исполнении.

6. При ортопедическом лечении съемными зубными протезами с базисами из разработанных полиуретановых материалов отмечено сокращение сроков адаптации к протезам, их высокая прецизионность и биосовместимость.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При ортопедическом лечении пациентов с применением съемных пластиночных протезов в качестве альтернативы акриловым пластмассам для изготовления базисов протезов целесообразно применять разработанный базисный материал на основе полиуретана «Денталур».

2. При наличии показаний к изготовлению двухслойных базисов протезов рекомендуется применять новый эластичный материал на основе полиуретана «Денталур П» в качестве подкладочного слоя в сочетании как с жестким полиуретановым базисом, так и с традиционными акриловыми базисами.

3. В зависимости от клинической ситуации следует выбирать композицию эластичного подкладочного материала «Денталур П» по степени его твердости (от 25 до 65 усл.ед. по Шору А).

4. В случаях повышенной вероятности поломок акриловых базисов съемных протезов (в силу определенных анатомо-топографических условий полости рта, особенностей

постановки искусственных зубов и т.д.), а также при частых поломках таких протезов рекомендуется применение материала на основе полиуретана «Денталур» для изготовления базисов протезов.

5. В случаях возникновения явлений непереносимости к съемным протезам с акриловыми базисами целесообразно применение в качестве базисного материала полиуретана «Денталур», как обладающего высокой степенью химической и биологической безопасности.

6. При лабораторном изготовлении протезов из материалов на основе полиуретана «Денталур» и «Денталур П» следует применять разработанные новые методики, основанные на принципе свободного литья.

7. Для изготовления протезов с базисами из материалов на основе полиуретана следует использовать специальные кюветы для свободного литья и силиконовые формовочные массы.

8. Для обеспечения максимальной силы сцепления акриловых искусственных зубов с базисным материалом, искусственные зубы необходимо обработать фрезой (приточить) и обезжирить, а полиуретановую композицию следует приводить в контакт с искусственными зубами при ее минимальной вязкости.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Ортопедическое лечение больных с неблагоприятными условиями полости рта съемными конструкциями протезов // Сборник трудов. Современные аспекты профилактики и лечения стоматологических заболеваний. - М., 2000. - С. 205207. (Соавторы: Марков Б.П., Зоткина М.А., Пан Е.Г.)

2. Совершенствование конструкций съемных пластиночных протезов // Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции «Стоматология XXI века». - М., 2000. - С.25-26. (Соавторы: Марков Б.П., Пан Е.Г., Бровко В.В.)

3. Реконструкция высоты нижнего отдела лица // Российский стоматологический журнал. - М., 2000. - № 5- С. 44-48. (Соавтор: Марков Б.П.)

4. Основные направления по улучшению свойств базисных материалов // Сборник трудов научно-практической конф., посвященной 75-летию Х.А.Каламкарова. Пути совершенствования последипломного образования специалистов стоматологического профиля. Актуальные проблемы ортопедической стоматологии. - М., 2002. - С. 201-202. (Соавторы: Марков БЛ, Пан Е.Г.)

5. Новые материалы на основе полиуретана для изготовления съемных зубных протезов // Материалы X и XI Всероссийских научно-практических конференций. Труды VIII съезда Стоматологической Ассоциации России. - М., 2003. - С. 398399. (Соавторы: Альтер Ю.М., Марков Б.П., Пастернак В.Ш.)

6. Разработка новых технологий и материалов на основе полиуретана для съемных зубных протезов // Панорама ортопедической стоматологии. - М., 2003. - № 4. - С. 16-20. (Соавторы: Альтер Ю.М., Марков Б.П., Пастернак В.Ш.)

7. Новые конструкционные материалы неакриловой природы для съемных зубных протезов // Сборник материалов научно-практической конференции «Актуальные проблемы стоматологии», посвященной 15-летию стоматологического факультета РМАПО. - М., 2003. - С.259-261. (Соавторы: Альтер Ю.М., Марков Б.П., Пастернак В.Ш.)

8. Клиническая оценка съемных зубных протезов с базисами из материала на основе полиуретана. - М., 2003, 5с. - Деп. в ГЦНМБ 17.11.2003, № Д-27399. (Соавтор: Марков БЛ.)

9. Результаты исследований физико-механических свойств нового эластичного подкладочного материала на основе полиуретана «Денталур П».- М., 2003, 5с. - Деп. в ГЦНМБ 17.11.2003, № Д-27400. (Соавтор: Марков Б.П.)

10. Новые технологии изготовления съемных зубных протезов с применением материалов на основе полиуретана «Денталур» и «Денталур П». - М., 2003, 6с. - Деп. в ГЦНМБ 17.11.2003, № Д-27401. (Соавтор: Марков Б.П.)

11. Результаты исследований физико-механических свойств нового базисного материала на основе полиуретана «Денталур». - М., 2003, 7с. - Деп. в ГЦНМБ 17.11.2003, № Д-27402. (Соавтор: Марков БЛ.)

12. Токсикологические исследования новых конструкционных материалов на основе полиуретана. - М., 2003, 8с. - Деп. в

ЩНМБ 17.11.2003, № Д-27403. (Соавтор: Марков Б.П.)

13. Санитарно-химические исследования новых конструкционных материалов на основе полиуретана. - М., 2003, 5с. - Деп. в ЩНМБ 17.11.2003, № Д-27404. (Соавтор: Марков Б.П.)

14. Зубной протез из полиуретана // Сборник научных работ по материалам научно-практической конференции «Зубной протез и здоровье». - М., 2004. - С. 111-114.

15. Композиция для изготовления базиса съемных зубных протезов: Патент РФ № 2224482 от 27.02.2004 (Соавторы: Альтер Ю.М., Берестнев В.А., Марков Б.П., Пастернак В.Ш.)

16. Композиция для формирования подкладочного слоя базиса съемных зубных протезов: Патент РФ № 2224483 от 27.02.2004 (Соавторы: Альтер Ю.М., Берестнев В.А., Марков Б.П., Пастернак В.Ш.)

17. Способ изготовления съемных зубных протезов: Патент РФ № 2224480 от 27.02.2004 (Соавторы: Альтер Ю.М., Берестнев В.А., Марков Б.П., Пан Е.Г., Пастернак В.Ш.)

18. Способ изготовления съемных зубных протезов с эластичной подкладкой: Патент РФ № 2224481 от 27.02.2004 (Соавторы: Альтер Ю.М., Берестнев В.А., Марков Б.П., Пастернак В.Ш.)

19. Цвет и цветостойкость нового базисного материала на основе полиуретана «Денталур» // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» -М., 2004. - С.203-205.

20. Новые базисные материалы на основе полиуретана для съемных зубных протезов - исследование химической и биологической безопасности // Институт стоматологии. - 2004. -№1.-С. 87-90.

21. Результаты исследований по созданию новых конструкционных материалов на основе полиуретана для ортопедической стоматологии // Российский стоматологический журнал. - 2004. - №2. - С. 4-7.

Типография «ЮСК-ПОЛИГРАФИЯ»

Подписано в печать 20.04.2004 г. Усл.печл. 2. Тираж 150 экз. Заказ 421. Тел.: 963-41-11, 964-31-39 107258, Москва, ул.Краснобогатырская 90.

Актуальность проблемы

Ортопедическая стоматология в начале XXI века предъявляет повышенные и все более жесткие требования к конструкционным материалам, так как от их качественных характеристик в большой мере зависит функциональная ценность зубных протезов.

Уже более 50 лет акриловые пластмассы, в свое время совершившие «революцию» в ортопедической стоматологии, с успехом применяются во всем мире для изготовления зубных протезов.

По данным литературы, до 98% пластиночных протезов в мире изготавливается именно из акриловых пластмасс.

Однако, наряду с технологичностью, высокими показателями механической прочности и химической стойкости у акриловых пластмасс имеется ряд недостатков. Большой проблемой является наличие остаточного мономера в акриловых базисах съемных зубных протезов, что нередко приводит к явлениям непереносимости. Кроме того, акриловые базисы съемных протезов являются относительно хрупкими. Низкий показатель удельной ударной вязкости пластмассы является одной из причин частых поломок съемных протезов (по данным статистики, до 40 % таких протезов ломаются в первые 2-3 года пользования ими). Акриловые пластмассы имеют довольно большую усадку (6-8%), что может выражаться в несоответствии рельефа внутренней поверхности протеза и протезного ложа. Даже тщательное соблюдение технологии полимеризации может снизить усадку лишь до 1,5%.

Другим недостатком съемных протезов с жесткими акриловыми базисами является их низкая эластичность. При неблагоприятных анатомо-топографических условиях протезного ложа (острые костные выступы, экзостозы, атрофичная слизистая оболочка и др.), а также при повышенной болевой чувствительности слизистой оболочки возникает необходимость изготовления съемных протезов с эластичными подкладками. В настоящее время в мире не выпускается эластичная подкладка, полностью отвечающая всем предъявляемым требованиям. Все существующие эластичные пластмассы, находясь в полости рта, со временем или теряют свою эластичность, или отслаиваются от жесткого базиса.

Создание новых материалов, лишенных выше перечисленных недостатков, для изготовления съемных зубных протезов является важной медицинской задачей.

Член-корр. РАМН, проф. В.Н.Копейкин в свое время (1988г.) отмечал, что для решения проблемы «идеального» базисного материала необходимо объединение усилий стоматологов - ортопедов и ученых - химиков с тем, чтобы целенаправленно искать пути совершенствования и вести поиск новых материалов для ортопедической стоматологии.

Цель исследования

Разработка и научно-практическое обоснование нового направления в ортопедической стоматологии по созданию и применению нового класса конструкционных материалов на основе полиуретана для съемных зубных протезов.

Задачи исследования

1. Предложить оптимальные варианты композиций на основе полиуретана для изготовления базисов съемных зубных протезов.

2. Разработать методику изготовления съемных зубных протезов с базисами из материала на основе полиуретана.

3. Разработать методику изготовления зубных протезов с двухслойными базисами с эластичной подкладкой из полиуретана.

4. Изучить в сравнительном аспекте физико-механические и эксплуатационные свойства образцов конструкционных материалов на основе полиуретана и существующих базисных пластмасс.

5. Провести санитарно-химическую и токсикологическую оценку образцов зубных протезов из материалов на основе полиуретана.

6. Дать клиническую оценку применения съемных зубных протезов с базисами из материалов на основе полиуретана.

Научная новизна

Предложен новый класс зубопротезных конструкционных материалов на основе полиуретана.

Впервые разработана рецептура материала на основе полиуретана для изготовления базисов съемных зубных протезов, лишенного недостатков акриловых пластмасс (Патент РФ № 2224482) (Приложение 1).

Впервые разработаны композиции эластичных материалов на основе полиуретана для изготовления двухслойных базисов съемных зубных протезов (Патент РФ № 2224483) (Приложение 1).

Впервые разработаны методики изготовления съемных зубных протезов (в том числе двухслойных) с использованием новых конструкционных материалов на основе полиуретана (Патент РФ № 2224480, Патент РФ № 2224481) (Приложение 1).

На основании результатов проведенных исследований доказана целесообразность применения разработанных материалов и методик в ортопедической стоматологии и научно обосновано новое направление в развитии зуботехнического материаловедения.

Практическая значимость

Разработаны и предложены для практического применения: новый класс зубопротезных конструкционных материалов на основе полиуретана и новые методики изготовления съемных зубных протезов с жесткими и двухслойными базисами из полиуретана.

Совокупность полученных данных доказывает, что применение зубных протезов с базисами из разработанных материалов на основе полиуретана позволит снизить число осложнений при пользовании протезами и, соответственно, повысить качество ортопедического лечения.

Внедрение результатов исследования

Разработанные материалы, образцы протезов и методики их изготовления рассмотрены и признаны целесообразными на заседании Комиссии по приборам, аппаратам, инструментам и материалам, применяемым в стоматологии, Комитета по новой медицинской технике МЗ РФ (26 июня 2003г.). Разработаны и используются при изготовлении зубных протезов технические условия «Протезы зубные съемные с базисом из жесткого полиуретана «Денталур» и с комбинированным базисом из жесткого и эластичного полиуретана «Денталур П» (ТУ 38.406500-03) (Приложение 4). Разработаны технические условия «Материалы на основе полиуретанов «Денталур» и «Денталур П» для изготовления базисов съемных зубных протезов» (ТУ 9391-017-00152164-03) (Приложение 5) и инструкции по применению.

Результаты исследований внедрены в клиническую практику и используются в лекционном материале и практических занятиях со студентами и ординаторами на кафедре факультетской ортопедической стоматологии МГМСУ.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разработанный материал на основе полиуретана «Денталур» для изготовления базисов съемных зубных протезов полностью отвечает требованиям, предъявляемым к базисным материалам.

2. Разработанный материал на основе полиуретана «Денталур П» для изготовления эластичных подкладок базисов съемных зубных протезов полностью отвечает требованиям, предъявляемым к подкладочным материалам.

3. По своим физико-механическим характеристикам и эксплуатационным свойствам базисный материал на основе полиуретана «Денталур» превосходит известные базисные акриловые материалы.

4. Новые конструкционные материалы на основе полиуретана «Денталур» и «Денталур П» обладают высокой степенью биосовместимости.

5. Ортопедическое лечение с применением съемных зубных протезов с базисами из материалов на основе полиуретана, изготовленных по разработанным методикам, основанным на принципе свободного литья, позволяет достичь высокого функционального результата.

Апробация материалов диссертации

Результаты и основные положения диссертации доложены и обсуждены на Международной стоматологической выставке «Стоматологический салон - 2003» (г.Москва, 22-25 апреля 2003г.), XI Всероссийской научно-практической конференции «Стоматология XXI века» в рамках VIII съезда стоматологической ассоциации России (г.Москва, 8-10 сентября 2003г.), Международном симпозиуме «Новые технологии в стоматологии» (г.Самара, 11-14 ноября 2003г.), Всероссийском форуме «Образование, наука и практика в стоматологии» (г.Москва, 10-13 февраля 2004г.).

Апробация диссертации состоялась 16 февраля 2004г. на совместном заседании кафедр факультетской ортопедической стоматологии, госпитальной ортопедической стоматологии и ортопедической стоматологии ФПКС МГМСУ, сотрудников ФГУП «НИИ резиновых и латексных изделий» и сотрудников КДЦ МГМСУ.

Публикации

По теме диссертации опубликована 21 научная работа. Получено 4 патента на изобретения.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 265 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы собственных исследований по разработке новых конструкционных материалов и методик изготовления съемных зубных протезов из полиуретана, главы, посвященной методам исследований разработанных материалов, результатов исследований разработанных материалов и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа иллюстрирована 21 таблицей и 90 рисунками. В списке литературы приведено 302 источника, в том числе 145 отечественных и 157 иностранных авторов.

Выводы

1. Разработано и научно обосновано новое направление в развитии зуботехнического материаловедения по созданию нового класса конструкционных материалов на основе полиуретана для ортопедической стоматологии.

2. Разработанный материал на основе полиуретана «Денталур» лишен основных недостатков акриловых пластмасс, полностью отвечает всем требованиям к базисным материалам и может быть использован для изготовления базисов съемных зубных протезов. Базисный материал «Денталур» обладает улучшенными физико-механическими характеристиками:

- по показателю удельной ударной вязкости более чем в 2 раза превосходит известные акриловые материалы, т.е. является значительно менее хрупким, что практически исключит его поломки;

- является высокомодульной пластмассой, отличающейся повышенным сопротивлением к развитию упругих деформаций (на 10-17 % выше, по сравнению с акриловыми материалами).

3. Разработанный стоматологический эластичный материал «Денталур П» отвечает всем требованиям к подкладочным материалам и может быть использован для изготовления съемных зубных протезов с двухслойными базисами. Полиуретановый материал «Денталур П» лишен основных недостатков известных подкладочных материалов: со временем он не теряет своей эластичности и не отслаивается от жесткого базиса.

4. Базисы съемных зубных протезов из жесткого полиуретана «Денталур», а также двухслойные базисы съемных зубных протезов с эластичной подкладкой «Денталур П» характеризуются высокой химической стойкостью, отсутствием общетоксического, сенсибилизирующего, мутагенного действия на организм и полностью отвечают требованиям, предъявляемым к стоматологическим материалам, имеющим длительный контакт с тканями полости рта.

5. Разработанные методики изготовления съемных зубных протезов из полиуретановых материалов (в том числе с двухслойными базисами) основаны на принципе свободного литья, технологичны и просты в исполнении.

6. При ортопедическом лечении съемными зубными протезами с базисами из разработанных полиуретановых материалов отмечено сокращение сроков адаптации к протезам, их высокая прецизионность и биосовместимость.

Практические рекомендации

1. При ортопедическом лечении пациентов с применением съемных пластиночных протезов в качестве альтернативы акриловым пластмассам для изготовления базисов протезов целесообразно применять разработанный базисный материал на основе полиуретана «Денталур».

2. При наличии показаний к изготовлению двухслойных базисов протезов рекомендуется применять новый эластичный материал на основе полиуретана «Денталур П» в качестве подкладочного слоя в сочетании как с жестким полиуретановым базисом, так и с традиционными акриловыми базисами.

3. В зависимости от клинической ситуации следует выбирать композицию эластичного подкладочного материала «Денталур П» по степени его твердости (от 25 до 65 усл.ед. по Шор А).

4. В случаях повышенной вероятности поломок акриловых базисов съемных протезов (в силу определенных анатомо-топографических условий полости рта, особенностей постановки искусственных зубов и т.д.), а также при частых поломках таких протезов рекомендуется применение материала на основе полиуретана «Денталур» для изготовления базиса протеза.

5. В случаях возникновения явлений непереносимости к съемным протезам с акриловыми базисами целесообразно применение в качестве базисного материала полиуретана «Денталур», как обладающего высокой степенью химической и биологической безопасности.

6. При лабораторном изготовлении протезов из материалов на основе полиуретана «Денталур» и «Денталур П» следует применять разработанные новые методики, основанные на принципе свободного литья.

7. Для изготовления протезов с базисами из материалов на основе полиуретана следует использовать специальные кюветы для свободного литья и силиконовые формовочные массы.

8. Для обеспечения максимальной силы сцепления акриловых искусственных зубов с базисным материалом, искусственные зубы необходимо обработать фрезой (приточить) и обезжирить, а полиуретановую композицию следует приводить в контакт с искусственными зубами при ее минимальной вязкости.