Автореферат и диссертация по медицине (14.00.21) на тему:Улучшение физико-механических свойств базисов съемных пластиночных протезов путем введения высокомодульных арамидных нитей

На правах рукописи

ГРЯЗЕВА НАТАЛЬЯ АНАТОЛЬЕВНА

УЛУЧШЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БАЗИСОВ СЪЁМНЫХ ПЛАСТИНОЧНЫХ ПРОТЕЗОВ ПУТЁМ ВВЕДЕНИЯ ВЫСОКОМОДУЛЬНЫХ АРАМИДНЫХ НИТЕЙ

14.00.21 - Стоматология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-2004 р/

лс]

/

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии МЗ РФ.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

доктор медицинских наук, профессор РЯХОВСКИЙ Александр Николаевич. ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор медицинских наук, профессор МАТВЕЕВА Алла Ивановна, доктор медицинских наук, профессор ОЛЕСОВА Валентина Николаевна.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Московский государственный медико-стоматологический университет.

Защита диссертации состоится « 18 » февраля 2004 г. в 10_ часов на заседании Диссертационного совета (Д. 208. 111. 01) в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии МЗ РФ по адресу: 119992, г. Москва, ГПС -2, ул. Тимура Фрунзе, д. 16 (конференц - зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Центрального научно-исследовательского института стоматологии МЗ РФ (ул. Тимура Фрунзе, д.16)

Автореферат разослан «_л января 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат медицинских наук

ЕЛ.Стрекалова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

В последнее время, в связи с увеличением в составе населения нашей страны лиц пожилого и старческого возраста, возрастает потребность в съемных пластиночных протезах при частичных дефектах зубных рядов и при полном отсутствии зубов. Количество пациентов, которым показаны такие конструкции зубных протезов, составляет большой удельный вес в общем числе больных, нуждающихся в зубном протезировании (Леонтьев В.К., 2000; Леонтьев В.К., Алимский A.B., 2002).

Для изготовления пластиночных протезов до настоящего времени используют акриловые базисные пластмассы благодаря их высокой технологичности, дешевизне и доступности. Многолетнее и массовое применение акриловых пластмасс для изготовления зубных протезов позволило выявить ряд их достоинств и недостатков (Ревзин И.И., 1970; Нильсен Л., 1978; Елизарова Л.А., Смоленцева Н.В., 1985; Рожко Н.М., 1989; Тулатова H.A. 1997).

Этот материал прост для применения, хорошо переносится большинством пациентов, легко окрашивается пигментами. Однако проблема обеспечения достаточной прочности зубных протезов с высоким функциональным качеством и долговечностью остается нерешенной.

Количество поломок съемных пластиночных протезов достигает в первый год пользования 15%, а оптимальные сроки службы - 4-6 лет выдерживают только 18-28% (Елизарова Л.А., 1970; Казарян О.С. 1992; Нападов М.А., 1979; Clarke D.A., Ladizesky N.H., Chow T.W., 1992 и др.).

С целью повышения физико-механических свойств материалов, используемых для изготовления съемных протезов, проводилось большое количество исследований по различным направлениям. Интересным и перспективным направлением в технологии изготовления базисов съемных протезов признано армирование я наполнение базисных материалов новыми

I .....j

if '

высокопрочными компонентами, хорошо сочетающимися с акриловыми полимерами (Елизарова JI.A., 1970; Кудрявцев Г.И., 1990, 1992; Тулатова Н.А., 1997; Ladizesky N.H., Chow T.W., 1992). С появлением нового сверхпрочного арамидного волокна СВМ, широко применяемого в промышленности, в сфере космических технологий и других областях, возникла возможность изменить свойства пластмасс в сторону улучшения их прочностных показателей для сохранения целостности протеза достаточно долгое время, до замены его по клиническим показаниям.

Таким образом, остается актуальной проблема улучшения физико-механических свойств базисов съемных пластиночных протезов. Однако анализируя результаты научных исследований по армированию акриловых базисных материалов, мы не нашли сведений о влиянии способа и технологии армирования арамидными ткаными материалами на их физико-механические характеристики.

Цель исследования

Совершенствование функциональных свойств и повышение срока службы съемных зубных протезов с базисами из акриловых материалов.

Задачи исследования

1. Сравнить влияние армирования сеткой из высокомодульных арамидных нитей и наполнения резаным арамидным волокном на показатели основных физико-механических свойств акрилового базисного материала «Эгакрил-02».

2. Изучить влияние способа армирования на основные физико-механические показатели базисного материала «Этакрил-02».

3. Определить возможности уменьшения толщины акрилового базиса, армированного сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

4. На основании экспериментальных исследований разработать методику армирования базисов съёмных пластиночных протезов сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

5. Оценить клинические результаты ортопедического лечения пациентов с частичными дефектами зубных рядов и полным отсутствием зубов съёмными пластиночными протезами, армированными сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

6. Оценить результаты клинических наблюдений за пациентами, пользующимися съёмными пластиночными протезами после их починки с использованием сетки из высокомодульных арамидных нитей.

Научная новизна

В работе впервые проведено экспериментальное исследование влияния различных способов армирования акрилового базисного материала «Эгакрил-02» на его физико-механические показатели.

Выбраны оптимальные характеристики армирующего материала и способа его применения для повышения прочности акрилового базисного материала «Этакрил-02».

Определена возможность уменьшения толщины акрилового базиса, армированного сеткой из высокомодульных арамидных нитей. Разработан способ армирования и отработана технология изготовления протезов, армированных сеткой из высокомодульных арамидных нитей. Определены клинические показания к применению армированных базисов съёмных пластиночных протезов. Впервые оценены клинические результаты пользования съемными протезами, армированными сеткой из арамидных нитей.

Практическая значимость

Полученные результаты клинико-экспериментального исследования позволят повысить качество ортопедического лечения с использованием съемных конструкций зубных протезов, так как они способствуют решению проблемы повышения функциональных свойств съёмных зубных протезов и,

прежде всего, их прочности, особенно при лечении больных с анатомически неблагоприятными условиями в полости рта.

Основные положения, выносимые на защиту

• экспериментальное обоснование армирования акрилового базисного материала сеткой из высокомодульных арамидных нитей;

• оригинальный способ армирования базисов протезов, позволяющий повысить эффективность ортопедического лечения пациентов съемными пластиночными протезами.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на IX Всероссийской научно-практической конференции (Москва, 2002 г.), на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых МГМСУ (Москва, 2003 г.), на II Северокавказском форуме (Ставрополь, 2003 г.), на III Всероссийском конгрессе по ортопедической стоматологии (Самара, 2003 г.).

Апробация диссертации проведена на совместном заседании сотрудников отделения современных технологий протезирования, отделения сложного челюстно-лицевого протезирования и лаборатории стоматологического материаловедения ЦНИИС МЗ РФ 17 ноября 2003 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе получен патент на изобретение (№ 2162666 «Съемный пластиночный протез», Б.И. 2001 N4).

Объбм и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 110 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и

указателя литературы, включающего 168 работ, из них 105 отечественных и 63 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 40 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования

Проводимые нами исследования были направлены на улучшение прочностных свойств акриловых базисных пластмасс путем армирования сверхпрочным арамидным волокном, представляющим собой ароматический полиамид, разработанный в НИИ «Химволокно» (г. Москва).

Основой для наполнения и армирования был избран традиционный материал «Этакрил - 02», как наиболее часто используемый в клинике ортопедической стоматологии, многократно и всесторонне изученный.

Успех подобных модификаций в большой степени зависит от правильного выбора состава, количественного содержания и расположения наполнителя или армирующего волокна в структуре основного материала. В связи с этим, необходимо также было выявить наиболее удобный способ введения армирующих волокон в базисный материал.

В работе были использованы следующие материалы:

• «Этакрил-02» (ТУ 64-2-37-81), № партии 1126,1128 - АО «Стома» г. Харьков (Украина);

• «пульпа» - резаные арамидные волокна (ГОСТ 28007-88) длиной 1-1,5 мм (НСВМ-П);

• армирующая сетка, изготовленная из нитей НСВМ 29.4 (100), полотняного плетения с шагом 0,5±0,2 мм; 1,0±0,2 мм; 2,0 ±0,2 мм; 3,0±0,2 мм (НСВМ-С);

• модифицирующий состав для пропитывания сетки, представляющий собой раствор, состоящий из следующих ингредиентов: связующее (БИС-

ГМА) (ТУ 6-02-92-91) в метилметакрилате (ММА) (ТУ 64-2-89-81) и дополнительно содержащий инициатор полимеризации перекись бензоила (ПБ) (ГОСТ 14888-69) при следующем соотношении указанных компонентов: 80%масс. - БИС-ГМА» 19%масс. - ММА, 1%масс. - ПБ.

Исследования физико-механических свойств модифицированной пластмассы проводились согласно ГОСТ Р 51 889. Поскольку основные нагрузки протез испытывает при жевании, основное внимание уделяли изучению прочности материала на изгиб и исследованию его трещиностойкости.

Образцы для проведения экспериментального исследования на изгиб I

готовили в виде полос длиной 64 мм, шириной 10 мм и толщиной 3 мм из материала «Этакрил-02». Образцы для испытания на двойное кручение готовили в виде пластин длиной 65 мм, шириной 40 мм, толщиной 3 мм, с надрезом глубиной 4-5 мм на торцевой части образца.

Модификацию одной группы образцов проводили путем наполнения «пульпой» в виде резаного волокна в количествах 0,5% по массе.

Модификацию другой группы образцов проводили путем армирования сеткой с использованием фиксатора, который позволял располагать сетку на разной высоте по толщине образца (сверху, снизу, посередине).

Готовили образцы, армированные сеткой с разным шагом полотняного плетения, образцы, армированные сеткой в один и два слоя, а также сеткой, пропитанной модифицирующим составом.

Определяли следующие физико-механические характеристики ^ образцов: предел прочности и модуль упругости при статическом изгибе, фактор интенсивности напряжения роста трещины, энергию деформации.

Прочностные характеристики пластмасс на изгиб при статических испытаниях изучались путем создания изгибающего момента в образце и равномерного увеличения нагрузки с постоянной скоростью до разрушения образца.

Сущность метода заключается в том, что образец для испытаний, свободно лежащий на двух опорах, с определенной скоростью нагружался по центру между опорами. При этом определяли максимальное изгибающее напряжение, вычисляли прочность при изгибе <т, МПа и модуль упругости Е, МПа.

Определение трещиностойкости армированного базисного материала проводили путем двойного кручения. Нагрузку прикладывали к образцу базисного материала с надрезом, который подвергался 4-х точечному изгибу, и происходил медленный рост трещины. При этом вычисляли фактор интенсивности напряжения роста трещины (Ю, МН/м"*'2), который характеризует трещиностойкость материала и дает количественную характеристику напряжения в вершине трещины. Также вычисляли энергию деформации (вь Дж/м2), которая при растрескивании эквивалентна удвоенной поверхностной энергии, то есть той энергии, которая высвобождается вокруг трещины при ее прохождении и определяется из приложенной нагрузки и податливости материала.

Исследования проводились на испытательной машине "Инстрон 1112й.

Клиническое исследование проводилось на 63 пациентах в возрасте от 38 до 75 лет, которые были разделены на 2 группы: контрольную и экспериментальную (табл. 1) и имели различные дефекты зубных рядов верхней и нижней челюстей.

Таблица 1.

Распределение пациентов в группах по полу и возрасту.

Группы Пол 38-40лет 40-50лет 50-60лет 60 -75 лет

Контрольная Ж 2 4 5 3

М 1 3 6 2

Экспериментальная Ж 2 6 9 2

М 2 5 8 3

При отборе пациентов предпочтение отдавалось тем, кто ранее пользовался съемными пластиночными протезами при полном или частичном отсутствии зубов, которые не соответствовали предъявляемым к ним требованиям и лицам с неблагоприятными анатомо-топографическими условиями в полости рта.

Всем пациентам были изготовлены по показаниям съемные пластиночные протезы.

Пациентам экспериментальной группы изготавливали протезы с введением в базисный материал армирующего элемента - арамидной сетки, пациентам контрольной группы - без армирующего элемента.

Дальнейшее клиническое наблюдение проводили после наложения протезов при последующих контрольных осмотрах через определенные сроки (1,3,6 месяцев, 1,2,3 года).

Так же на лечение были приняты пациенты, обратившиеся по поводу поломок съемных пластиночных протезов (табл. 2). Трещины в протезах обычно возникали в области одиночно стоящих зубов или группы зубов. Поломки полных съемных протезов наблюдались по средней линии или по линии клыков.

Починки протезов проводились с использованием арамидной сетки полотняного плетения с шагом 1мм.

Таблица 2.

Количество протезов принятых на починку.

Количество протезов

Пол Количество человек При частичном отсутствии зубов При полном отсутствии зубов

В/ч Н/ч В/ч Н/ч

Мужчины 9 2 3 3 1

Женщины 6 2 2 1 1

и

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Экспериментальные исследования

В соответствии с целями и задачами сравнительную оценку свойств образцов базисных материалов проводили по двум основным параметрам, позволяющим более объективно оценить материалы в условиях, приближенных к условиям полости рта: прочность при статическом изгибе и трещиностойкость.

Оценку базисного материала армированного сеткой и наполненного резанным арамидным волокном проводили в сравнении с материалом Этакрил-02».

Результаты нашего исследования показали, что введение волокон в состав базисного материала повышает его прочностные показатели (табл. 3, 4).

Таблица 3.

Влияние армирования сеткой из высокомодульных арамидных нитей и наполнения резаным арамидным волокном на прочностные свойства базисного материала при изгибе.

Наименование материала Физико-механические показатели

Значение предела прочности при статическом изгибе, МПа. Значение модуля упругости при статическом изгибе, МПа.

Этакрил-02 неармированный 71,0 ±2,4 2629±176

Этакрил - 02 наполненный НСВМ-П 93,1 ±3,0 2969 ±168

Этакрил - 02 армированный НСВМ- С (с нижним расположением сетки) 96,3 ±3,0 2951 ±58

Влияние армирования сеткой из высокомодульных арамидных нитей и наполнения резаным арамидным волокном на показатели трещиностойкости базисного материала.

Наименование материала Физико-механические показатели трещиностойкости

Фактор интенсивности напряжения роста трещины, К1, МН/м ~ЪР- Энергия деформации ДЖ/м2

Этакрил-02 неармированный 1,29 ±0,02 913 ±25

Этакрил - 02 наполненный НСВМ-П 1,65 ± 0,20 1467 ±51

Этакрил-02 армированныйНСВМ-С (с нижним расположением сетки) 3,13 ± 0,20 3719 ±159

Для большинства волоконных композиций продольная разрывная прочность значительно превышает прочность матрицы (в нашем случае материала «Этакрил-02»), поскольку основной вклад в прочность композиций вносят волокна. Однако упорядоченное расположение волокон существенно повышает показатели прочности при изгибе и особенно трещиностойкости по сравнению с хаотичным расположением волокон в матрице материала. Известно, что хаотичное распределение волокон, как в случае введения «пульпы» в «Этакрил-02», приводит к получению практически изотропных материалов, а прочность изотропных композиций всегда меньше прочности материала с упорядоченным или однородно направленным армирующим компонентом.

Таким образом, на основании полученных результатов для дальнейшего изучения физико-механических свойств акрилового базисного материала «Этакрил-02» предпочтение было отдано способу армирования базисного материала сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

В дальнейшем работа велась в направлении изучения влияния на прочностные показатели расположения армирующей сетки в образце, ее плотности и количества слоев, а так же адгезионной связи сетки с базисным материалом «Этакрил-02».

При испытании материала армированного сеткой было установлено, что прочность при изгибе значительно увеличивается, по сравнению с исходным материалом «Этакрил-02», причем значения этого показателя зависят от расположения сетки в образце (табл. 5).

При изгибе верхние слои образца подвергаются сжатию, в то время как нижние слои растягиваются. Таким образом, при помещении армирующей сетки в верхние слои образца она подвергается сжатию, а известно, что продольная прочность при сжатии упорядоченных волокнистых композиций обычно ниже из-за потери устойчивости волокон вследствие продольного изгиба при сжатии. При расположении сетки в среднем слое образца прочность увеличивается и максимального значения достигает при расположении сетки в нижнем слое образца.

Еще в большей степени положение армирующей сетки сказывается на показателях трещиностойкости (табл. 5).

Нашими исследованиями установлено, что фронт роста трещины в толщине образца имеет характерный профиль, при этом максимальное напряжение возникает на нижней поверхности образца, подвергнутого растрескиванию при испытании методом двойного кручения. Такое обстоятельство позволяет объяснить существенное повышение показателей трещиностойкости (К1 и в]) в образцах материала «Этакрил-02», в котором армирующая сетка расположена в нижних слоях.

Таблица 5.

Влияние расположения армирующей сетки на показатели прочности при статическом изгибе и трешиностойкости образцов базисного материала.

Наименование материала Физико-механические показатели

Значение предела прочности при статическом изгибе, МПа Значения модуля упругости при статическом изгибе, МПа Фактор интенсивности напряжения роста трещины, МНУм"3/1 Энергия деформации, ДЖ/м2

Этак неарми 11 71,0±2,4 2629±176 1,29±0,02 913±25

Этакрил-02, армированный сеткой верхнее расположение сетки 84,0 ±2,4 2717 ±49 1,38 ± 0,06 903 ±51

среднее расположение сепси 86,8 ± 2,0 2755 ± 41 3,05 ±0,20 2746 ± 141

нижнее расположение сетки 96,3±3,0 2951±58 3,13±0,20 3719 ± 159

Таким образом, эффект армирования материала «Этакрил-02» сеткой достигает максимального значения, когда ее помещают в нижних слоях образца по отношению к действию на него нагрузки.

Изучение влияния плотности армирующей сетки на прочностные показатели базисного материала «Этакрил-02» показало, что сетка с шагом плетения 1 мм дает наибольший прирост прочности и модуля упругости при изгибе. При уменьшении шага плетения сетки до 0,5 мм увеличивается количество точек контакта пересекающихся волокон в сетке, которые являются концентраторами напряжений и снижают прочность армированных композиций. При увеличении шага плетения сетки до 3 мм, уменьшается суммарное содержание армирующих волокон в материале, что может сказаться на прочности армированных образцов (табл. 6).

Влияние плотности сетки на прочностные показатели базисного

материала.

Наименование материала Физико-механические показатели

Значение предела прочности при статическом изгибе, МПа Значение модуля упругости при статическом изгибе, МПа

Эгакрил-02 71,0 ±2,4 2629 ±176

Этакрил-02, армированный сеткой с шагом плетения: 0,5 мм 81,0 ±2,5 2447 ±49

1 мм 96,3 ±3,0 2951 ±58

2 мм 87,0 ±3,0 2481 ±43

3 мм 74,6 ±2,5 2141 ±78

Прочность связи по границе раздела волокно-матрица является важнейшим фактором, определяющим прочность армированных композиций. В связи с этим для повышения прочности адгезионной связи волокна с матрицей материала «Этакрил-02» было исследовано влияние предварительной пропитки армирующего материала специальным модифицирующим составом, основой которого служил адгезионноспособный мономер БИС-ГМА (табл. 7).

Обработка сетки модифицирующим составом при укладке ее в 1 слой повышает прочностные показатели, по сравнению с армированием без пропитки, однако свойства армированных материалов неодинаковы в разных направлениях по отношению к направлению действия нагрузки. Поэтому значительно больший эффект при армировании достигается за счет введения нескольких слоев армирующего материала, а именно армирование в два слоя сетки, с шагом полотнянного плетения 1 мм, пропитанной модифицирующим составом позволяет достигнуть очень высоких уровней прочности базисного материала «Этакрил-02».

Таблица 7.

Влияние пропитки и количества слоев армирующей сетки на показатели прочности при статическом изгибе и трещиностойкости образцов базисного материала.

Наименование материала Физико-механические показатели

Значение предела прочности при статическом изгибе, МПа Значения модуля упругости при статическом изгибе, МПа Фактор интенсивности напряжения роста трещины, МН/м-3/2 Энергия деформации, ДЖ/м2

Этакрил-02 71,0±2,4 2629±176 1Д9±0,02 913±25

Этакрил-02, армированный сеткой без пропитки нижнее расположение сетки в 1 слой 96,3±3,0 2951±58 3,13±0,20 371Ш59

Этакрил-02, армированный сеткой с пропиткой нижнее расположение сетки в 1 слой 98,3±2,0 3243±38 4,17±0,30 4152±51

Этакрил-02, армированный сеткой с пропиткой нижнее расположение сетки в 2 слоя 114,7±5,0 3551±41 4,84±0,30 4888±49

Как показал сравнительный анализ результатов испытаний, при уменьшении толщины базисного материала более чем в 2 раза (до 1±0,2 мм) его прочностные характеристики сопоставимы с таковыми материала «Этакрил-02» стандартной толщины (табл. 8).

Результаты испытания образцов материала уменьшенной толщины, армированных в два слоя сеткой, с шагом плетения 1мм и пропитанной модифицирующим составом, показывают, что базис съемного протеза из такого материала может иметь достаточный запас прочности при минимальной толщине в небном отделе.

Изучение возможности уменьшения толщины базиса съемного протеза, армированного сеткой из высокомодульных арамидных

нитей.

Наименование материала Толщина образца, мм Физико-механические показатели

Значение предела прочности при статическом изгибе, МПа Значения модуля упругости при статическом изгибе, МПа Фактор интенсивности напряжения роста трещины, МН/м-72

Этакрил-02 неармированный 3,0 ± ОД 71,0±2,4 2629±176 1,29*0,02

Этакрил-02 армированный сеткой в 2 слоя, с пропиткой 1,0 ± ОД 76,0±2,0 2664±146 2,00±0,06

Таким образом, проведенные лабораторные исследования, позволили разработать метод армирования базисов съёмных пластиночных протезов сеткой из арамидных нитей, обеспечивающий улучшение физико-механических свойств базисов протезов при снижении их толщины.

Сущность метода заключалась в следующем. После замешивания пластмассы подготавливали армирующий элемент - арамидную сетку.

Для улучшения прочности соединения сетки с акриловым базисным материалом «Этакрил-02», её предварительно пропитывали в течение 10-15 минут модифицирующим составом, основа которого состоит из связующего БИС-ГМА, обладающего повышенными адгезионными свойствами. Затем сетку извлекали из раствора и давали стечь излишкам, складывали в два слоя и закрепляли в специальном фиксаторе. После этого часть готового пластмассового теста помещали в одну из половин гипсовой формы (рис.1). Равномерно распределив его по поверхности гипсовой формы (рис.2), на этой половине кюветы укрепляли фиксатор с пропитанной модифицирующим составом армирующей сеткой (рис. 3). На поверхность сетки наносили оставшуюся часть пластмассового теста (рис. 4).

Накладывали другую половину кюветы (рис.5) и зажимали под прессом, постепенно увеличивая давление (рис. 6).

Преимущество разработанного метода заключается в том, что фиксатор обеспечивает натяжение и расположение сетки на заданном уровне в базисе протеза во время паковки базисной пластмассы, а именно, в зонах максимальных растягивающих напряжений, которые протез испытывает в процессе жевания (рис.7).

рк.1.

Схема метода армирования. рк.1

рк.3.

[Ь

¿яг;

рк.4

ум. 5.

______В"" •¡ЪР-Г

1 - кювета с гипсовой формой базиса съемного пластиночного протеза;

2 - базис съемного протеза из материала «Этакрил-02»;

3 - фиксатор с армирующей протез сеткой;

4 - зоны растягивающих напряжений, которые протез испытывает в процессе жевания.

Клинические исследования

Наилучшим показателем качества базисного материала является отсутствие поломок протезов. Сравнение результатов ортопедического лечения проводили между экспериментальной и контрольной группами больных.

Клинические наблюдения за 50 съемными пластиночными протезами без армирующего элемента показали высокий процент их поломок (табл. 9) Из 51 протеза изготовленного по разработанному нами методу, переломов базисов не наблюдалось вовсе.

Таблица 9.

Количество поломок съемных протезов.

Материал базиса протеза Количество изготовленных протезов Количество поломок в различные сроки наблюдения Общее количество поломок

ЧСП ПСП 1 мес. 3 мес. 6 мес. 1 год 2 года 3 года Кол-во %

Этакрил-02 20 - - 1 2 3 3 9 45

30 - - - 1 3 2 6 20

Этакрил-02 армированный сеткой 20 - - - - - - 0

31 0

Это свидетельствует о явном преимуществе протезов, армированных сеткой из арамидных нитей, по сравнению с протезами из обычной акриловой базисной пластмассы.

Клинические результаты починок съемных пластиночных протезов при частичном отсутствии зубов показывают, что из 9 протезов, починка которых проведена по предложенному нами методу армирования, перелом имел место только в одном случае. Место перелома соответствовало месту расположения кламмера в области одиночно стоящего зуба. Нами был изготовлен новый протез, армированный сеткой из высокомодульных нитей, и больной пользуется им 1,5 года (табл.10).

Таблица 10.

Эффективность починок съемных протезов с использованием арамидной сетки.

Вид протеза Количество починок Количество поломок по периодам Общее количество поломок

1 мес. 3 мес. 6 мес. 1 год 1,5 года

Частичные съемные пластиночные протезы 9 - - - - 1 1

Полные съемные протезы 6 - - - - - 0

Таким образом, проведенные нами экспериментальные исследования убедительно доказывают, что введение армирующего элемента (сетки) в базисную пластмассу значительно увеличивает ее прочностные показатели. Наилучшие показатели достигаются нижним расположением сетки в образце по отношению к изгибающей нагрузке, использовании для армирования сетки с шагом плетения в 1 мм, её обработки модифицирующим составом и расположением в два слоя.

Результаты лабораторных исследований показали, что уменьшение толщины армированного базиса до 1 мм не снижает его прочностных характеристик.

Метод армирования базисных акриловых материалов сеткой из высокомодульных арамидных нитей достаточно прост в исполнении и не требует больших материальных и временных затрат.

Клинические аспекты данной работы показывают возможность экономии времени врача стоматолога-ортопеда за счет уменьшения периода адаптации и количества коррекций.

21

ВЫВОДЫ

1. Армирование акрилового базисного материала «Этакрил-02» сеткой из высокомодульных арамидных нитей значительно повышает его основные физико-механические показатели: прочность при статическом изгибе и трещиностойкость.

2. Наилучшие прочностные показатели акрилового базисного материала «Этакрил-02» обеспечивает его армирование двумя слоями сетки из арамидных нитей с шагом плетения 1 мм, предварительно обработанной модифицирующим составом. Его прочность и модуль упругости при изгибе увеличиваются в среднем на 60 % и 35 %, соответственно, а показатели трещиностойкости в 4-5 раз.

3. Разработанный нами способ армирования базисного материала позволяет уменьшать толщину базисов съемных зубных протезов.

4. Разработан оригинальный метод армирования базиса съемного пластиночного протеза, обеспечивающий расположение армирующей сетки по толщине базиса в зонах, испытывающих под действием функциональных нагрузок наиболее опасные растягивающие напряжения.

5. Клинические результаты ортопедического лечения съемными пластиночными протезами, армированными сеткой из высокомодульных арамидных нитей подтвердили явное преимущество таких конструкций, по сравнению с протезами из обычной акриловой базисной пластмассы «Этакрил - 02».

6. Сетка из арамидных нитей может эффективно использоваться при выполнении починок съёмных пластиночных протезов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При неблагоприятных анатомо-топографических условий протезного ложа рекомендуется укреплять базис съёмного пластиночного протеза армированием сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

2. При проведении починок и армировании базисов съемных пластиночных протезов рекомендуется смачивать арамидную сетку модифицирующим составом на основе БИС-ГМА.

3. Пропитывание арамядной сетки модифицирующим составом рекомендуется проводить в вытяжном шкафу.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Армирование базисов съёмных пластиночных протезов сеткой из арамидных нитей: Пособие для врачей. - М., 2001.-20 с. (В соавт. с А.Н. Ряховским, С.Т. Сутугиной, ИЛ. Поюровской).

2. Метод укрепления базисов съёмных пластиночных протезов сеткой из арамидных нитей и клиническая оценка его эффективности // Институт стоматологии. - 2002. - № 2. - С.28-29. (В соавт. с А.Н. Ряховским).

3. Изучение эффекта армирования базисного материала «Этакроил-02» арамидными волокнами // ЦНИИ стомат. - 40 лет: История развития и перспективы. - М., 2002. - С. 147-148. (В соавт. с А.Н. Ряховским).

4. Изучение влияния уровня расположения, величины промежуточного шага, количества слоев армирующей сетки и полимерного связующего на физико-механические свойства акрилового базисного материала «Этакроил-02» // ЦНИИ стомат. - 40 лет: История развития и перспективы. - М., 2002. - С.148-151. (В соавт. с А.Н. Ряховским).

5. Клиническая оценка эффективности метода армирования базисов съёмных пластиночных протезов, сеткой из арамидных нитей // ЦНИИ стомат. - 40 лет: История развития и перспективы. - М., 2002,- С. 151152. (В соавт. с А.Н. Ряховским).

Применение арамидных нитей для укрепления базисов съемных пластиночных протезов // Материалы конференции молодых ученых МГМСУ. - М., 2003. - С. 45-46.

Патент РФ № 2162666 Съемный пластиночный протез А 61 С 13/007, 13/01, Б.И. 2001 № 4 (В соавт. с А.Н. Ряховским, С.Т. Сутугиной, ИЛ. Поюровской).

Заказ №417. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Петроруш». г. Москва, ул. Палижа-2а, тел. 250-92-06

I

!

í

í

)

I

i

I

Г

РНБ Русский фонд

2006-4 9078

гт%% m

Актуальность исследования

В последнее время, в связи с увеличением в составе населения нашей страны лиц пожилого и старческого возраста, увеличивается потребность в съемных пластиночных протезах при частичных дефектах зубных рядов и при полном отсутствии зубов [11, 14, 20, 24, 21, 24, 34, 38, 51, 58, 84, 87, 94, 97, 108 и др.]. Количество пациентов, которым показаны такие конструкции зубных протезов, составляет большой удельный вес в общем числе больных, нуждающихся в зубном протезировании [14, 15, 17, 24, 63 и др.].

Ортопедическое лечение призвано восстановить утраченную форму и функцию зубочелюстной системы, препятствовать дальнейшему ее разрушению, что в конечном итоге способствует общему оздоровлению организма человека, продлению деятельного периода его жизни [24, 33, 48, 50, 51,58 и др.].

Важное место среди стоматологических материалов занимают пластмассы, используемые для изготовления пластиночных протезов. Акриловые базисные материалы заменили ряд предшествовавших им в силу многих объективных факторов, среди которых наиболее важным является их высокая технологичность, дешевизна и доступность. Многолетнее и массовое применение акриловых пластмасс для изготовления зубных протезов позволило выявить ряд их достоинств и недостатков [3,5, 12, 18, 19, 27, 28, 41, 44, 46, 75].

Сополимеры ММА имеют много преимуществ, будучи очень просты для применения. Эти материалы хорошо переносятся большинством пациентов, легко окрашиваются пигментами [20, 25, 27, 71, 84, 88, 87]. Однако обеспечение долговременной прочности зубных протезов с высоким функциональным качеством и долговечностью остается проблемой.

Количество поломок съемных пластиночных протезов остается высоким и достигает в первый год пользования 15%, а оптимальные сроки службы - 4-6 лет - выдерживают только 18-28% [30, 31, 39, 79, 91, 92, 94, 95, 96, 99, 104, 105, 106, 108 и др.].

С целью повышения физико-механических свойств материалов для съемных протезов проводилось большое количество исследований. Можно выделить следующие направления этих работ: сополимеризация [25, 63, 88, 97, 104, 107, 157]; изменения в технологическом режиме переработки полимер-мономерных композиций; полный отказ от акрилатов и применение литьевых термопластов или других материалов неакриловой природы [54, 85, 96, 143]; усовершенствование технологии изготовления съемных пластиночных протезов с базисами планируемой толщины [4, 69, 106, 120, 127, 147, 148, 149]; разработка новых технологий с применением микроволнового облучения [84, 155], светового облучения [26, 84], обработкой протезов воздействием внешних источников энергии (ультразвук, магнитное поле) [55, 62, 84] для повышения качества полимеризации. Интересным и перспективным направлением в технологии изготовления базисов съемных протезов признано армирование и наполнение базисных материалов новыми высокопрочными материалами, хорошо сочетающимися с акриловыми полимерами [38, 39, 89, 102, 110, 113,116,118,121,122,124,135,140,141,142,162,164,168]. С появлением нового сверхпрочного арамидного волокна СВМ [1, 56, 57], широко применяемого в промышленности, в сфере космических разработок и других областях, возникла возможность изменить свойства пластмасс в сторону улучшения их прочностных показателей для сохранения целостности протеза достаточно долгое время (до замены его по клиническим показаниям).

Ряд экспериментальных исследований показал, что введение полиамидов в полимеры в виде нитей, сетки или резаного волокна значительно улучшают свойства последних [101].

Таким образом, остается актуальной проблема улучшения физико-механических свойств базисов съемных пластиночных протезов. Однако анализируя результаты научных исследований по армированию акриловых базисных материалов, мы не нашли сведений о влиянии способа и технологии армирования арамидными ткаными материалами на их физико-механические характеристики.

Цель исследования

Совершенствование функциональных свойств и повышение срока службы съемных зубных протезов с базисами из акриловых материалов

Для выполнения настоящего исследования были поставлены следующие задачи:

1. Сравнить влияние армирования сеткой из высокомодульных арамидных нитей и наполнения резаным арамидным волокном на показатели основных физико-механических свойств акрилового базисного материала «Этакрил-02».

2. Изучить влияние способа армирования на основные физико-механические показатели базисного материала «Этакрил-02».

3. Определить возможности уменьшения толщины акрилового базиса, армированного сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

4. На основании экспериментальных исследований разработать методику армирования базисов съёмных пластиночных протезов сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

5. Оценить клинические результаты ортопедического лечения пациентов с частичными дефектами зубных рядов и полным отсутствием зубов съёмными пластиночными протезами, армированными сеткой из высокомодулъных арамидных нитей.

6. Оценить результаты клинических наблюдений за пациентами, пользующимися съёмными пластиночными протезами после их починки с использованием сетки из высокомодульных арамидных нитей.

Научная новизна

В работе впервые проведено экспериментальное исследование влияния различных способов армирования акрилового базисного материала «Этакрил-02» на его физико-механические показатели.

Выбраны оптимальные характеристики армирующего материала и способа его применения для повышения прочности акрилового базисного материала «Этакрил-02».

Определена возможность уменьшения толщины акрилового базиса, армированного сеткой из высокомодульных арамидных нитей. Разработан способ армирования и отработана технология изготовления протезов, армированных сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

Определены клинические показания к применению армированных базисов съёмных пластиночных протезов.

Впервые оценены клинические результаты пользования съемными протезами армированных сеткой из арамидных нитей.

Практическая значимость

Полученные результаты клинико-экспериментального исследования позволят повысить качество ортопедического лечения с использованием съемных конструкций зубных протезов, так как способствуют решению проблемы повышения функциональных свойств съёмных зубных протезов и, прежде всего, их прочности, особенно при лечении больных с анатомически неблагоприятными условиями в полости рта.

Работа выполнена в отделении современных технологий протезирования и в лаборатории стоматологического материаловедения Центрального научно-исследовательского института стоматологии.

Основные положения, выносимые на защиту

• экспериментальное обоснование армировния акрилового базисного материала сеткой из высокомодульных арамидных нитей;

• оригинальный способ армирования базисов протезов, позволяющий повысить эффективность ортопедического лечения пациентов съемными пластиночными протезами.

Апробация и внедрение результатов работы

Материалы диссертации доложены и обсуждены на IX Всероссийской научно-практической конференции (Москва, 2002 г.), на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых МГМСУ (Москва, 2003 г.), на II Северокавказском форуме (Ставрополь, 2003 г.), на III Всероссийском конгрессе по ортопедической стоматологии (Самара, 2003 г.).

Апробация диссертации проведена на совместном заседании сотрудников отделения современных технологий протезирования, отделения сложного челюстно-лицевого протезирования и лаборатории стоматологического материаловедения ЦНИИС МЗ РФ 17 ноября 2003 г.

Публикации

По теме диссертации опубликованы 7 печатных работ, в том числе получен патент на изобретение (РФ N 2162666 «Съемный пластиночный протез» А 61 С 13/007, 13/01, Б.И. 2001 N4).

Объём и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 110 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, обсуждения результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, включающего 168 работ, из них 105 отечественных и 63 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 40 рисунками.

выводы

1. Армирование акрилового базисного материала «Этакрил-02» сеткой из высокомодульных арамидных нитей значительно повышает его основные физико-механические показатели прочность при статическом изгибе и трешиностойкость.

2. Наилучшие прочностные показатели акрилового базисного материала «Этакрил-02» обеспечивает его армирование двумя слоями сетки из арамидных нитей с шагом плетения 1 мм, предварительно обработанной модифицирующим составом. Его

• прочность и модуль упругости при изгибе увеличиваются в среднем на 60 % и 35 % соответственно, а показатели трещиностойкости в 4-5 раз.

3. Разработанный нами способ армирования базисного материала позволяет уменьшать толщину базисов съемных зубных протезов.

4. Разработан оригинальный метод армирования базиса съемного пластиночного протеза, обеспечивающий расположение армирующей сетки по толщине базиса в зонах, испытывающих под действием функциональных нагрузок наиболее опасные растягивающие напряжения.

5. Клинические результаты ортопедического лечения съёмными пластиночными протезами, армированными сеткой из высокомодульных арамидных нитей подтвердили явное преимущество таких конструкций, по сравнению с протезами из обычной акриловой базисной пластмассы «Этакрил - 02».

6. Сетка из арамидных нитей может эффективно использоваться при выполнении починок съёмных пластиночных протезов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДА

IIШ

1. При неблагоприятных анатомо-топографических условий протезного ложа рекомендуется укреплять базис съёмного пластиночного протеза армированием сеткой из высокомодульных арамидных нитей.

2. При проведении починок и армировании базисов съемных пластиночных протезов рекомендуется смачивать арамидную сетку модифицирующим составом на основе БИС-ГМА.

3. Пропитывание арамидной сетки модифицирующим составом рекомендуется проводить в вытяжном шкафу.