CC BY
13
В1СНИК ВДНЗУ «Украгнська медична стоматологгчна академя»
periodontitis is splinting of loose teeth. The purpose of our work was to carry out an objective assessment of the condition of periodontal tissues in patients with chronic generalized periodontitis of II degree of severity who underwent integrated differentiated treatment with obligatory splinting of loose teeth by fiberglass appliance in the immediate and long-term follow-up periods. This approach provides rational and effective treatment of periodontal patients and favourable clinical and functional prognosis for patients in the immediate and long-term follow-up periods.
УДК 616.314-77-085.462 Силенко Б.Ю., Дворник В.М.
Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 БАЗИСНО1 ПЛАСТМАСИ З МОДИФ1КОВАНОЮ ПОВЕРХНЕЮ
ВДНЗУ «Украшська медична стоматолопчна акаде1^я», м. Полтава
Для покращення параметрв мiцностi пластмаси нами запропоновано новий спосб удосконалення знiмного пластинкового протезу, виготовленого за тради^йною технолог'ею, матер'алом нано-розмiрноУ величини - молекулами фулерену С60. Метою роботи стало покращення фiзико-механ1'чних параметр'¡в базисв зн1'мних пластинкових протез'т шляхом модиф/'кац/'У поверхн i досл-дження якост/ зн1'мних пластинкових протез'т. Отриманi дан доводять, що пластмаса з нанопок-риттям мае вищ!' ф1'зико-механ1'чн1' характеристики у пор!внянн!' з/ звичайною пластмасою. Показ-ник м'кротвердост'! бльший в 2,28 рази в модиф'кованоУпластмаси, що свдчить про кращу повер-хневу здатнсть протистояти механiчним навантаженням, що спрямован на поверхню, без зм/'н поверхнево'У структури. Зразки з нанопокриттям бльш стшк до руйнування бо показник вЮносноТ залишково'У деформацИ до руйнування зразка на 2,82% вищий в'д звичайно'У пластмаси. Тому, можна стверджувати, що такий матер'ал може бути використаний в стоматологи для зменшення кль-кост! поломок зн1'мних зубних протез 'т i продовження Ух термiну експлуатац 'УУ. Ключов1 слова: базисн пластмаси, ф1зико-механ1чн1 властивост1, нанопокриття.
Робота е фрагментом науково-дослiдноi' роботи ВДНЗ УкраГни «УкраГнська медична стоматологiчна академiя» «Застосу-вання матерiалiв наповнених наночастками» (держажний реестрацп номер: 0111и006298).
Вщ 50 до 75 % па^етчв, що звертаються у кшнку ортопедичноТ стоматологи, мають потребу у протезуванн зшмними пластинковими протезами, ктькють хворих з зымними протезами постшно зростае у зв'язку зi значним поширен-ням стоматолопчних захворювань i прогресую-чим старшням населення ваеТ земно' кул^ особливо в шдус^ально розвинених краТнах, де тривалють життя збтьшуеться [1,2,3].
Основними матерiалами, як використовують-ся для виготовлення базиав пластинкових про-тезiв, е похщн акриловоТ та метакриловоТ пластмаси. 1х частка у вах видах зымних конструкцп складае вщ 91 до 98% [4,5,6,7]. Акриловi пластмаси, завдяки своТй доступност i шшим позити-вним якостям, про як свщчать дат [8], ще дов-гий час залишатимуться основними конструкцш-ними матерiалами для виготовлення зшмних протезiв, i тому продовжуються науковi дослн дження з покращення якост зубних протезiв, ви-готовлених iз полiмерних матерiалiв [9].
Проте серед велико' низки позитивних якос-тей, акрилова пластмаса мае багато недолив: наявнють залишкового мономеру, i як наслiдок -токсичн i алергiчнi прояви в порожнин рота, мн кропори в пластмаа, де фiксуеться мiкрофлора, порушення терморегуляцп, неадекватний тиск на тканини протезного ложа, функцюнальы i морфологiчнi змши в слизовiй оболонцi порож-нини рота [5,10,11,12].
Не менш важливим недолiком е недостатня мiцнiсть протезiв, виготовлених iз акриловоТ
пластмаси, що не завжди дае можливiсть патентам використовувати знiмнi конструкцп протя-гом всього термiну експлуатаци. Переломи про-тезiв досягають 15% в перший рк користування, поломки пластмасових базиав становлять 35-49 % вщ загальноТ кiлькостi виготовлених знiмних пластинкових протезiв. Тривалiсть користування знiмними пластинковими протезами до першоТ поломки становить у середньому 0,5-1,4 року [9,13,14].
Для покращення параметрiв мщносп пластмаси нами запропоновано новий споаб удосконалення зшмного пластинкового протезу, виготовленого за традицшною технолопею, матерiа-лом нанорозмiрноТ величини - молекулами фулерену С60.
Мета роботи
Покращення фiзико-механiчних параметрiв базиав зшмних пластинкових протезiв шляхом модифкацп поверхнi i дослiдження якостi зшмних пластинкових протезiв.
Матерiали та методи дослщження
Для дослiдження ми використовували такi зразки матерiалiв, як фторвмiсний акриловий сопол^ мер «Фторакс» (УкраТна); фторвмiсний акриловий сополiмер «Фторакс» (УкраТна), який покриваеться шаром наноматерiалу фулерену С60.
Дослiдження деяких фiзико-механiчних влас-тивостей проводили вщповщно до загальних вимог ГОСТ 143559-79, а також ГОС^в щодо випробувань до кожного показника на ретельно
вiдiбраних зразках без трщин, пор та шших де-фектiв.
Зразки зi стоматолопчних пластмас «Фторакс», i «Фторакс» з нанопокриттям фулереном С60, одержували, застосовуючи такi технологiчнi методи:
1. Полiмеризацiя стоматолопчноТ' пластмаси «Фторакс» компресшним методом формування пластмасового тiста в кюветк
2. Покриття полiмеризованоТ пластмаси «Фторакс» молекулами фулерену С60 в лабора-торнш установцi ДП «НВП ЕКТ «Технолуч» 1ЕЗ iм. Е.О. Патона НАНУ способом магнетронного розпилення матерiалiв.
Вимiрювання товщини зразкiв проводили за допомогою мiкрометра з точнiстю до 0,001 мм.
Вiдповiдно до матерiалiв та методiв виготов-лення, зразки, що дослщжуються, роздiлили на двi групи по 10 зразкiв у кожнш групi:
1. група - зразки з стоматолопчноТ пластмаси на основi полiметилметакрилатiв - «Фторакс» (виробник АТ СТОМА, УкраТна)
2. група - зразки стоматолопчноТ пластмаси «Фторакс» з нанопокриттям фулереном С60.
Перед випробуванням зразки кондицюнують за ГОСТ 12423-66 не менше жж 16 годин (при температурi 23±2°С та вiдноснiй вологостi 50+5%), якщо у нормативно-техжчнш докумен-тацiТ на конкретну продукцш немае iнших вказн вок. Висоту i дiаметр зразка вимiрюють з похиб-кою ± 0,01 мм не менше жж у трьох мiсцях
Для дослщження мiкротвердостi (у мПа) зразки матерiалiв, що вивчаються, додатково шлн фували та полiрували до дзеркального блиску.
Визначення мiкротвердостi дослiдних зразш проводили за методикою Вiкерса мiкротвердо-метром ПМТ-3, яка визначалася за величиною вщбитка алмазноТ пiрамiдки (шдентора) при рiз-них навантаженнях.
Зразок встановлювали на предметному столику мiкроскопа, поворотом якого пщводили зразок пiд алмазну шрамщку, опускаючи ТТ на зразок, який дослщжували таким чином, щоб вь дстань мiж центром вщбитка i краем зразка була не менше 2-2,5 мм. Час навантаження становив 10 секунд. Вимiрювання мiкротвердостi проводили в трьох точках кожного iз зразш. Пiсля звн льнення зразка вiд навантаження предметний столик пщводили до окуляра мiкроскопа. Вщби-ток вимiрювали з точнютю до 0,3 мкм.
Величину мiкротвердостi за Вiкерсом (Hv,мПа) визначали за формулою:
тт 18540Р
Н =-—
2а2
Де Р - навантаження, г;
2а - середне арифметичне довжини дiагона-лей, мкм.
На кожному з дослщжуваних зразш отриму-вали по 3 вщбитки i знаходили середне значен-ня.
Деформацiйнi характеристики уах груп дос-
лiдних зразкiв вивчали при деформуванж Тх на стиск i розтягнення.
Дослiдження деформацiйних характеристик дослiджуваних зразкiв на стиск проводили на деформацшнш машинi МРК-1.
Для визначення деформацш на стиск зразки матерiалiв становили собою цилiндри розмiрами 4х4х10 мм. Швидкiсть деформаци складала 0,1 мм/хвилину.
Величину межi пружносл визначали за формулою
P
0
пр
S
0
Де Po - навантаження, при якому спостер^а-еться перше вiдхилення вiд
Лiнiйностi на деформацшнш кривш (Н); So- початкова площина поперечного перетину зразка (м2).
Деформа^я розтягування проводилася у ро-зривнiй установцi МРК-1 3i швидкiстю деформа-ц11" 0,2 мм/хв. на зразках гантелеподiбноT форми з розмiрами робочоТ частини 14х10х3 мм. Зразки закртляли в затискач випробувальноТ машини таким чином, щоб бтьша вiсь зразка збiгалася з вюсю навантаження. Затягування затискачiв ви-ключало ковзання зразка пiд час випробування. За одержаними деформацшними кривими
■ ^о 2
визначили умовну межу текучост 0,2 межу мщ-
ност пр i максимальну деформацiю до руйну-
вання ^max .
Для визначення меж1 мiцностi у формулу за-мiсть Ро пiдставляли Pmax - навантаження, при якому зразок руйнуеться.
Дослiдження деформацiйноT характеристики на згин проводилися також в установи МРК-1 з приставкою для чотири точкового вигину. З ^ею метою використовувалися зразки матерiалiв 35х5х3 мм iз рiзних груп.
Для визначення ступеню достовiрностi ре-зультатiв дослщжень застосовували варiацiйно-статистичний аналiз для пов'язаних мiж собою спостережень, вираховуючи показник достовiр-ностi рiзницi за Ст'юдентом. Статистичну оброб-ку виконували за допомогою програми STATISTICA 6.0 (StatSoft, США) з обчисленням середнього (М) i стандартно" помилки середньо-го (m). Вiдмiнностi мiж групами вважали статис-тично достовiрними при р<0,05.
Результати дослiдження та \х обговорення
Середнi значення показникiв мiцностi та пла-стичностi вивчених зразш базисних стоматоло-гiчних матерiалiв представлен в таблицях1-4 .
Таблиця 1
Середш значення показник/'в MiKpomeepdocmi з представлених матерiалiв (М±т, n=10)
В1СНИК ВДНЗУ «Украхнська медична стоматологгчна академя»
Назва матерiалу H„, МПа
Фторакс 307,3±6,5
Фторакс з нанопокриттям 701,8±13,1 р<0,05
Дослщження мiкротвердостi дозволяе оцшю-вати властивост тонких поверхневих шарiв стоматолопчних базисних матерiалiв, тобто ГхньоТ здатностi чинити опiр мiсцевiй пластичнш дефо-рмацiï, яка виникае пщ впливом дiï бiльш твер-дих матерiалiв.
Як показали нашi дослщження, показники мн
з п
кротвердост дослiдних зразкiв базисних матерн алiв значно вищi у 11-й груш, в порiвняннi з I гру-пою. Середне значення мiкротвердостi стано-вить вiдповiдно 307,3±13,3 мПа - друга група 701,8±26,6, що достовiрно вище в другiй групi в 2,28 рази
Таблиця 2
CepedHi значення показниюв M^ocmi та пластичной зразюв дставлених матepiалiв при дослiджeннi на розтяг (М±т, n=10)
Назва матерiалу Модуль Юнга, Е, МПа опр., МПа о02, МПа омц., МПа б, %
Фторакс 241,78±0,55 36,02±1,01 37,25±1,35 40,25±1,06 0,38±0,038
Фторакс з нанопокрит- 356,15±9,39 36,54±1,30 38,40±1,47 53,16±1,59 3,20±0,41
тям p<0,05 p>0,05 p>0,05 p<0,05 p<0,05
При дослщженш деформування матерiалiв на розтягнення визначено, що при розтягненн шсля пластично!' деформаци в межах 0,38-3,20% зразки базисних матерiалiв руйнуються, що дае можливють визначити межу мщносп матерiалiв, як вивчалися. При цьому слiд вщм^ити, що зразки стоматологiчноï пластмаси «Фторакс» руйнуються при пластичнш деформаци у 0,38%, зразки стоматолопчноТ пластмаси «Фторакс» з нанопокриттям при пластичнш деформаци у 3,20%
З даних, наведених в таблица встановлено,
з
що вид матерiалу суттево впливае на значення межi мщносп зразш базисних матерiалiв, стоматолопчних пластмас «Фторакс» i Фторакс» з нанопокриттям. Пластична деформа^я дещо вища у зразка з нанопокриттям.
Як показали проведен дослщження дефор-мацшних характеристик на стиск для кожного з десяти зразш базисних матерiалiв, «Фторакс» i «Фторакс» з нанопокриттям фулереном С60, вщ-мшносл показникiв мiцностi при деформаци на стиск не були суттевими.
Таблиця 3
Cepeднi значення показниюв M^ocmi та пластичной зразюв едставлених матepiалiв при дослiджeннi на стиск (М±т, n=10)
Назва матерiалу Модуль Юнга, Е, МПа опр., МПа о02, МПа омц., МПа
Фторакс 939,72±9,09 59,96±2,42 62,76±2,38 95,32±1,9
Фторакс з нанопокриттям 952,44±12,32 p>0,05 64,67±2,01 p>0,05 67,18±2,06 p>0,05 89,70±1,74 p<0,05
Таблиця 4
Cepeднi значення показниюв мiцностi та пластичной зразюв з представлених матepiалiв при до^дженш на згин (М±т, n=10)
Назва матерiалу Модуль Юнга, Е, МПа опр., МПа омц., МПа Wmax, мм
Фторакс 635,8±13,71 48,8±0,83 72,5±1,77 5,08±0,05
Фторакс з нанопокриттям 1135,4±11,33 p<0,05 56,4±0,6 p<0,05 105,3±0,89 p<0,05 4,99±0,1 p>0,05
Результатом дослщження на згин е середне арифметичне значення величин руйнувального напруження на згин десяти дослщних зразш з кожноТ групи.
Нами встановлено, що величина сили, яка прикладена до зразка в другш груш та приводить до деформаци на 13,5% бтьша шж в першш груш.
Висновки
1. Отриман дат доводять, що пластмаса з нанопокриттям мае вищi фiзико-механiчнi характеристики порiвнюючи зi звичайною пластма-сою. Показник мiкротвердостi бтьший в 2,28 рази в модифкованоТ пластмаси, що свщчить про кращу поверхневу здатнють протистояти меха-
шчним навантаженням, що спрямован на пове-рхню, без змш поверхнево'Т структури.
2. Зразки з нанопокриттям бтьш стшк до руйнування, бо показник вщносно'Т залишково'Т деформаци до руйнування зразка на 2,82% ви-щий вщ звичайно'Т пластмаси. Тому можна стве-рджувати, що такий матерiал може бути викори-станий в стоматологи для зменшення кiлькостi поломок зшмних зубних протезiв i продовження Т'х термiну експлуатаци.
Лiтература
1. Кшдш Д.Д. Клiнiчнi та технологiчнi аспекти рiзних методiв полн меризацп стоматолопчних базисних пластмас : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.22 «Сто-матолопя» / Дмитро Данилович Кшдш ; УМСА. - Полтава, 1999. - 18 с.
2. Розуменко В.А. Клиническая апробация усовершенствованного метода изготовления полного сьемного пластиночного протеза при непереносимости акриловой пластмассы / В.А. Розуменко 9. // УкраТнський стоматолопчний альманах. - 2011. - №4. - C. 4245.
3. Нщзельський М. Я. Структуры змши в зубних протезах, виготовлених з акрилових пластмас, у рiзнi строки користування 10. ними та Тх вплив на тканини порожнини рота / М. Я. Нщзельський, Л.Р. Криничко // Современная стоматология. -2011. - №5. - C. 88-91.
4. Палков Т.А. Особливост ортопедичного лкування хворих на ц. протезний стоматит: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.22 «Стоматолопя» / 1.В. Палков -Львiв, 2000. - 15 с.
5. Рубаненко В.В. Способи послаблення шкщливого впливу компонент пластмас акрилового ряду / В.В. Рубаненко, 1.М. Мар- 12. тиненко // УкраТнський стоматолопчний альманах. - 2006. - Е.1, №1. - С. 68-71. 13
6. Кузнецов В.В. Клшко-експериментальне обфунтування засто-сування технологи електромагштноТ обробки акрилових пластмас при виготовленш зшмних пластинкових протезiв: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.22 «Стоматолопя» / В.В. Кузнецов. - Полтава, 2005. -19с. 14
7. Лабунец В.А. Нормативная потребность взрослого городского населения Украины стоматологической ортопедической помощи / В.А. Лабунец // Вестник стоматологии. - 1999. - №1. - С. 66-69.
8. Палшчук 1.В. Контроль якост лкування хворих зшмними пластинковими протезами iз акрилових пластмас: автореф. дис. на
Реферат
Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 ПЛАСТМАСИ З МОДИФ1КОВАНОЮ ПОВЕРХНЕЮ Силенко Б.Ю., Дворник В.М.
Ключов1 слова: базисн пластмаси, нанопокриття, ф1зико-механ1чн1 параметри.
Для улучшения параметров прочности пластмассы нами предложен новый способ усовершенствования съемного пластиночного протеза, изготовленного по традиционной технологии, материалом наноразмерной величины - молекулами фуллерена С60. Целью работы стало улучшение физико-механических параметров базисов съемных пластиночных протезов путем модификации поверхности и исследования качества съемных пластиночных протезов. Полученные данные показывают, что пластмасса с нанопокрытием имеет более высокие физико-механические характеристики по сравнению с обычной пластмассой. Показатель микротвердости больше в 2,28 раза у модифицированной пластмассы, что свидетельствует о лучшей поверхностной способности противостоять механическим нагрузкам, направленным на поверхность, без изменений поверхностной структуры. Образцы с нанопо-крытием более устойчивы к разрушению, потому показатель относительной остаточной деформации к разрушению образца на 2,82% выше обычной пластмассы. Поэтому можно утверждать, что такой материал может быть использован в стоматологии для уменьшения количества поломок съемных зубных протезов и продолжения их срока эксплуатации.
Summary
Physical and mechanical properties of plastics with modified surfaces Sylenko B.Yu., Dvornik V.M.
Key words: basic plastic, nano-coating, physical and mechanical parameters.
To improve the strength parameters of plastic, we proposed a new technique to improve a removable laminar denture manufactured by conventional technology with a nanoscale material, fullerene C60 molecules. The aim of the work was to improve the physical and mechanical parameters of the bases of removable laminar dentures by modifying their surface and to evaluate the quality of removable laminar prostheses. The data obtained have shown that nanocoated plastic has higher physical and mechanical characteristics than conventional plastics. The microhardness index is 2.28 times higher for the modified plastic that indicates a better surface ability to withstand mechanical loads without changing the surface structure. Samples with a nanocoating are more resistant to fractures, and the index of relative residual deformation to the facture of the sample is 2.82% higher than that of conventional plastics. Therefore, it can be argued that this material can be introduced in dental practice to reduce the number of breakdowns of removable dentures and to increase their service life.
здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.22 «Стоматолопя» / 1.В. Палшчук. - Полтава, 1998. - 17 с. Кузнецов В. В. Удосконалення технологи покращення якост ба-зиЫв зшмних пластинкових протезiв / В. В. Кузнецов, О. А. Пи-саренко // УкраТнський стоматолопчний альманах. - 2011. - №1. - С. 61-63.
Вахненко О. М. Аналiз стану нормативно!' бази, що регулюе на-дання стоматолопчноТ допомоги населенню УкраТни / О. М. Вахненко // Современная стоматология. - 2009. - № 4. - С. 145-147.
Василенко З.С. Функциональные и морфологические изменения в слизистой оболочке полости рта и ее рецепторном аппарате под влиянием съемных протезов: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня докт. мед. наук : спец. 14.00.21«Стоматолопя» / З.С. Василенко. - КиТв, 1977. - 51 с. Гожая Л.Д. Аллергические заболевания в ортопедической стоматологии. / Л.Д. Гожая - М. : Медицина, 1988 - 1б0с. Писаренко О.А. Клшко-технолопчш аспекти пщвищення мщню-них параметрiв повних зшмних пластинкових протезiв на верх-ню щелепу: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.22 - «Стоматолопя» / О.А. Писаренко. - Полтава, 2001. - 21 с.
Остроголов Д.Ф. Пщвищення ефективност ортопедичного ль кування хворих за рахунок змщнення пластмасових базиЫв зшмних зубних протезiв: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.22 «Стоматолопя» / Д.Ф. Остроголов. - Полтава, 2011. - 18 с.
