CC BY
18
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 164-167
Раздел III
МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И РАЗРАБОТКА ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ
УДК: 616.314-089.27+53]:621.371
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЧНОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМПОЗИТНЫХ ПЛОМБИРОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДО И ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
А.А. КУНИН, Н.С. МОИСЕЕВА, Я.А. ТУРОВСКИЙ
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации, ул. Проспект Революции, 14, Воронеж, 394036, Россия, e-mail: [email protected]
Аннотация. Известно, что пломбировочные материалы для профилактики и лечения кариеса зубов состоят из разнообразных компонентов, включая синтетические полимеры, играющие не последнюю роль в формировании основной структуры этих материалов и характеристике их физико-химических свойств. Необходимость изменения и усовершенствования структурных характеристик полимерных восстановительных материалов с помощью электромагнитного поля с целью улучшения их физико-механических свойств послужили инициирующим фактором нашего исследования.
Согласно цели и задачам исследования нами изучены физико-механические свойства восстановительных полимерных материалов до и после воздействия электромагнитного поля.
Анализ полученных данных показывает наличие структурных изменений физико-механических свойств композитных пломбировочных материалов после воздействия электромагнитного поля, а именно увеличение их прочности при сжатии, диаметральном разрыве и изгибе.
Полученные результаты исследований способствуют изучению закономерностей изменения физико-механических свойств восстановительных материалов под влиянием электромагнитного поля.
Ключевые слова: электромагнитное поле, композитные пломбировочные материалы на полимерной основе, физико-механические свойства.
COMPARATIVE EVALUATION OF PHYSICAL AND MECHANICAL STRENGTH PARAMETERS OF COMPOSITE FILLING MATERIALS BEFORE AND AFTER EXPOSURE
ELECTROMAGNETIC FIELD
А.А. KUNIN, N.S. MOISEEVA, Ya.A. TUROVSKIJ
The State Budgetary Institution of Higher Professional Education «Voronezh State N.N. Burdenko Medical University» of the Ministry of Public Health of the Russian Federation, Str. Avenue of Revolution, 14, Voronezh, 394036, Russian, e-mail: [email protected]
Abstract. It is well-known that dental filling materials used for prevention and treatment of dental caries consist of various components including synthetic polymers playing an important role in the formation of the main structure of these materials and characterizing their physical and chemical properties. The necessity to development and improvement of structural characteristics of polymeric dental filling materials for the purpose of caries prevention and their life duration increase served as the initiating factor of this research.
According to the purpose research and challenges, the authors studied physical, mechanical and strength properties of composite filling materials before and after exposure electromagnetic field.
The obtained data show the presence of micro-structural changes in physical, mechanical and strength properties of composite filling materials after exposure electromagnetic field including its durability on pressure, direct breach and bend.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 164-167
Received results will promote study of the physical and mechanical regularity changes of filling materials by exposure electromagnetic field.
Key words: electromagnetic field, dental polymeric filling materials, physical and mechanical properties.
Актуальность проблемы. В настоящее время, в связи с высоким уровнем заболеваемости кариесом зубов, разработано большое количество лечебных технологий, однако, большинство из них не обеспечивают высокого качества и своевременности проводимого лечения. Именно поэтому детальное изучение физико-механических свойств пломбировочных материалов способствует поиску новых, более эффективных методов лечения кариеса зубов [2,4].
Одной из основных целей современной стоматологии является создание «идеального» материала для восстановления зуба. На это направлено изучение строения и свойств материалов, а также закономерностей изменения этих свойств под влиянием физических и механических факторов. Требования к «идеальному» пломбировочному материалу были сформулированы еще Миллером в конце XIX века, но актуальны и сегодня. «Идеальный» пломбировочный материал должен обладать следующими свойствами:
- биосовместимость;
- противостояние всем негативным воздействиям среды полости рта;
- обеспечение прочной и постоянной связи со структурой твердых тканей зуба;
- полное воспроизведение внешнего вида твердых тканей зубов;
- обладание комплексом физико-механических свойств, соответствующих свойствам восстанавливаемых натуральных тканей и, более того, способствование их оздоровлению и регенерации.
На пути к созданию «идеального» материала внедряются новые технологии, улучшающие физико-химические и физико-механические характеристики материалов, которые труднореализуемы. Особое место в направлении улучшения физико-механических характеристик пломбировочных материалов на полимерной основе отводится методам направленного изменения морфологии материалов путем воздействия на них термической и химической обработкой, облучением, деформированием, а также магнитными, электрическими или ультразвуковыми полями.
Исследованиями, проведенными отечест-
венными и зарубежными учеными по изучению влияния на изменение структуры в жидких полимерах магнитными и электрическими полями показано улучшение их физико-механических характеристик [1,3,4]. Опираясь на эти данные, можно спрогнозировать еще большее увеличение прочностных показателей композитных пломбировочных материалов на полимерной основе, обработанных физическими полями.
Было бы целесообразным проанализировать влияние электромагнитного поля на прочностные свойства композитных пломбировочных материалов, что, возможно, приведет к повышению их прочности и другим физико-механическим изменениям.
Материалы и методы исследования. Согласно цели и задачам исследования в стоматологической поликлинике ВГМУ им. Н.Н. Бурденко на базе кафедры факультетской стоматологии совместно с Воронежским государственным лесотехническим университетом им. Г.Ф. Морозова и фирмой производителем расходных стоматологических материалов ООО «Ра-дуга-Р», г. Воронежа нами были изучены физико-механические свойства полимерных восстановительных материалов при воздействии на них электромагнитного поля. Для исследования были отобраны гибридные и макро- наполненные материалы.
Для проведения исследования in vitro нами были использованы композитные пломбировочные материалы фирмы Heraeus Kulzer, Германия и Dentsply, США, а именно Charisma, Solitaire и Spectrum в количестве 60 образцов (табл. 1).
Из табл. 1 следует, что образцы полимерных восстановительных материалов двух групп были равнозначно распределены.
Методика подготовки образцов: каждый образец группы исследования предварительно помещали в установку для обработки полимерных материалов в постоянном электромагнитном поле на 20 минут при показателях напряженности магнитного поля в 20*104-24*104 А/м [4]. Затем образцы материалов двух групп в количестве 60 штук отверждали светом полимеризационной лампы синего цвета (длина волны не менее 420 нм) в течение 40 сек (табл. 1).
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 164-167
Таблица 1
Распределение пломбировочных композитных материалов до и после воздействия электромагнитного поля
Группа Название материала Количество образцов (шт.)
I группа исследования (с воздействием Электром агнитного поля) Charisma 10 (16,67%)
Solitaire 10 (16,67%)
Spectrum 10 (16,67%)
II группа контрольная (без электромагнитного поля) Charisma 10 (16,67%)
Solitaire 10 (16,67%)
Spectrum 10 (16,67%)
Всего 60 (100%)
Для определения физико-механических свойств пломбировочного материала Charisma, Solitaire и Spectrum после обработки электромагнитным полем были проведены испытания на прочность по ГОСТ Р 31574-2012, включающие определение прочности при диаметральном разрыве и изгибе. Для всесторонней оценки физико-механических свойств пломбировочных композитных материалов также нами были проведены испытания по определению прочности при сжатии, не входящие в ГОСТ Р 31574-2012.
Испытания по определению предела прочности композитного пломбировочного материала проводились на испытательной машине
ИР 5040-1.
Для статистической обработки результатов исследования был использован стандартный пакет прикладных программ Statistica 8.0 фирмы Statsoft. Перед статистическим анализом результатов исследования конкретная копия программы верифицировалась на тестовых выборках с известными свойствами и результатами. В рамках описательной статистики рассчитывались следующие параметры: стандартная ошибка среднего, эксцесс, асимметрия, минимальное значение ряда данных, максимальное значение ряда данных. В качестве показателя разброса данных мы использовали вариацион-Таблица 2 ный размах Mean (min/max). Для сравнения групп нами был применен непараметрический критерий различия U-критерий MannWhitney, при этом учитывался эффект множественных сравнений. При обработке статистических данных значимыми считались различия при p<0,05, полученные при множественном сравнении.
Результаты и их обсуждение. В процессе проведенных исследований были обнаружены изменения физико-механических свойств композитных пломбировочных материалов.
В результате проведенных испытаний по определению физико-механических свойств материалов получен положительный результат увеличения прочности при сжатии, диаметральном разрыве и изгибе после воздействия электромагнитного поля на пломбировочный материал (табл. 2).
Из табл. 2, характеризующей прочностные параметры композитного материала Charisma при сжатии, следует, что в контрольной группе без воздействия электромагнитного поля средняя величина приложенной к образцу нагрузки для его разрушения составляла 3153,120 (3023,800/3313,700) Н, а в группе исследования 4617,820 (4484,800/4791,400), что свидетельствует об увеличении прочности материала. Различия по данному признаку между контрольной группой без воздействия и группой исследования после воздействия электромагнитного поля являются статистически достоверными (p<0,01).
Показатели прочности композитных пломбировочных материалов до и после воздействия электромагнитного поля
Пломбировочные материалы Электромагнитное поле Сжатие (Н) Mann-Whithey Utestp-level) Диаметральный разрыв (Н) Mann-Whithey Utestp-level) Изгиб (Н) Mann-Whithey U test p-level)
Mean (min/max)
Charisma - 3153,120 (3023,800/ 3313,700) p<0,01 923,100 (864,300/ 995,400) p<0,05 20,880 (20,100/ 21,700) p<0,05
+ 4617,820 (4484,800/ 4791,400) 1027,900 (992,100/ 1059,200) 22,360 (21,400/ 23,200)
Solitaire - 3304,820 (3298,000/ 3311,000) p<0,01 1247,340 (1105,100/ 1388,100) p<0,5 20,660 (18,900/ 22,100) p<0,01
+ 3346,620 (4321,900/ 43999,100) 1095,340 (1012,100/ 1191,400) 24,320 (22,500/ 26,200)
Spectrum - 3913,600 (3814,400 /4028,800) p<0,5 1089,100 (1001,700/ 1185,600) p<0,01 24,060 (19,500/ 28,700) p<0,5
+ 4110,700 (3910,100/ 4408,500) 1315,720 (1250,100/ 1437,800) 28,740 (21,800/ 34,000)
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 2З, № З - P. 164-167
При испытании на диаметральный разрыв материала Charisma наблюдалась та же тенденция увеличения прочностных свойств материала: в контрольной группе без воздействия электромагнитного поля средняя величина приложенной к образцу нагрузки составляла 923,100 (864,300/995,400) H, а в группе исследования 1027,900 (992,100/1059,200). Различия по данному признаку между контрольной группой без воздействия и группой исследования после воздействия электромагнитного поля являются статистически достоверными (p<0,05).
При испытании на изгиб материала Charisma также происходило увеличение прочностных свойств материала: в контрольной группе без воздействия электромагнитного поля средняя величина приложенной к образцу нагрузки составляла 20,880 (20,100/21,700) H, а в группе исследования 22,360 (21,400/23,200), что свидетельствует об увеличении прочности материала. Различия по данному признаку между контрольной группой без воздействия и группой исследования после воздействия электромагнитного поля являются статистически достоверными (p<0,05).
В пломбировочном материале Solitaire наблюдалась та же тенденция увеличения прочности при сжатии с 3304,820 (3298,000/3311,000) Н в контрольной группе до 3346,620
Литература
1. Попов В.Ы., Латынин A^. К созданию клееной древесины повышенной прочности на основе клеев, модифицированных воздействием комбинированных физических полей // Aктуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2014. Т.2 , № 2.1. DOI: 10.12737/3004.
2. Попов В.Ы., Новиков A.^, Кондратенко И.Ю., Попов Д.В., Дрындин И.И. Пат. 2327717 Российская Федерация, ЫПК C08L 63/00, C09J 9/02. Способ получения полимерных композиционных материалов; заявитель и патентообладатель ВГЛTA. № 2006146711/04; заявл. 26.12.2006 ; опубл. 27.06.2008.
3. Попов В.Ы., Иванов A^., Ыурзин В.С., Новиков A.tt, Шестакова В.В., Латынин A^. Пат. 2328788 Российская Федерация, ЫПК Н0^ 13/00. Устройство для намагничивания; заявитель и патентообладатель ВИт. № 2007115746/09; заявл. 25.04.2007; опубл. 10.07.2008 // Бюл. № 19.
4. Кунин A.A., Беленова ИА., Ребриев Е.Ю. Применение фотодинамотерапии для отверждения композиционных пломбировочных материалов // Вестник новых медицинских технологий. 2013. №2. С. 202-204.
5. Kunin A.A., Evdokimova A., Moiseeva N.S. Age-related differences of tooth enamel morphochemistry in health and dental caries // EPMA Journal. 2015. Vol. 6, Suppl. 3. URL:http://www.epmajournal.com/content/ 6/1/3 (дата обращения: 22.12.2015).
(3321,900/3399,100) Н в группе исследования; при изгибе с 20,660 (18,900/22,100) Н в контрольной группе до 24,320 (22,500/26,200) Н в группе исследования. Таким образом, различия по данному признаку между контрольной и группой исследования являются статистически достоверными (р<0,01).
В пломбировочном материале Spectrum также наблюдалась тенденция увеличения прочности. Так, например, при диаметральном разрыве прочностные параметры материала увеличились с 1089,100 (1001,700/1185,600) Н в контрольной группе до 1315,720 (1250,100/1437,800) Н в группе исследования. Таким образом, различия по данному признаку между контрольной и группой исследования являются статистически достоверными (p<0,01).
Выводы. Анализ полученных данных показывает наличие микроструктурных изменений физико-механических свойств композитных пломбировочных материалов после воздействия электромагнитного поля.
Полученные результаты исследований способствуют изучению закономерностей изменения физико-механических свойств восстановительных материалов под влиянием электромагнитного поля.
References
Popov VM, Latynin AV. By building plywood increased strength adhesives based on modified combined influence of physical fields. Aktual'nye napravle-niya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika. 2014;2(2.1). DOI: 10.12737/3004. Russian.
Popov VM, Novikov AP, Kondratenko IYu, Popov DV, Dryndin II, inventors; Sposob polucheniya polimer-nykh kompozitsionnykh materialov; zayavitel' i paten-toobladatel' VGLTA. Russian Federation patent RU 2327717; 2008. Russian.
Popov V.M., Ivanov A.V., Murzin V.S., Novikov A.P., Shestakova V.V., Latynin A.V. Pat. 2328788 Rossiyskaya Federatsiya, MPK N01F 13/00. Ustroystvo dlya namagnichivaniya; zayavitel' i patentoobladatel' VGLTA. - № 2007115746/09; zayavl. 25.04.2007; opubl. 10.07.2008 // Byul.- № 19.
Kunin AA, Belenova IA, Rebriev EYu. Application of photodynamotherapy for solidification of composite materials. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2013;2:202-4. Russian.
Kunin AA, Evdokimova A, Moiseeva NS. Age-related differences of tooth enamel morphochemistry in health and dental caries. EPMA Journal. 2015;6(3). Available from: http://www.epmajournal.com/content/6/1/3.
