CC BY
13
ЭО! 10.29254/2077-4214-2018-4-2-147-246-249
УДК 616.314-089.28/29-76/77-025.13:615.463.015.16-07
Оджубейська О. Д., Король Д. М., Рамусь М. О., Король М. Д.
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ТРИВАЛОСТ1 ЦЕМЕНТНИХ ЗРАЗК1В ПРИ ЦИКЛ1ЧНОМУ СТИСКУ УкраТнська медична стоматолопчна академiя (м. Полтава)
Зв'язок публшацм з плановими науково-дослщ-ними роботами. Робота е фрагментом комплексно!' iнiцiативноí теми кафедри пропедевтики ортопедич-но!' стоматологи УМСА "Новi пiдходи до дiагностики та лiкування вторинно!' аденти, уражень тканин паро-донту та СНЩС у дорослих", (№ державно!' реестраци 0117и000302).
Вступ. Незнiмнi конструкци у загальтй структур! всiх зубних протезiв становлять 70-80%, !'х розповсю-джетсть у 3 рази бiльша, тж знiмних. Частота за-стосування незтмних протезiв розподiляеться таким чином: 37,7% - одиночт коронки, 29,4% - мостопо-дiбнi протези, 1,45% - штифтовi зуби, 0,7% - вкладки [1,2,3].
Важливою причиною короткого користування не-знiмними протезами е розцементування коронок, що становить 21% вщ усiх ускладнень. Причини, як! призводять до розцементування незнiмних кон-струкцм: 1) низькi коронки опорних зубiв; 2) неяюс-но виготовленi протези (нещтьне прилягання кра!'в коронки до шийки зуба); 3) поломка протеза; 4) по-рушення правил замшування цементу; 5) порушен-ня технологи фшсацп; 6) карiес та його ускладнення, запальт процеси крайового пародонта та перюдон-ту [4].
Цементи для ф^саци повиннi бути достатньо стй кими до впливу середовища порожнини рота та за-безпечувати мiцний зв'язок за рахунок мехатчного зчеплення та адгези [5,6,7,8].
В'язюсть цементу та пов'язанi з нею гщроди-намiчнi явища чинять значний отр пiд час фтсаци незнiмних конструкцiй зубних протезiв. У наслщок цього часто не вдаеться домогтися оптимального оклюзмного та марпнального спiввiдношення протеза. Необхiдне зусилля, щоб довести до мiнiмуму можливу втрату точност [9,10,11].
Мета дослщження. Провести дослiдження три-валостi цементних зразюв при циклiчному стиску.
Об'ект I методи досл1дження. Для вирiшення по-ставлених у роботi завдань проведено дослщження 6 цементiв для постмно!' фiксацií незнiмних конструк-цм зубних протезiв. 1з них 2 цинк-фосфатт цементи: висцин та adhesor; 2 полiкарбоксилатнi цементи: бе-локор i durelon; 2 склоiономернi цементи: стион-ф ! restocem-pl.
Зразок становить собою зуб з укртленою на ньому за допомогою цементу коронкою. Для випро-бування виготовлено 6 партш зразкiв (по 3 зразки в парти) .
Для проведення дослщження був застосований спе^альний стенд, який дозволяе випробувати зразки на ци^чний стиск з частотою навантаження 5,4 Гц, або 324 цикли за хвилину та посиленням стиску в ци^ вщ 10 до 100 кгс. Схема установки наведена на рисунку. На жорсткм станин 1 розмЩеш рама 2 з втулкою 8, що направляе, корпус 13, в якому встанов-лений вал 12, електродвигун 16 та лiчильник 15. Вюь
вала та вкь втулки, що направляе, взаемноперпен-дикулярш та лежать в однш площиш. З одного боку вал за допомогою клиноремшно!' передачi зв'язаний з електродвигуном та лiчильником. На другому боц! вала розмЩений ексцентрик 11 з ексцентрисите-том, який регулюеться. На пальц 10 ексцентрика знаходиться пщшипник 9. У втульц^ яка направляе, встановлений втьноковзаючий штовхач 7. У нижнiй частит рами встановлений зразковий динамометр ДОСМ - 3 - 0,1 для вимiрювання посилення стиску. У верхнш частит динамометра е опора 4. В опорi та штовхачi е виточки, в як вставлен свинцевi вкладки 6. Зразок 5, що дослщжуеться, встановлюеться на свинцеву вкладку опори, а зверху на коронку спира-еться свинцева вкладка штовхача.
До початку випробування необхщно встанови-ти радiус ексцентрика, вiдповiдний вибраному на-вантаженню. Поворотом ексцентрика палець уста-новлюеться в максимально верхне положення. При цьому зазор мiж пщшипником i площиною штовхача повинен бути близько 3 мм. Щоб установити зразок, потрiбно пщняти штовхач i опустити його на зразок. Провернути вручну ексцентрик. При цьому пщшипник буде дотикатися з площиною товкача i через зразок придавить пружину динамометра, яка покаже зусилля, що зростае у зразку до максимального зна-чення, а по™ його зменшення до 0. Якщо при цьому виявиться, що зусилля менше заданого, то необхщно пщняти динамометр за допомогою прокладок. Пюля цього встановити лiчильник на 0 i вмиканням елек-тродвигуна розпочати ци^чне навантаження зраз-ка (рис.).
15 14 12 I/
Рис. Схема стенда для дослщження цементних зразшв при ци^чному стиску. 1 - станина, 2 - рама, 3 - динамометр ДОСМ-3-0,1, 4 - опора, 5 - зразок, 6 - свинцевi вкладки,
7 - товкач, 8 - втулка, 9 - пщшипник, 10 - палець, 11 - ексцентрик, 12 - вал, 13 - корпус, 14 - клиноремшна передача, 15 - лiчильник кшькосп оберлв СКО -1, 16 - електродвигун АОЛ -012/14.
Нами були вибраш три рiвнi максимальних зусиль стиску 25 ± 1,40 ± 1,60 ± 1 кгс, при яких визначалася ци^чна тривалiсть зразкiв. Тривалiсть виражаеться числом циклiв, якi витримуе зразок до руйнування при вибраних рiвнях навантаження. За руйнування зразка була прийнята втрата утримуючоТ властивос-т цементу, яка виражаеться в незначному змЦенн1 коронки вiдносно зуба при прикладенш слабкого статичного зусилля (2-3 кг) для вщриву коронки вщ зуба.
Для визначення руйнування в процеа випробу-вання зразка навантаження переривалося, зразок зшмався i пщ мiкроскопом МБС - 9 обстежувався стан цементноТ кромки мiж краем коронки i зубом. Пiсля цього утримували зуб пальцями одшеТ руки, а шшою за допомогою металевого крючка i дозовано-го навантаження робилася спроба стягнути коронку. Коли настав такий стан, при якому коронка починала змщуватися вщносно зуба, випробування припиня-лося i фiксувалася кiлькiсть циклiв руйнування. Спо-стереження пщ мiкроскопом i перевiрка цЫсносп з'еднання коронки з зубом проводилося до 104 ци-клiв через кожну тисячу ци^в; 2 • 104- через кожн1 двi тисяч^ до 5 • 104 - через п'ять тисяч i далi до руйнування або припинення випробування через кожн1 десять тисяч ци^в.
Результати дослiдження та Тх обговорення. По-рiвняльний аналiз механiчних властивостей на стиск стоматологiчних цеменлв для постшноТ фтсаци показав, що отриманi деформацiйнi кривi мають сутте-во рiзний вид для рiзних цементiв, якi використову-валися в експериментг
Цинк-фосфатний цемент ЛдЬеэог та склоюномер-ний цемент Restocem-PL не проявляють пластичностi, Тхш деформацшш кривi мають тiльки лiнiйну пружну дшянку, а руйнування мае крихкий характер.
З шшого боку, полтарбоксилатш цементи Бело-кор, Durelon та склоюномерний цемент Стион-Ф проявляють досить помяну пластичнiсть з явно ви-раженою межею плинностi, яка вщповщае початку вiдхилення вiд лшшноТ дтянки.
Далi напруга деформацп зростае, причому коли вона досягае максимуму, пластична деформащя може складати декшька вщсотшв. Падiння напруги в процесi наступноТ пластичноТ деформацп напевно пов'язане з утворенням стшких смуг зсуву, як вини-кають за рахунок руйнування зшивання у вiдповiд-них площинах ковзання.
У результат цi процеси призводять до збшьшен-ня поперечного перерiзу зразка (спостер^аеться так звана бочкоподiбнiсть зразка), що призводить до необхщносл збiльшення деформуючих зусиль для пiдтримки пластичноТ деформацп.
Цинк-фосфатний цемент Висцин займае деяке промiжне положення мiж двома опи-саними вище типами деформацiйних кри-вих. Вiн на вiдмiну вщ цинк-фосфатного цементу Adhesor та склоюномерного цементу Restoсem-PL пiсля пружноТ дiлянки переходить у стадш пластичноТ деформацп, однак, при досягненш пластичноТ деформацп в межах дектькох вiдсоткiв, настае руйнування зразка, яке мае квазтрихкий характер (та-блиця 1).
Таблиця 1.
Середн показники межi мiцностi фiксуючих цементiв на стиск (кг/см2)
№ п/п Найменування цеменлв Межа мщносп (М+m)
1 Висцин 1030 ± 40
2 Adhesor 1590± 60
3 Белокор 840 ± 40
4 Durelon 820 ± 30
5 Стион - Ф 1360± 50
6 Restocem - PL 1210± 50
При цьому для Adhesor, Restocem-PL i Висцин ця величина визначалася як напруга в момент руйну-вання зразка, а для Белокор, Durelon та Стион-Ф - як напруга в максимумi деформацшноТ кривоТ. Видно, що всi ц величини лежать у межах 800-1600 кг/см2.
Таким чином, ус дослщжеш цементи мають досить значш параметри мiцностi, але наявнiсть в окремих матерiалах пластичноТ деформацп дозволяе передбачити, що саме полтарбоксилатш цементи повинш мати бiльш високi функцюнальш властивос-тi. У зв'язку з тим, що навантаження у мостоподiбних протезiв бiльше, нiж у поодиноких коронок, при Тхнш фтсацп потрiбно використовувати цинк-фосфатнi та склоiономернi цементи.
Дослщження тривалостi (числа циклiв навантаження до руйнування модельних зразмв) проведено вперше у стоматологiчнiй практицк Пiдкреслимо, що такi дослiдження, на наш погляд, найбтьш адекватно моделюють реальну ситуацю
Для дослщження було виготовлено по три зразки в кожному iз шести видiв цементiв.
Зразок становить собою зуб iз укрiпленою на ньому за допомогою цементу коронкою iз нержави ючоТ сталi. Торцi цього зразка зроблеш плоскопара-лельними для того, щоб здiйснити одновiснi стиска-ючi навантаження.
У таблицi 2 наведет показники тривалосп це-ментних зразшв при циклiчному стиску. Найтривали шим виявився зразок цинк-фосфатного цементу Висцин, добрi показники мають склоюномерш цементи Restocem-PL та Стион-Ф, дещо нижчi показники у полiкарбоксилатних цеменлв Белокор та Durelon, а найнижча тривалiсть виявилась у цинк-фосфатного цементу Adhesor.
Тривал^ь зразкiв визначаеться такими власти-востями як мiцнiсть безпосередньо цементу, так I адгезiею цементу до зуба та коронки, тобто тими властивостями, ям вивчеш при мщносл на стиск та адгезивних властивостях.
Спiльний аналiз указаних властивостей показуе, що найбшьшу тривалiсть, тобто найкращi функцю-
Таблиця 2.
Показники тривалосп N- числа циклiв до руйнування зразшв цементiв
№ п/п Найменування цеменлв Pmax ( Н )
250 400 600
1 Висцин (9+1) • 108 (1+0,14) • 107 (9+1) • 105
2 Adhesor (4+0,48) • 105 (1+0,14) • 105 (3+0,26) • 104
3 Белокор (7+0,69) • 105 (1,5+0,16) • 105 (3,5+0,41) • 104
4 Durelon (12+1,18) • 105 (2+0,38) • 105 (4,5+0,51) • 104
5 Стион-Ф (30+3,12) • 105 (3,5+0,41) • 105 (5+0,53) • 104
6 Restocem-PL (1+0,14) • 108 (5+0,53) • 106 (3,5+0,41) • 105
нальш властивост мають т цементи, якi, з одного найбтьш придатний комплекс властивостей мають
боку, не проявляють крихк властивосп, i, з iншого цинк-фосфатний цемент Висцин та склоюномерш
бокУ, мають кращi адгезивш характеристики. цементи Стион-Ф i Р1еБ^сет-Ри Це найбiльш наочно
Очевидно, що руйнування модельних зразмв при „;„,.„„„„„„„.,...,.„ ..............
|"| ^ ^ пiдтверджуеться при вивченш тривалостi цементних циклiчному навантаженш може статися, унаслiдок
, а а зразшв при циклiчному стиску, що моделюе реальну
втрати зв'язку мiж цементом i коронкою або зубом, г , ^ ' " ^ м г '
так i унаслiдок руйнування цементу. cитуацiю.
Для крихких цементiв руйнування можливе на- Перспективи подальших досл1джень. Даш
вiть при малих навантаженнях i невеликому чиcлi тературних джерел свщчать про значний прогрес у
ци^в навантаження внаcлiдок можливих великих розробках технологи фшсацм незнiмних конструкцш
перенапружень поблизу неминучих дефектiв це- зубних протезiв. У cучаcнiй cтоматологiчнiй практицi
ментного шару (т^щини, каверни i т. п.). застосовуються найрiзноманiтнiшi цементи. Проте в
Для цеменлв, якi волод^ть пластичшстю, така небезпека значною 1^рою може бути знижена пластичною релаксащею, яка знiмаe вказанi перенапру-
лiтературi недостатньо шформаци про вплив цемен-TiB на тканини порожнини рота, а тому ми вважае-
ження та забезпечуе бтьшу тривалiсть. мо за Д0Цiльне вивчення бюл°тн°т впливу рiзних
Висновок. Отриманi результати фiзико-меха- видiв цементiв на тканини порожнини рота, а осо-шчних властивостей цементiв свiдчать про те, що бливо на тканини зуба та оргашзм у цтому.
Лггература
1. Abakarov SI, Kurbanov OR, Abdurakhmanov AI, redaktory. Ortopedicheskaya stomatologiya (nesyemnoye zubnoye protezirovaniye). GEOTAR-Media; 2015. 456 s. [in Russian].
2. Vyazmitina AV, Usevich AV, redaktory. Materialovedeniye v stomatologic Rostov-na-Donu: Feniks; 2002. 352 s. [in Russian].
3. Gritsay IG. Issledovaniye prichin snyatiya nesyemnykh zubnikh protezov. Institut stomatologic 2004;(1):78-9. [in Russian].
4. Opanasyuk YuV, Reketchuk MP. Termin korystuvannya ta prychyny znyattya neznimnykh konstruktsiy zubnykh proteziv (sered zhyteliv Ivano-Frankivs'koyi oblasti). Aktualni problemy ortopedychnoyi stomatolohiyi. Ivano-Frankivs'k; 1995. s. 132-3. [in Ukrainian].
5. Doynikov AI, Sinitsin AI, redaktory. Zubotekhnicheskoye materialovedeniye. M.: Meditsina; 2006. 207 s. [in Russian].
6. Korol MD, Odzhubeyska OD, redaktory. Tsementy dlya fiksatsiyi neznimnykh proteziv. Vinnytsya: Nova knyha; 2006. 96 s. [in Ukrainian].
7. Litvishko IV. Tsementy dlya fiksatsii nesyemnykh zubnykh protezov - klinicheskiye trebovaniya, pokazaniya k primeneniyu, preimushchestva i nedostatki, perspektivnyye razrabotki. Visnik stomatologii. 2009;(3):75-8. [in Russian].
8. Ngo Kh. Posledniye dostizheniya v oblasti stekloionomernykh tsementov. Sovremennaya stomatologiya. 2003;(2):8-11. [in Russian].
9. Zhulev YeN. Nesyemnyye protezy: teoriya, klinika i laboratornaya tekhnika. 4-ye izdaniye. N. Novgorod: Nizhegorodskaya gosudarstvennaya meditsinskaya akademiya; 2002. 365 s. [in Russian].
10. Korol MD, Odzhubeyska OD, Dotsenko VI, redaktory. Materialoznavstvo u stomatolohiyi. Vinnytsya: Nova knyha; 2008. 240 s.[in Ukrainian].
11. Korol MD, Odzhubeyska OD, redaktory. Stomatolohichne materialoznavstvo. Poltava: FOP Myron I.A.; 2018. 176 s. [in Ukrainian].
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ТРИВАЛОСТ1 ЦЕМЕНТНИХ ЗРАЗК1В ПРИ ЦИКЛ1ЧНОМУ СТИСКУ Оджубейська О. Д., Король Д. М., Рамусь М. О., Король М. Д.
Резюме. В робот представлен методика i результати проведення дослщження цементних зразшв при ци^чному стиску. Було проведено дослщження 6 цеменлв для постшноТ фтсацп незшмних конструкцш зубних протезiв. 1з них 2 цинк-фосфатш цементи: Висцин та Adhesor; 2 полтарбоксилатш цементи: Белокор i Durelon; 2 склоюномерш цементи: Стион-Ф i Restocem-PL.
Результати дослщження фiзико-механiчних властивостей цеменлв свiдчать про те, що найбтьш придатний комплекс властивостей мають цинк-фосфатний цемент Висцин та склоюномерш цементи Стион-Ф i Restocem-PL. Це найбтьш наочно шдгверджуеться при вивченш тривалост цементних зразшв при ци^чному стиску, що моделюе реальну ситуацю
Ключовi слова: стоматологiчнi цементи, зубнi коронки, фiксацiя, циклiчний стиск.
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ ОБРАЗЦОВ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ СЖАТИИ Оджубейская О. Д., Король Д. М., Рамусь М. О., Король М. Д.
Резюме. В работе представлены методика и результаты проведения исследования цементных образцов при циклическом сжимании. Было проведено исследование 6 цементов для постоянной фиксации несъемных конструкций зубных протезов. Из них 2 цинк-фосфатные цементы: Висцин и Adhesor; 2 поликарбоксилат-ные цементы: Белокор и Durelon; 2 стеклоиономерные цементы: Стион- Ф и Restocem - PL.
Результаты исследования физико-механических свойств цементов свидетельствуют о том, что наиболее пригодный комплекс свойств имеют цинк-фосфатный цемент Висцин и стеклоиономерные цементы Стион-Ф и Restocem - PL. Это наиболее наглядно подтверждается при изучении длительности цементных образцов при циклическом сжатии, которое моделирует реальную ситуацию.
Ключевые слова: стоматологические цементы, зубные коронки, фиксация, циклическое сжимание.
EVALUATION OF THE CEMENT SAMPLES ENDURANCE UNDER THE CYCLIC COMPRESSION Odzhubeiska O. D., Korol D. M., Ramus M. O., Korol M. D.
Abstract. The method and results of cement samples evaluation under the cyclic compression are presented in the paper. The study included 6 cements for permanent fixation of non-removable dentures, namely, 2 zinc phosphate cements - Viscine and Adhessor, 2 polycarboxylate cements - Belokor and Durelon and 2 glass ionomer cements - Stion-F and Restocem-PL.
The sample corresponded to a tooth with the crown which was fixed with cement. For testing, 6 batches of samples were manufactured (3 samples per batch).
The special test bench was used in the process of investigation which made it possible to test the samples applying the cyclic compression with the load frequency of 5.4 Hz or 324 cycles per minute and the increase in the cyclic compression from 10 to 100 kgf.
Three levels of maximum compression efforts were chosen: 25 + 1,40 + 1.60 + 1 kgf at which the cyclic endurance of the samples was determined. Endurance was evaluated by the number of cycles which the sample withstood before destruction at chosen load levels. The loss of cement retaining property was accepted as sample destruction which was distinguished in the insignificant crown displacement in relation to tooth with the application of weak static force (~ 2-3 kg) for crown separation from tooth.
The comparative analysis of the mechanical compressive properties of dental cements for permanent fixation has determined that the resulting deformation curves were significantly different for various cements used in the experiment.
All studied cements have fairly significant strength parameters, but the presence of plastic deformation in individual materials suggests that polycarboxylate cements should have higher functional properties.
Considering the fact that the load on dental bridges is greater than on individual crowns, the zinc phosphate and glass ionomer cements are advisable to use while fixing them.
The research results of the physical and mechanical properties of cements have determined that zinc phosphate cement Viscine and glass ionomer cements Stion-F and Restocem-PL have the most advisable complex of properties. This fact is the most clearly confirmed while studying the cement samples endurance under the cyclic compression which simulates the real conditions.
Key words: dental cements, dental crowns, fixation, cyclic compression.
Рецензент - проф. Ткаченко I. М.
Стаття наджшла 13.11.2018 року
