CC BY
235
2014, том 16 [12]
сравнительный анализ
микрогибридного и наногибридного композиционных материалов
С.В. Гаврикова, Д.Ю. Дьяченко, Д.В. Михальченко, А.В. Михальченко
Волгоградский государственный медицинский университет Кафедра пропедевтики стоматологических заболеваний Кафедра терапевтической стоматологии. г. Волгоград
Был проведен сравнительный анализ прочностных и напряженно-деформированных характеристик микрогибридного и наногибридного композитов в зубах с кариозными полостями IV класса по Блеку математическим методом конечных элементов. Выявлено, что в зубах с дефектами IV класса при физиологических жевательных нагрузках возникают чрезмерные напряженно-деформированные состояния, способные спровоцировать дефект коронковой части. При этом микрогибридный композиционный материал формирует чрезмерные нагрузки, превышающие норму в несколько раз, а наногибридный адекватно распределяет возникающее напряжение на твердые ткани зуба.
Ключевые слова: микрогибридный композит, нанокомпозит, метод конечных элементов, напряженно-деформированные состояния, точечные нагрузки.
Введение. В настоящее время одной из главных задач современной стоматологии является реставрация передней группы зубов. На стоматологическом рынке представлен широкий выбор композитных материалов. До последнего времени особой популярностью у врачей-стоматологов терапевтов пользовались микрогибридные композиты. Однако на смену им приходят нанокомпозиты. В связи с этим нас заинтересовал вопрос о прочности этих материалов, а также об их влиянии на твердые ткани зуба.
Цель исследования: сравнить прочностные и напряженно-деформированные характеристики микрогибридного и наногибридного композитов в зубах с кариозными полостями IV класса по Блеку.
Материалы и методы. В качестве представителя микрогибридных композитов был использован материал Filtek Z250, наногибридного — Filtek Z550 компании 3M ESPE. Данный выбор обусловлен широким применением этих фотокомпозитов врачами-стоматологами терапевтами для эстетической реставрации зубов. Для решения поставлен-
ной цели нами был использован математический метод конечных элементов для исследования напряженно-деформированных состояний верхних центральных резцов. Оценка прочности исследуемых материалов проводилась в компьютерной программе компании Autodesk. Использовалась демо-версия, предоставляемая на 30 дней. Основываясь на данных о средних размерах тканей зубов, производилось создание твердотелых трехмерных моделей центральных верхних резцов (с возможностью допустимой ошибки 5%) с последующим формированием поражения твердых тканей зубов класса IV по Блеку. Далее закладывались технические характеристики зубов и исследуемых материалов. После непосредственной подготовки выполнялось виртуальное пломбирование кариозных полостей микрогибридным и наногибридным композиционными материалами.
В восстановленных зубах были проверены прочностные характеристики материалов и нагрузки на твердые ткани зуба, соизмеримые с физиологическими нагрузками, которые будут испыты-ваться при совершении жевательных движений.
—--—
~ 9 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ).
2014, том 16 [12]
После получения данных исследования, нами был проведен сравнительный анализ композиционных материалов.
Результаты и их обсуждение. Нагрузку, равную 100Н (соответствует физиологической жевательной нагрузке), на исследуемые модели центральных верхних резцов прикладывали по центру зуба, а также в небно-вестибулярном направлении (перпендикулярно оси зуба).
Как известно, идеальными материалами для устранения дефектов в коронке зуба будут такие, модуль упругости которых будет совпадать с таковыми восстанавливающих тканей. Реставрация производилась по всем принципам пломбирования дефектов IV класса.
Нами было выявлено, что как микрогибридный, так и наногибридный композиты способны выдержать нагрузку в 100Н, а, значит, их прочностные характеристики достаточно высоки. Также установлено, что нагрузка, приложенная на небную поверхность зуба, вызывает асимметричное давление в месте контакта пломба-эмаль и появление в ряде случаев локальных чрезмерных напряжений в твердых тканях зуба.
Согласно полученным данным, нагрузки, возникающие в этом направлении при применении микрогибридного материала Filtek Z250, более чем в 3 раза превышают норму и соответствуют 33,06 МПа (предел прочности растяжения эмали равен 10 МПа). Значит, данный композит не способен адекватно восстановить деформацию IV класса. При применении Filtek Z250 в зубе возникают патологические напряжения в твердых тканях зуба, и может происходить разрушение места соединения материала и твердых тканей. В дальнейшем могут возникнуть такие осложнения, как функциональная перегрузка тканей периодонта, нарушение зубоальвеолярного соединения, отлом коронки зуба и др.
Наногибридный композиционный материал Filtek Z550 во всех направлениях приложенных
нагрузок равномерно и адекватно распределяет их на твердые ткани зуба, при этом все значения напряжений остаются в пределах нормы (полученное значение равно 8,42). В твердых тканях зуба не возникает патологических напряженно-деформированных состояний, что способствует нормальному функционированию зуба. Таким образом, при совершении акта жевания исследуемый зуб не находится в состоянии функциональной перегрузки и не передает чрезмерное напряжение на ткани периодонта.
Выводы
1. В зубах с дефектом IV класса при физиологической жевательной нагрузке возникают напряженно-деформированные состояния, способные спровоцировать дефект твердых тканей зуба.
2. Микрогибридный композиционный материал при пломбировании полостей IV класса формирует точечные запредельные нагрузки в твердых тканях зуба.
3. Наногибридный композиционный материал, используемый в реставрациях IV класса, адекватно и в пределах нормы распределяет возникающие жевательные нагрузки на твердые ткани зуба.
Заключение. На основании выводов, рекомендуется использовать при реставрации IV класса преимущественно наногибридные композиционные материалы, которые сочетают в себе высокие прочностные характеристики, равномерно распределяющиеся нагрузки и эстетические качества.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макеева И.М., Загорский В.А. Биомеханика зубов и пломбировочных материалов. М.: Бином, 2013.
2. Гайворонский И.В., Петрова Т.Б. Анатомия зубов человека. СПб.: Элби-СПб, 2005.
3. Колесников Л.Л., Чукбар А.В. Анатомия зубов: Учеб. пособие. 2-е изд-е. М.: Медицина XXI: Практическая медицина, 2007.
4. Дмитриенко С.В., Краюшкин А.И. Частная анатомия постоянных зубов. 1998.
—--—
~ 10 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ ЭЛ № ФС77-50518 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ (НЭБ) — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ).
2014, moM 16 [12]
comparative analysis microhybrid
and nanohybrid composite materials
S. V. Gavrikova, D. Y. Dyachenko, D. V. Mihalchenko, A. V. Mihalchenko
Volgograd State Medical University Department of propaedeutic stomatologic diseases Department of therapeutic stomatology; Volgograd
The comparative analysis strength and the intense deformed characteristics of microhybrid and nanohybrid composites in teeth with carious cavities of the IV class on Blek by a mathematical method of final elements was carried out. It is revealed that in teeth with defects of the IV class at physiological chewing loadings there are excessive intense deformed states capable to provoke defect of koronal part. This microhybrid composite material forms the excessive loadings exceeding norm several times, and nanohybrid adequately distributes the arising tension on solid tissues of tooth.
Key words: a microhybrid composite, a nanocomposite, a method of final elements, the intense deformed states, dot loadings.
REFERENCES
1. Makeeva I.M., Zagorskii V.A. Biomekhanika zubov i plombirovochnykh materialov. Moscow: Binom, 2013.
2. Gaivoronskii I.V., Petrova T.B. Anatomiya zubov cheloveka. St.Petersburg: Elbi-SPb, 2005.
3. Kolesnikov L.L., Chukbar A.V. Anatomiya zubov: Ucheb. posobie. 2-e izd-e. Moscow: Meditsina XXI: Prakti-cheskaya meditsina, 2007.
4. Dmitrienko S.V., Krayushkin A.I. Chastnaya anatomiya postoyannykh zubov. 1998.
