CC BY
47
УДК 616.314-77-034-036: 549.51: 539.87
ВИВЧЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТ1 ЗАСТОСУВАННЯ ОКСИД1В
МЕТАЛ1В ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧНИХ I КЛ1Н1ЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВНИХ ЗН1МНИХ ПРОТЕЗ1В Лi Сяокунь, Шi Сюе
ДЗ «Дншропетровська медична академiя МОЗ Украши»
Резюме
Представлены результаты изучения эффективности использования оксидов металлов для улучшения физико-механических и клинических характеристик полных съёмных протезов. Установлено, что наполнение акриловой базисной пластмассы оксидами металлов приводит к увеличению показателей ударной вязкости и сопротивления на излом, а также уменьшению водопоглощения и растворимости в воде, при этом наилучшие результаты получены для оксида циркония. Улучшение прочностных характеристик позволяет уменьшить толщину базиса полного съемного протеза на верхнюю челюсть, что облегчает адаптацию по показателям жевательных проб. Кроме того, снижение пористости и микрорастворимости пластмассы за счет введения наполнителя способствует улучшению состояния слизистой оболочки протезного ложа при протезировании.
Ключевые слова: акриловая пластмасса, оксид алюминия, оксид циркония, полный съёмный протез, физико-механические характеристики, жевательная эффективность.
Summary
The article presents the results of study of the effectiveness of using metal oxides to improve the mechanical and clinical characteristics of complete removable dentures. It was established that filling of acrylic base plastic material
with metal oxides leads to the increase in toughness performance and resistance to fracture and reduce the water absorption and solubility, while the best results were obtained for zirconium oxide. Improved strength characteristics allow reducing the thickness of the basis of complete removable denture on maxilla, which facilitates adaptation according to chewing tests. In addition, lower porosity and microsolubility of plastics because of filling improves the conditions of mucous membrane in prosthetics.
Key words: acrylic plastic, aluminum oxide, zirconium oxide, complete denture, physical characteristics, chewing efficiency.
Л^ература
1. Огородников М. Ю. Улучшение свойств базисных материалов, использующихся в ортопедической стоматологии: этапы развития, совершенствования и перспективные направления (обзор литературы) / М. Ю. Огородников // Стоматология. - 2004. - № 6. - С. 70-74.
2. Крайнш А. В. http://irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis nbuv/cgiirbis 64.exe?Z21ID=&I21DBN=EC&P21DBN=EC&S21STN=1&S21REF=10&S21FMT=f ullwebr&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=M=&S21COLORTERMS=0&S21STR =Покращення фiзико-механiчних властивостей пластмасових базишв зшмних протезiв (клшжо-лабораторне дослщження): автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.22 «Стоматолопя» / А. В. Крайнш. - К., 2002. - 20 с.
3. Писаренко О. А. http://irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis nbuv/cgiirbis 64.exe?Z21ID=&I21DBN=EC&P21DBN=EC&S21STN=1&S21REF=10&S21FMT=f ullwebr&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=M=&S21COLORTERMS=0&S21STR
=Кттко-технолопчт аспекти шдвищення якост повних зшмних протезiв на верхню щелепу: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.22 «Стоматолопя» / О. А. Писаренко. - Полтава, 2001. -24 с.
4. Darbar U. R. Denture fracture - a survey / U. R. Darbar, R. Huggett, A. Harrison // British Dental Journal. - 1994. - Vol.176. - P. 342-345.
5. Alhareb A. O. Effect of Al2O3/ZrO2 reinforcement on the mechanical properties of PMMA denture base / A. O. Alhareb, Z. A. Ahmad // Journal of Reinformation of Plastic Composites. - 2011. - Vol. 30. - P. 86-93.
6. Korkmaz T. Dynamic mechanical analysis of provisional resin materials reinforced by metal oxides / T. Korkmaz, A. Dogan, A. Usanmaz // Biomedical Materials. - 2005. - Vol. 15. - P. 179-188.
7. Effect of processing method on the dimensional accuracy and water sorption of acrylic resin dentures / [Wong D. M., Cheng L. Y., Chow T.W., Clark R.K.] // Journal of Prosthetic Dentistry. - 1999. - Vol. 81. - P. 300-304.
8. Ferracane J. L. Hygroscopic and hydrolytic effects in dental polymer networks / J. L. Ferracane // Dental Materials. - 2006. - Vol. 22. - P. 211-222.
9. Water sorption, solubility, and bond strength of two autopolymerizing acrylic resins and one heat-polymerizing acrylic resin /[ Cucci A. L., Vergani C. E., Giampaolo E. T., Afonso M.C.] // Journal of Prosthetic Dentistry. - 1998. - Vol. 80. - P.434-438.
Лебеденко И. Ю. Функциональные и аппаратурные методы исследования в ортопедической стоматологии / И. Ю. Лебеденко, Т. И. Ибрагимов, А. Н. Ряховский. - М.: МИА, 2003. - 128 с.
Питання оптимiзацil технологи акрилових пластмас залишаеться актуальним на сьогодш з огляду на те, що ця група матерiалiв використовуеться для виготовлення базишв зшмних зубних протезiв у 98% випадюв [1]. Однак, незважаючи на таку значну поширешсть, пластмасовi базиси мають низку серйозних недолтв, до яких, зокрема, належить недостатня мщшсть, що зумовлюе високий вщсоток поломок зубних протезiв (до 15% у перший рж користування). До того ж, оптимальний
термш служби, що вiдповiдаe 4-6 рокам, витримують лише 18-28% протезiв. При цьому 50-76% загально! кiлькостi зламаних протезiв припадають на повнi зтмт протези верхньо! щелепи [2, 3, 4].
Подiбний стан проблеми змушуе шукати альтернативнi шляхи вдосконалення технолопчного процесу задля полiпшення фiзико-мехашчних характеристик акрилових пластмас. У цьому напрямi для покращення мiцнiсних характеристик повних зшмних протезiв на верхню щелепу ми вивчили можливiсть наповнення базисно! акрилово! пластмаси оксидами меташв, зокрема оксидом алюмiнiю й оксидом циркошю.
Передумовою виконання дослiдження став зростаючий штерес учених до комбшацп пластмас iз неорганiчними сполуками за аналопею з композитними пломбувальними матерiалами. Так, у цьому напрямi проведено дослщження рiзноманiтних (за кiлькiстю i складом) композицiй iз використанням меташв, а також !хтх оксидiв [5, 6]. О^м збiльшення мiцностi, застосування неоргашчного наповнювача дозволить послабити шюдливу дiю базису протеза на тканини протезного ложа за рахунок зменшення пористост та мжророзчинност [7, 8, 9].
Отже, мета роботи - вивчення ефективност застосування оксидiв меташв для покращення фiзико-механiчних властивостей i клiнiчних характеристик повних знiмних протезiв.
Матерiали i методи дослiдження
Лабораторна частина роботи передбачала порiвняльне вивчення 15 зразюв базисно! пластмаси «Фторакс» («Стома», Укра'на) без наповнювача; 15 зразюв ще! пластмаси, наповнено! оксидом алюмiнiю («Полiхiммед», Бiлорусь) (2% за об'емним сшввщношенням); 15 зразк1в -iз наповненням оксидом цирконiю («Merck», Шмеччина) (2% за об'емним сшввщношенням). Зразки рiзнилися за формою для рiзних дослiджень i були виготовлеш по 5 кожного виду для вшх трьох матерiалiв (рис. 1).
Для вивчення мщшсних характеристик матерiалiв зразки пiдлягали
руйнуванню за допомогою машини МРК-1 методами руйшвного напруження при статичному згинанш й поперечному згинаннi пiд навантаженням.
Для визначення розчинностi та водопоглинення зразки пластмас кондицiонували в сушильнш шафi з використанням силжогелю до досягнення постiйноi маси (початкова маса), шсля чого занурювали у воду з температурою 37°С на 168 год. Шсля заюнчення цього термшу зразки зважували дворазово (вщразу пiсля виймання з води i пiсля висушування в ексикаторi). На пiдставi отриманих даних обчислювали показник розчинност (як спiввiдношення рiзницi маси шсля перебування у водi та постiйноi маси пiсля повторного висушування в ексикаторi до об'ему зразка) та водопоглинання (як сшввщношення рiзницi початковоi маси i постiйноi маси шсля повторного висушування в ексикаторi до об'ему зразка).
Надалi в рамках дослщження було проведене протезування беззубих верхшх щелеп серед 30 пащенпв, нарiвно чоловiкiв i жшок, у вiцi 58-65 рок1в iз помiрною атрофiею альвеолярного вiдростка. Дослщжуваш хворi були роздiленi на три групи вщповщно до трьох видiв базисних пластмас: I (контрольна), II i III (дослiднi). Групи формували рiвноцiнними за статевою i вжовою ознаками, а також клiнiчною картиною. Ус протези виготовляли аналогiчно, за загальноприйнятою технологiею. Особливiстю виготовлення протезiв у дослiдних групах було потоншення базису протеза в дiлянцi шднебшня, що стало можливим завдяки шдвищенню мiцнiсних характеристик базисного матерiалу.
На третю добу пiсля накладення зшмних протезiв проводили планову корекцiю оклюзп, а потiм запрошували пацiентiв на контрольш огляди через 1 тиждень, через 1 мюяць, через 6 мюящв i через 1 рж.
Для визначення жувально!' ефективносл використовували пробу за методикою I. С. Рубшова [10]. У результат ïï проведення отримували два показники: жувальну ефектившсть (%) i час розжовування (с).
Кшшчний стан слизовоï оболонки протезного ложа пащенпв, якi користуються повними зшмними протезами на верхню щелепу, оцiнювали вiзуально та за допомогою проби Шшлера-Писарева.
Отриманi данi обробляли методами варiацiйноï статистики iз застосуванням програмного засобу MS Excel 2003.
Результати дослщження й обговорення
За даними спостережень, додавання оксидiв металiв суттево полiпшуe мiцнiснi характеристики акриловоï пластмаси. Так, установлено,
що використання в ролi наповнювача оксиду алюмшш сприяе збiльшенню
2 2 ударно!' в'язкост з 4,6±0,7 кДж/м до 6,2±0,6 кДж/м , а оксиду циркошю -
до 6,5±0,7 кДж/м (р<0,05). Подiбним чином збшьшуеться й опiр на злам,
зростаючи з 127,4±25,0 МПа для акриловоï пластмаси до 147,5±33,0 МПа
при додаванш оксиду алюмiнiю й 166,3±37,0 МПа - при додаваннi оксиду
циркошю (р<0,05).
Нами також установлен вiдмiнностi для показникiв водопоглинання та розчинност для рiзних зразкiв базисного матерiалу. У порiвняннi з акриловою пластмасою за використання оксиду алюмшш водопоглинання
3 3
знижуеться з 21,3±2,0 мкг/мм до 20,5±4,0 мкг/мм , а оксиду циркошю -до 17,5±2,0 мкг/мм (р<0,05). Аналопчно змiнюеться й показник розчинностi у вод^ знижуючись iз 1,8±0,2 мкг/мм для акриловоï пластмаси до 1,6±0,2 мкг/мм при наповненнi ïï оксидом алюмшш та до 1,4±0,2 мкг/мм при використанш оксиду цирконiю (р>0,05).
Отже, наповнення акриловоï базисноï пластмаси оксидами меташв приводить до покращення фiзико-механiчних властивостей матерiалу, зокрема збшьшенню ударноï в,язкостi й опору на злам, а також зменшенню
водопоглинання й розчинност у вод^ при цьому найкрашд результати отриманi для оксиду циркошю.
Водночас за результатами кшшчних дослiджень установлено, що в пащенпв, яким виготовляли базиси протезiв за стандартною методикою (контрольна група), спостерiгалося збiльшення часу жування через тиждень шсля накладення протеза, вщповщно з 44,8±2,4 с до 49,9±3,0 с (р>0,05), що пов'язано з особливостями переб^у адаптацii до повних зшмних протезiв. Через 1 мюяць пiсля протезування цей показник становив уже 46,6±3,0 с. Порiвнюючи час жування в бшьш пiзнiй термш (6 мiсяцiв i 1 рж), ми виявили зниження показникiв i досягнення мiнiмальних значень (32,7±2,8 с) (рис. 2).
У II i III дослiдних групах час жування через тиждень i перший мюяць не збiльшувався, а навпаки, зменшувався, вiдповiдно для II групи з 42,6±3,0 с до 42,0±3,0 с i 40,1±3,0 с, а для III - з 42,0±3,0 с до 40,0±2,8 с i 40,0±3,0 с (р>0,05). Хворi не скаржилися на утруднене пережовування iжi, дискомфорт вщ протеза. На наш погляд, полегшення адаптацii, яке спостерiгалося, пов'язане зi стоншенням пiднебiнноi пластинки, що стало можливим завдяки полiпшенню мщшсних характеристик базисних матерiалiв. У бшьш шзнш термiн користування протезами (через 1 рж) також виявили зниження показника часу до 30,5±2,8 с для II групи й 30,0±2,8 с - для III (р>0,05), що свщчить про те, що пащенти повнiстю адаптованi до протезiв i успiшно ними користуються.
Аналiз результатiв проведення жувальних проб за показником ефективност жування представлений на рис. 3.
Як видно з рисунка, в пащенпв, яким повш зшмш протези виготовляли за традицшною методикою, максимальне зниження значень вщбувалося через 1 тиждень i через 1 мюяць (вiдповiдно 42,7±0,8% i 44,9±0,9%). Максимального значення (58,7±1,0%) жувальна ефектившсть у цiй групi досягае через рж пiсля накладення протеза.
Динамжа жувальноï ефективностi в пацiентiв II i III дослщних груп подiбна й вiдрiзняеться вiд контрольно". Показник жувальноï ефективностi для цих хворих неухильно зростае, на вшх термшах спостереження перевищуючи значення контрольноï групи, i досягае максимуму через рж шсля ортопедичного лiкування. Максимальна жувальна ефективнiсть (68,0±1,1%) установлена для хворих III групи через 1 рж шсля протезування. Таким чином, зростання ефективност жування з першого дня накладення протезiв свiдчить про 1хню якiсть i вiдсутнiсть проблем адаптацп до них.
Пiдсумовуючи, зазначимо, що найвища ефективнiсть користування повними зшмними протезами спостер^алась у всiх групах спостереження через 1 рж шсля накладення, що вказуе на едиш мехашзми адаптацп незалежно вiд конструкцп протезiв. При цьому найкращi результати зафжсоваш при виготовленнi повних зшмних протезiв iз використанням у ролi наповнювача базисноï пластмаси оксиду циркошю.
Динамжа стану слизовоï оболонки в трьох клiнiчних групах у рiзнi термiни протезування представлена на рис. 4. Анашз результатiв дослiджень показав, що в пащент1в I (контрольно!) групи кшьюсть випадкiв запальноï реакцп слизовоï оболонки протезного ложа суттево бiльша, нiж у пацiентiв II i III дослщних груп протягом усього спостереження.
При цьому менша кшьюсть пацiентiв iз явищами запалення слизовоï оболонки порожнини рота пiд базисом протеза, виготовленим iз наповненоï оксидами меташв акриловоï пластмаси, ми пов'язуемо з тим, що вони мають вищу бiологiчну iндиферентнiсть у порiвняннi iз суцiльними пластмасовими, пов'язану зi зниженням пористостi та мiкророзчинностi матерiалу.
Висновок
За результатами кшшко-лабораторно' апробацп слiд зробити висновок про вищу ефектившсть застосування повних зшмних протезiв для верхньоi щелепи, базиси яких виготовленi з наповнено' оксидом алюмiнiю або циркошю акрилово' пластмаси. Збiльшення показник1в ударно' в'язкост та опору на злам указуе на покращення мщшсних характеристик, що дозволяе оптимiзувати конструкцiю повних зшмних протезiв та полегшити адаптацш до них, одночасно знизити ризик переломiв iхнiх базисiв. Своею чергою, зменшення водопоглинання i розчинностi у водi послаблюе шк1дливу дiю базису на слизову оболонку протезного ложа при користуванш пластинковими протезами.
Рис. 1. Зразки базисних пластмас: злiва зверху - для дослщження ударноï в,язкостi, лiворуч унизу - для ощнки розчинностi й водопоглинення, праворуч - для вивчення опору на злам)
Рис. 2. Динамика показника часу жування при проведенш жувальних проб у трьох групах дослщження (с)
Рис. 3. Динамжа показника ефективностi жування при проведенш жувальних проб у трьох групах дослщження (%)
Рис. 4. Частота запальних змш слизово'1 оболонки в рiзний термiн спостереження для рiзних груп дослiдження (%)
