цинк-фосфатный цемент для фиксации несъемных конструкций зубных протезов с добавлением наночастиц кремния

Формула изобретения

Состав для фиксации несъемных конструкций зубных протезов, содержащий жидкость затворения в процентах по массе: оксид фосфора - 41%; оксид цинка - 10%; оксид алюминия - 4,5%; остальное - вода до 100%, и смесь порошков, отличающийся тем, что в смесь порошков добавлены наночастицы кремния в следующих соотношениях, мас.%:

Оксид магния	10-11%
Оксид висмута	3-3,5%
Оксид кремния	3-3,5%
Оксид алюминия	0,5%
Хром	0,5%
Наночастицы кремния	0,1-0,3%
Оксид цинка	до 100%

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано для фиксации несъемных конструкций зубных протезов.

Анализ литературы по фиксации несъемных конструкций зубных протезов показывает, что для всех непрямых восстановлений общим остается наличие щели между конструкцией и тканями зуба, которую необходимо надежно закрыть соответствующим материалом для фиксации. Поскольку сам факт наличия щели остается слабым местом, то к цементам предъявляются строгие требования. Щель между зубным протезом и тканями зуба, составляющая, как правило, 30-50 мкм, не должна увеличиваться при цементировании [1].

Фиксирующие цементы должны отвечать следующим требованиям: быть химически устойчивыми в полости рта; не вызывать раздражения дентина и пульпы; сохранять постоянство объема и не деформироваться при затвердевании; иметь коэффициент теплового расширения, близкий к коэффициенту расширения тканей зуба; быть хорошо совместимыми с тканями зуба, металлами, пластмассами и фарфором по физико-химическим показателям [2].

Одними из широко используемых цементов являются цинк-фосфатные цементы. Их преимущества состоят в легком замешивании, быстром затвердевании и в достаточно высоких прочности и когезии. К недостаткам цинк-фосфатных цементов относятся: раздражение пульпы, объясняемое, с одной стороны, кислой средой цементного теста, с другой стороны, экзотермической реакцией затвердевания; отсутствие антибактериального эффекта и адгезии; достаточно заметная деструкция в полости рта [3]. Еще одним недостатком цинк-фосфатных цементов является достаточно большая толщина пленки (около 30 мкм) по сравнению, например, со стеклоиономерными цементами (10-12 мкм) [1].

Известен цинк-фосфатный материал Висфат (фирма "Медполимер", Россия ТУ-64-2-159-72), который применяют для пломбирования зубов и цементирования зубных протезов. Состав включает жидкость затворения, содержащую фосфорную кислоту, частично нейтрализованную алюминием и цинком до необходимой плотности, что диктуется скоростью твердения материала, и шихту, содержащую белила цинковые, окись магния, окись висмута и песок кварцевый.

Недостатками материала являются недостаточная прочность, низкая адгезионная способность, повышенная растворимость, повышение температуры при затвердевании на 20-25 градусов, значительная толщина пленки (45 мкм).

Известен состав для пломбирования зубов и цементирования зубных протезов, включающий шихту, содержащую белила цинковые ZnO, окись магния MgO, окись висмута Bi₂O₃, песок кварцевый SiO₂ и молибдат аммония (NH₄) ₂MoO₄ (патент RU № 1725895 от 15.04.92). Материал обладает высокими физико-механическими свойствами и необходимой адгезионной способностью, гарантирующими надежную фиксацию зубных протезов.

Недостатками известного состава являются отсутствие регенеративных свойств, способствующих восстановлению дентина и эмали опорного зуба, повышение температуры при затвердевании на 20-25 градусов, значительная толщина пленки (25 мкм), недостаточная прочность, низкая адгезионная способность, повышенная растворимость.

Известен состав для пломбирования зубов и цементирования зубных протезов (патент RU № 2097015 от 27.11.1997), включающий шихту, содержащую белила цинковые, окись магния, окись висмута, песок кварцевый, молибдат аммония. Согласно изобретению шихта дополнительно содержит гидроксид кальция и фторид натрия. Использование состава обеспечивает придание материалу регенеративных свойств при сохранении высоких физико-механических показателей.

Недостатками состава являются раздражающее влияние на пульпу зуба, обусловленное экзотермической реакцией затвердевания, и большая толщина пленки (30 мкм).

Ближайшим по составу к предлагаемому является материал «Висцин» (производства «Радуга Р», Россия ТУ 9391-004-10611791-97) для пломбирования зубов и фиксации зубных протезов, содержащий оксид цинка, оксид магния, оксид кремния, оксид алюминия, оксид висмута.

Недостатками материала являются раздражающее влияние на пульпу зуба, обусловленное экзотермической реакцией, большая толщина пленки, низкая адгезионная способность.

Целью изобретения является разработка состава для фиксации несъемных конструкций зубных протезов на основе цинк-фосфатного цемента, отвечающего следующим требованиям: высокая прочность, высокая адгезионная способность, устойчивость к воздействию ротовой жидкости, малая толщина пленки, не превышающая 15 мкм, что выше показателей ГОСТа Р 51744-2001 в 1,5 раза, отсутствие раздражающих воздействий на пульпу опорных зубов.

Технический результат достигается тем, что состав смеси порошков для фиксации несъемных конструкций зубных протезов, содержащий в процентах по массе:

Оксид магния - 10-11

Оксид висмута - 3-3,5

Оксид кремния - 3-3,5

Оксид алюминия - 0,5

Хром - 0,5

Оксид цинка до 100,

дополнен наночастицами кремния в объеме 0,1-0,3%.

Нанокремний получен путем электрохимического травления кристаллического кремния с последующей его ультразвуковой обработкой. Инфракрасная спектрография позволила установить, что пик регистрировался в области 600-620 см^-1, что соответствует кремнию в наноформе.

Согласно данным электронной микроскопии размер частиц составляет 50-200 нм.

Жидкость затворения содержит (в процентах по массе): оксид фосфора - 41; Оксид цинка - 10; Оксид алюминия - 4,5; остальное - вода до 100.

При замешивании материала жидкость, которая представляет собой водный раствор фосфорной кислоты, частично нейтрализованной алюминием и цинком, вступает во взаимодействие с наночастицами кремния, тем самым цемент после кристаллизации приобретает следующие свойства: снижается экзотермический эффект, увеличиваются адгезионные свойства, уменьшается толщина пленки.

Еще одним положительным результатом использования предлагаемого состава явилось изменение физико-механических свойств, а именно увеличение прочности. Это объясняется тем, что в ходе химической реакции при участии наночастиц кремния образуется большее количество связанной воды.

Выбор пределов введения наночастиц кремния обусловлен тем, что оно должно давать положительные эффекты, не влияя отрицательно на физико-механические и биологические свойства материала.

Непосредственно перед применением материал готовят следующим образом: 2,5 грамма порошка помещают на зубоврачебное стекло, добавляют 0,5 мл жидкости и при тщательном перемешивании шпателем доводят состав до сметанообразной консистенции. Время твердения состава зависит от плотности жидкости затворения и соотношения количества жидкой и порошковой фракций.

Для подтверждения улучшения свойств цементов при дополнении состава наночастицами кремния были проведены экспериментальные исследования на адгезионную способность, прочность на сжатие, тепловыделение, устойчивость к растворению, время твердения и исследование толщины пленки согласно ГОСТу Р 51744-2001 (см. Таблицу), а также оценка биологического действия согласно ГОСТу Р ИСО 10993-2009.

Таблица
Физико-механичесие характеристики
Характеристики	предлагаемый материал	цинк-фосфатные цементы
Адгезионная способность	10,5-11,2 кг/см2	2,8-10,1 кг/см2
Толщина пленки	12-14 мкм	25-40 мкм
Прочность на сжатие	140 МПа	80-100 МПа
Тепловыделение	35-38°С	45-55°С
Устойчивость к растворению	0,15 мм/ч	0,25-0,2 мм/ч
Время твердения	4,5 мин	4-6 мин

Экспериментальные результаты изучения биологического действия цементов подтвердили отсутствие ухудшения токсико-гигиенических свойств цементов при добавлении наночастиц кремния.

Таким образом, предложенный цемент для фиксации несъемных конструкций зубных протезов с добавлением наночастиц кремния в соотношении 0,1-0,3% к массе сухого вещества позволяет: увеличить прочность, повысить адгезионную способность, устойчивость к воздействию ротовой жидкости, уменьшить толщину пленки 12-14 мкм, снизить тепловыделение до 35-38°С.

Что, в целом, позволяет повысить качество фиксации несъемных конструкций зубных протезов.

Источники информации

1. Кристоф М. Точность припасовки и краевое прилегание в протезировании - роль цемента для фиксации // Новое в стоматологии. - 1999. - № 3. - С.53-55.

2. Абдурахманов А.И. Материалы и технологии в ортопедической стоматологии / А.И.Абдурахманов, О.Р.Курбанов. - М.: Медицина, 2000. - 206 с.

3. Трезубов В.Н. Ортопедическая стоматология. Прикладное материаловедение / В.Н.Трезубов, М.З.Штейнгарт, Л.М.Мишнев. - Спб.: СпецЛит, 2003. - 384 с.