способ улучшения адгезионных и прочностных характеристик полимерных пломбировочных материалов и бондов

Формула изобретения

Способ улучшения адгезионных и прочностных характеристик полимерных пломбировочных материалов и бондов путем облучения в постоянном электромагнитном поле, отличающийся тем, что облучение выполняют при напряженности магнитного поля в 20·10⁴-24·10 ⁴ А/м, время воздействия не менее 15 и не более 25 мин с последующим отверждением светом полимеризационной лампы синего цвета при длине волны не менее 420 нм и не более 490 нм и мощностью не менее 5 Вт в течение не менее 40 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано в практическом здравоохранении при пломбировании кариозных полостей зубов и для предупреждения кариеса.

Известны способы повышения прочностных и бактерицидных свойств стоматологических материалов [пат. RU 2080853]. Пломбировочный материал приготавливают путем поэтапного смешивания порошка и жидкости до определенной консистенции, при этом перед смешиванием жидкость обрабатывают постоянным электрическим полем напряженностью до 75 В/см с помощью металлических электродов и полученную гелеобразную массу обрабатывают током при тех же условиях. Предлагаемый способ позволяет получить цементы с улучшенными свойствами.

Из уровня техники известен способ получения клеевых соединений повышенной прочности и теплопроводности путем воздействия на не отвержденный клей магнитным или электрическим полем [пат. RU 2327717]. Способ включает внесение наполнителя в полимерную матрицу и последующее отверждение, в качестве наполнителя используют ферромагнитный материал в виде порошка, а отверждение проводят в циклическом магнитном поле.

Недостатки перечисленных выше способов: не изучены эффекты влияния электромагнитных полей на современные стоматологические материалы на полимерной основе. Нет сведений о длительности сохранения полученного эффекта изменения под влиянием электромагнитного поля структурных свойств полимерных материалов.

Технический результат - разработка способа воздействия на полимерные стоматологические материалы, позволяющего модифицировать структуру вещества, получить модификацию полимера с повышенными адгезионными и прочностными характеристиками.

Качества, которыми должен обладать идеальный стоматологический материал: быть биосовместимым; противостоять воздействиям среды полости рта; обеспечивать прочную и постоянную связь со структурой твердых тканей зуба; полностью воспроизводить их внешний вид; обладать комплексом физико-механических свойств, соответствующих свойствам восстанавливаемых натуральных тканей и, более того, способствовать их оздоровлению и регенерации.

В основе изобретения лежат результаты выполненных нами исследований по разработке стоматологического материала с повышенными прочностными характеристиками.

Исследования были выполнены на 20-ти образцах адгезивной системы Latebond-LC (ООО «Профидент», Украина, Харьков), обладающего всеми признаками существующих бондов, 60 образцов пломбировочных материалов фирмы Heraeus Kultzer, Германия, а именно Solitaure, Charisma, Durafil VS и 20 образцов пломбировочного материала, фирмы Dentsply, США.

Каждый образец помещали в установку для обработки полимерных материалов в постоянном электромагнитном поле на время не менее 15 и не более 25 минут при показателях аппарата 20*10⁴ -24*10⁴ А/м. После воздействия образец объемом не менее 0,5 см отверждали светом полимеризационной лампы синего цвета при длине волны не менее 420 нм и не более 4 90 нм и мощностью не менее 5 Вт в течение не менее 40 секунд. Затем в самом широком месте образца выполняли насечку алмазным диском на глубину не менее 0,2 мм. При помощи стоматологической гладилки раскалывали образец по отмеченной насечке так, чтобы получился скол пломбировочного материала диаметром не менее 0,4 мм. Выполняли исследование структуры и субструктуры образцов композитных материалов и адгезивной системы на сканирующем электронном микроскопе фирмы JEOL JSM-6380LV, Япония при увеличении ×2000, ×30000, ×50000 и ×100000. В качестве контроля по аналогичной методике раскалывали и исследовали тот же материал, не подвергнутый предварительной обработке электромагнитным полем.

В процессе наших исследований были обнаружены изменения структуры полимерных материалов, а именно ее уплотнение в сравнении с образцами того же материала, не подвергнутыми воздействию электромагнитного поля.

Так, например, до воздействия электромагнитного поля плотность частиц на единицу площади бонда Latebond (фиг. 1) составляет 12, а после воздействия - 25. Определенные изменения наблюдались после воздействия электромагнитного поля и в пломбировочном материале. Так, в пломбировочном материале Charisma и Durafil, фирмы Heraeus Kultzer (фиг. 2, 3) произошло укрупнение частиц материала в 2-3 раза.

Таким образом, использование электромагнитного поля улучшает физико-механические свойства стоматологических материалов на полимерной основе. Это означает, что материал стал устойчивее к механическим и физическим воздействиям, то есть повысилась его прочность и твердость, что способствует более длительному сроку службы пломб. Полученный эффект сохраняется в течение 4-х месяцев.

Кроме плотности мы изучили прочностные характеристики материала после воздействия электромагнитным полем, а именно величины химической адгезии на границе пломба-зуб в удаленных по ортодонтическим показаниям интактных зубах. Были оценены адгезивные свойства и усадка облученного Latebond, пломбировочного материала Charisma, Solitaure и Durafil VS, фирмы Heraeus Kultzer в зубе. Для этого были изучены образцы 12 запломбированных зубов с искусственно созданной кариозной полостью средних размеров на жевательной поверхности. Выполнена оценка адгезии методом рентгеноспектрального анализа на микроскопе фирмы JEOL JSM-6380LV, Япония при увеличении ×250 по определенным точкам спектра, а именно на границе пломба-зуб и по три-четыре точки спектра от границы в сторону пломбы и зуба соответственно (фиг. 4).

Установлено, что при исследовании образцов методом рентгеноспектрального анализа после воздействия электромагнитного поля на стоматологические материалы полимерной природы происходит увеличение концентрации и зоны взаимопроникновения микро и макроэлементов на границе пломба-зуб (табл. 1., фиг. 5).

На фигуре 5 граница пломба-зуб (5) в необлученном образце (И) очерчена четко, в облученном образце (К) - размыта.

Для подтверждения изменения структуры светоотверждаемого композиционного пломбировочного материала после воздействия электромагнитного поля и определения изменения прочностных свойств материала была определена прочность при сжатии [ГОСТ Р 51744-2001. Цементы стоматологические на водной основе. Технические требования. Методы испытаний].

В результате проведенных испытаний получен результат увеличения прочности при сжатии после воздействия электромагнитного поля на пломбировочный материал в 1,5 раза (табл. 2).

Таким образом, нами разработан новый способ улучшения характеристик полимерных пломбировочных материалов для лечения и профилактики кариеса зубов путем воздействия электромагнитным полем, что позволило получить новый, неизвестный из уровня техники результат - изменение ультраструктуры полимерных пломбировочных материалов, сопровождающееся повышением прочностных и адгезионных физико-химических свойств. Такие изменения позволяют существенно увеличить срок службы пломб.

Описание к фигурам

Фиг. 1. Бонд Latebond, Харьков, Украина, при увеличении ×30 000 до (А) и после (Б) воздействия электромагнитным полем

1 - отдельная частица,

2 - площадь для расчета количества частиц.

Фиг. 2. Пломбировочный материал Charisma, фирмы Heraeus Kultzer, Германия, при увеличении ×100 000 до (В) и после (Г) воздействия электромагнитным полем

1 - отдельная частица,

2 - площадь для расчета количества частиц.

Фиг. 3. Пломбировочный материал Durafil, фирмы Heraeus Kultzer, Германия, при увеличении ×100 000 до (Д) и после (Е) воздействия электромагнитным полем

1 - отдельная частица,

2 - площадь для расчета количества частиц.

Фиг. 4. Содержание микро- макроэлементов на границе пломба-зуб материала Charisma и бонда при увеличении ×250 до (Ж) и после (З) воздействия электромагнитным полем

3 - пломба,

4 - зуб,

5 - граница пломба-зуб.