Научный журнал
Научное обозрение. Медицинские науки
ISSN 2500-0780
ПИ №ФС77-57452

АДГЕЗИЯ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ЦЕМЕНТОВ К СПЛАВАМ МЕТАЛЛОВ

Штерен А.Е. 1
1 ГБОУ ВПО «Волгоградский Государственный медицинский университет»
Литературный обзор посвящён вопросам адгезии стоматологических цементов к сплавам металлов, применяемых в практике, с целью улучшения фиксации несъёмных ортопедических конструкций и дальнейшего успеха ортопедического лечения. Он представляет собой основную информацию о научных исследованиях по данной теме. В обзорной статье описаны механизмы адгезии стоматологических цементов, типы адгезионных связей на границе цемент – сплав металла, условия создания прочных адгезионных связей, лабораторные способы определения степени адгезии. Также в научном обзоре представлены ранее выявленные лабораторным методом способы увеличения прочности адгезионных связей между стоматологическими цементами и сплавами металлов, применяемых в клинике при ортопедическом лечении. В статье представлена классификация современных стоматологических цементов и кратко освещены их адгезионные свойства.
Ключевые лова: адгезия
стоматологический цемент
адгезив
сплавы металлов
1. Андреева А.В. Основы физико-химии композитов: учеб. пособие для вузов / А.В. Андреева. – М.: Радиотехника, 2001 – С. 192.
2. Арутюнов С.Д., Жулев Е.Н., Казарин А.С., Бейтан А.В. // Рос. стоматологический журнал. – 2006. – № 4. – С. 16-18.
3. Астафьев С.А. Адгезия полимеров // Рук-во к учебно-исследовательской работе по курсу «Физическая химия полимеров». – Саратов: Саратовск. политехн. ин-т, 1982. – С. 20.
4. Бейтан А.В. Клинико-лабораторное обоснование выбора цемента на водной основе для фиксации несъемных протезов: дис…. канд. мед. наук / А.Н. Бейтан; МГМСУ. – М., 2006. – 127 с.
5. Белоед Л.В., Стадник М.И., Глинский И.М. Адгезионные свойства стоматологических цементов, используемых при фиксации металлокерамических и цельнолитых конструкций // Современная стоматология. – 2010. – №2. – С. 110-113.
6. Берлин А.А., Васин В.Е. Некоторые аспекты адгезионной прочности // Адгезия и прочность адгезионных соединений. – М., 1968. – С. 23-37.
7. Берлин А.А. Основы адгезии полимеров / А.А. Берлин, В.Е. Васин. – М.: Химия, 1984. – С. 319-321.
8. Вакула В.Л. Физическая химия адгезии полимеров / В.Л. Вакула, Л.М. Притыкин. – М.: Химия, 1984. – С. 224-226.
9. Гордеева Т.А., Крючков М.А. Оценка эффективности применения модифицированного цинк-фосфатного цемента в клинике ортопедической стоматологии // Молодой ученый. – 2015. – №5. – С. 78-81.
10. Доломатов М.Ю. Адгезия и фазовые переходы в сложных высокомолекулярных системах: учеб. пособие / М.Ю. Доломатов, М.Ю.Тимофеева, Н.Г. Будрина. – Уфа: Уфимск. технолог. ин-т. сервиса, 2001. – 41 с.
11. Данилина Т.Ф. и др. Коронка для дифференциальной диагностики гальваноза // Патент на полезную модель РФ. – №. 119601.
12. Данилина Т.Ф., Наумова В.Н., Жидовинов А.В. Литье в ортопедической стоматологии: монография. – Волгоград, 2011.
13. Данилина Т.Ф. и др. Способ диагностики непереносимости ортопедических конструкций в полости рта // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – №. 1.
14. Данилина Т. Ф. и др. Профилактика гальваноза полости рта у пациентов с металлическими зубными протезами // Вестник новых медицинских технологий. – 2012. – Т. 19. – №. 3.
15. Жидовинов А.В. Обоснование применения клинико-лабораторных методов диагностики и профилактики гальваноза полости рта у пациентов с металлическими зубными протезами: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. – Волгоград, 2013.
16. Данилина Т.Ф. и др. Расширение функциональных возможностей потенциалометров при диагностике гальваноза полости рта // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. – 2013. – №. 1. – С. 260.
17. Данилина Т.Ф. и др. Диагностические возможности гальваноза полости рта у пациентов с металлическими ортопедическими конструкциями // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – №. 2.
18. Данилина Т.Ф., Жидовинов А.В. Гальваноз как фактор возникновения и развития предраковых заболеваний слизистой оболочки полости рта // Вестник ВМА. – 2004. – №. 12. – С. 80–81.
19. Данилина Т.Ф. и др. Клинико-лабораторная оценка эффективности комплексного лечения пациентов с дефектами зубных рядов // Здоровье и образование в XXI веке. – 2008. – Т. 10. – №. 4.
20. Шемонаев В.И. и др. Способ временного протезирования на период остеоинтеграции дентального имплантата //Современные наукоемкие технологии. – 2013. – №. 1.
21. Жидовинов А.В. Обоснование применения клинико-лабораторных методов диагностики и профилактики гальваноза полости рта у пациентов с металлическими зубными протезами: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. – Волгоград, 2013.
22. Данилина Т.Ф. и др. Способ профилактики гальваноза в полости рта // Т.Ф. Данилина, Д.В. Михальченко, А.В. Порошин, А.В. Жидовинов, С.Н. Хвостов: патент на изобретение RUS. – 2011. – Т. 2484767. – №. 23.12.
23. Данилина Т.Ф. Литье в ортопедической стоматологии. Клинические аспекты: монография / Т.Ф. Данилина, Д.В. Михальченко, В.Н. Наумова, А.В. Жидовинов. – Волгоград, 2014.
24. Гумилевский Б.Ю. и др. Взаимосвязь иммунного воспаления и клинических проявлений гальваноза полости рта // Фундаментальные исследования. – 2014. – №. 7–2.
25. Мануйлова Э.В. и др. Использование дополнительных методов исследования для оценки динамики лечения хронического верхушечного периодонтита // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – №. 6.
26. Жидовинов А.В., Павлов И.В. Изменение твердого неба при лечении зубочелюстных аномалий с использованием эджуайз-техники // Сборник научных работ молодых ученых стоматологического факультета ВолГМУ: Материалы 66-й итоговой научной конференции студентов и молодых ученых / Редакционная коллегия: С.В. Дмитриенко (отв. редактор), М.В. Кирпичников, А.Г. Петрухин (отв. секретарь), 2008. – С. 8–10.
27. Михальченко Д.В. и др. Социальные проблемы профилактики стоматологических заболеваний у студентов // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – №. 5. – С. 474.
28. Михальченко Д.В. и др. Мониторинг локальных адаптационных реакций при лечении пациентов с дефектами краниофациальной локализации съемными протезами // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – №. 4.
29. Медведева Е.А., Федотова Ю.М., Жидовинов А.В. Мероприятия по профилактике заболеваний твердых тканей зубов у лиц, проживающих в районах радиоактивного загрязнения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 12-1. – С. 79-82.
30. Поройский С. В. и др. К вопросу об остеоинтеграции дентальных имплантатов и способах ее стимуляции //Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. – 2015. – №. 3 (55).
31. Шемонаев В.И., Михальченко Д.В., Порошин А.В., Величко А.С., Жидовинов А.В. Эффективность применения боров фирмы «рус-атлант» при препарировании зубов под металлокерамические коронки // Волгоградский научно-медицинский журнал. – 2013. – № 1 (37). – С. 45-46.
32. Жидовинов А.В. и др. Проблема выбора метода очистки провизорных конструкций на этапах ортопедического лечения // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – №. 3.
33. Михальченко Д.В. и др. Динамика иммунологических показателей в процессе адаптации к несъёмным ортопедическим конструкциям // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – №. 4.
34. Данилина Т.Ф. и др. Качество жизни пациентов с гальванозом полости рта // Здоровье и образование в XXI веке. – 2012. – Т. 14. – №. 2. – С. 134.
35. Mikhalchenko D.V., Zhidovinov A.V., Mikhalchenko A.V., Danilina T.F. The local immunity of dental patients with oral galvanosis // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. – 2014. – Т. 5. – № 5. – С. 712–717.

На сегодняшний день в стоматологии активно совершенствуются методы фиксации ортопедических конструкций, содержащих сплавы металлов. Это связано не только с широким применением сплавов металлов в качестве цельнолитых каркасов несъемных и съемных протезов – в России предпочтение отдаётся кобальтхромовым и никельхромовым сплавам, но и с расширением ассортимента стоматологических цементов [14].

Последнее диктует необходимость правильного выбора цемента, обеспечивающего фиксацию, как к тканям зуба, так и к материалу ортопедической конструкции. На качество краевого прилегания, кроме характеристик препарированной поверхности зуба, оказывает влияние материал для фиксации коронок и его поведение в системе зуб – цемент – коронка [10,13].

На основании изучения данных научных публикаций можно утверждать, что значительное количество (до 26,8 % случаев) неудовлетворённых результатов лечения обусловлено нарушением фиксации протезов к культе опорного зуба [11,15,20,21,22,23]. А адгезия в зоне контакта тканей протезного ложа, конструкционного материала и стоматологического цемента как фиксирующего материала более чем на 50 % определяет дальнейший успех ортопедического лечения несъёмными конструкциями [2,5,13,14,15].

Для решения данной проблемы в последнее время уделяется большое внимание совершенствованию адгезии стоматологических цементов не только к твёрдым тканям зуба, но и к сплавам металлов, содержащихся в ортопедических конструкциях.

Цель: изучить факторы, влияющие на адгезию стоматологических цементов к сплавам металлов, рассмотреть возможные способы повышения адгезии стоматологических цементов к сплавам металлов.

Обзор литературы. В начале обзора для более точного понимания темы необходимо изучить терминологию, что позволит всесторонне исследовать данную проблему.

Адгезия – это явление физико-химической природы, возникающее при соединении разных материалов, для разделения которых следует приложить усилие. Когда два материала приведены в такой близкий контакт друг с другом, при котором их поверхностные молекулярные слои способны образовывать химические связи, молекулы двух веществ испытывают взаимное физическое притяжение. Силы такого притяжения называются адгезионными силами или силами адгезии [1,16,17,18,19].

Следовательно, материал или слой, который наносят, чтобы получить адгезионное соединение, называют адгезивом. Материал, на который наносят адгезив, принято называть субстратом. Между молекулами адгезива и субстрата могут возникнуть различные по своей природе силы, начиная от слабых дисперсионных и заканчивая силами химической природы [1,8,16].

Теперь обратимся к термину «цемент». Цемент – это порошкообразный или пастообразный материал, который, при замешивании определенным количеством воды, образует тестообразную массу. Через некоторое время нахождения на воздухе или в воде (гидравлический тип цементов) масса превращается в твердое камневидное тело [16].

Классификация стоматологических цементов весьма разнообразна. Цементы для постоянной фиксации можно классифицировать по их химическому составу на поликарбоксилатные, цинк-фосфатные, стеклоиномерные, композитные и полимермодифицированные стеклоиномеры.

Наибольший интерес для нашего обзора представляет классификация цементов, по типу реакции, на которой основан процесс затвердевания:

1) цементы с кислотно-основной реакцией затвердевания (цинк-фосфатные и стеклоиномерные);

2) цементы, отверждаемые реакцией полимеризации (композитные);

3) цементы, отверждаемые благодаря комбинации кислотно-основной реакции и полимеризации (полимермодифицированные стеклоиномеры) [1, 15, 16, 24, 25, 26].

В научной стоматологической литературе можно найти достаточно публикаций относительно показаний каждого из вышеуказанных цементов, поэтому для нашего обзора целесообразно и рационально будет перейти непосредственно к механизмам, свойствам и факторам адгезии цементов к сплавам металлов.

Большое значение имеет определение типа адгезионных связей, образующихся на границе цемента со сплавом металлов (рисунок).

На практике невозможно найти случай адгезионного соединения, в котором в чистом виде был бы представлен какой-либо из выше указанных типов адгезионных связей. В большинстве случаев при использовании материалов различной химической природы для ортопедического лечения имеет место адгезионное взаимодействие микромеханического, диффузионного и химического характера. На тип адгезионных связей в большей степени будет влиять тип реакции, на которой основан процесс затвердевания цемента [6, 17].

Адгезия зависит от природы контактирующих фаз, свойств их поверхностей и площади контакта. Адгезионная сила увеличивается, если одно или два тела электрически заряжены, если при контакте фиксируемых тел образуется донорно–акцепторная связь, а также вследствие капиллярной конденсации паров. Определяющую роль в адгезии имеет химическая природа адгезива и субстрата: количество и тип функциональных групп, способных к взаимодействию, степень их сродства друг к другу [2,6,7,29,30].

sht1.tif

Рис. 1. Типы адгезионных связей на основе классификации WJ. O’Brien «Dental Materials and Their Selection», Quintessence Publ. Co., Inc, 3 изд., с. 66

В лабораторных условиях известно несколько методов определения адгезии: неравномерный отрыв, равномерный отрыв и сдвиг. Наиболее распространённым считается неравномерный отрыв, что обусловлено разнообразием опытов, простотой их проведения и достоверностью результата [6,17] Для понимания обзора необходимо рассмотреть каждый из методов определения адгезии:

Общим признаком для методов неравномерного отрыва является нарушение связей между адгезивом и субстратом при наложении силы не к центру соединения, а к одному из его краёв. При этом связь нарушается постепенно. Отделение гибкого материала (цемента) от жёсткого (сплав металлов) будет называться отслаиванием. Распределение напряжений в системе зависит от угла приложения силы. Меняя угол приложения силы, можно получить чистый сдвиг, чистое расслаивание, либо их сочетание. Таким образом, метод неравномерного отрыва наиболее приближен к клинической ситуации при большой жевательной нагрузке [13,16,17].

Методом равномерного отрыва измеряют величину усилия, необходимого для отделения адгезива от субстрата одновременно по всей площади контакта. Усилие при этом прикладывается перпендикулярно системе адгезив–субстрат. Данный метод получил наименьшее распространение в лабораторных исследованиях при изучении адгезии стоматологических цементов [15,17,27,28,29].

Метод сдвига характеризуется наиболее кратковременным наложением силы на систему цемент-сплав металла и не применяется при определении адгезии цементов на водной основе [17].

Рассмотрев методы лабораторного определения адгезии, наибольшее внимание стоит уделить факторам, влияющим на адгезию стоматологических цементов к сплавам металлов при ортопедическом лечении.

Для контроля фиксации ортопедических конструкций были введены условия создания прочного адгезионного соединения:

1. На поверхности, на которую наносится цемент, не должно быть пыли, посторонних частиц и прочих загрязнений. Также культя зуба и поверхность сплава должны быть тщательно высушены.

2. Пенетрация (проникновение) жидкого адгезива в поверхность субстрата с вытеснением воздуха. Степень пенетрации зависит от способности адгезива смачивать поверхность субстрата. Отсюда вытекает преимущество использования цементов на водной основе.

3. Минимализация внутренних напряжений и удаски при твердении (отверждении) цемента на поверхности субстрата. Кроме того, соблюдение данного условия позволяет минимизировать болезненные ощущения у пациента.

4. Минимально возможные термические напряжения. Необходимо подобрать пары материалов с близким коэффициентом термического расширения для минимизации напряжения как в самих слоях цемента, так и между цементом и сплавом.

5. Возможная изоляция от влияния коррозионной среды. Среда полости рта является агрессивной для некоторых цементов, что обусловлено ее повышенной влажностью, присутствием остатков пищевых продуктов, изменчивым рН, непостоянной температурой и наличием микрофлоры. Действие этих раздражителей оказывает отрицательное влияние на надежность адгезионных соединений различных материалов в полости рта [1,3,9,11,13,16,17]

К сожалению, не все цементы способны покрыть потребности стоматолога-ортопеда при фиксации конструкций. С целью улучшения адгезии цемента к сплаву металлов были проведены некоторые эксперименты.

Увеличение площади контакта между адгезивом и субстратом приводит к повышению адгезии независимо от того, каким типом адгезии обусловлена связь между фазами. Высокая степень смачивания, способность цемента заполнять микротрещины и неровности сплава, увеличивают площадь взаимодействия адгезива и субстрата. Данный способ улучшения адгезии универсален для стоматологических цементов любой химической природы [7,9,13,16,31,32]

Создание оксидной пленки на внутренней поверхности сплавов не способствует увеличению адгезионной прочности, а в некоторых случаях значительно ухудшает ее. Адгезионная прочность на неравномерный разрыв на поверхности никель-хромового слава была снижена при термической обработке сплава. Исключением стали стеклоиномерные цементы, большинство их которых показало незначительное увеличение силы адгезии [4,11,13,15,33,34].

При лечении пациентов несъёмными конструкциями зубных протезов на литой основе цинк-фосфатный цемент, модифицированный наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,06 % по массе к порошку, является материалом выбора для фиксации, в связи с улучшением его физико-механических свойств. Но стоит отметить, что адгезионная эффективность у представителей стеклоиномерных цементов выше, чем у цинк-фосфатных. В свою очередь стеклоиномерные цементы по степени адгезии к сплавам металлов уступают полимермодифицированным стеклоиномерам, так как последние модифицированы дополнительными функциональными группами, способными воздействовать с субстратом, образуя дополнительные адгезионные связи [4,10,13,35].

При действии высокой жевательной нагрузки рекомендуется использовать цементы на водной основе, так как они обладают высокой степенью пенетрации и минимальной нагрузкой при отвердении [4, 7].

Результаты и обсуждение. Как выяснилось в ходе обзорного исследования, успех ортопедического лечения несъёмными конструкциями напрямую зависит от степени адгезии стоматологических цементов к сплавам металлов, так как последнее прямым образом влияет на степень фиксации конструкций. Проанализировав современную литературу, можно прийти к выводу, что на адгезию влияют химическая природа адгезива и субстрата – степень их сродства друг с другом; площадь контакта между ними. Также немаловажным аспектом является соблюдение правил создания прочного адгезионного соединения, которые следует принять во внимание стоматологу-ортопеду.

Возможность изучения степени адгезии лабораторными методами неравномерного и равномерного отрыва, сдвига способствует более глубокому изучению адгезионных свойств различных групп цементов. Это даёт возможность опытным способом выбрать цемент, удовлетворяющий требования в определённом клиническом случае.

Ученые, занимающиеся изучением способов улучшения фиксации ортопедических конструкций, предложили ряд способов увеличения адгезионной прочности цементов к сплавам металлов, многие из которых были описаны выше.

Вывод

Проанализировав большое количество научной литературы, можно прийти выводу, что тема обзора освещена недостаточно и требует экспериментального подхода. Это связано не только с многообразием типов адгезионных связей на границе цемент-сплав металлов и их физико-химическим характеристикам, но и с внедрением в стоматологическую практику новых цементов с целью улучшения фиксации ортопедических конструкций, что даёт новый материал для изучения в лаборатории и клинике.


Библиографическая ссылка

Штерен А.Е. АДГЕЗИЯ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ЦЕМЕНТОВ К СПЛАВАМ МЕТАЛЛОВ // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2016. – № 6. – С. 119-123;
URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=953 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674