Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСТРОВОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ ПОВЕРХНОСТИ И СТРУКТУРЫ СОВРЕМЕННЫХ БАЗИСНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Рыжова И.П. 1 Цимбалистов А.В. 1 Саливончик М.С. 1 Пивоваров В.И. 1 Кубрушко Т.В. 2
1 ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»
2 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» МЗ и соц. развития РФ
Взаимоотношение конструкционных материалов и организма человека является одной из современных и ключевых проблем стоматологии. Безакриловые термопластические полимеры являются новыми представителями базисных полимеров и в настоящее время мало изучены. Это представляет клинический интерес для стоматологической практики. Безмономерная природа данных материалов является существенным положительным фактором, влияющим на биоинертность зубных протезов. Однако способность микрофлоры адсорбироваться на поверхности и проникать в структуру зубного протеза зависит от многих факторов, в том числе и от свойств конструкционных материалов и их качественной обработки. В проведенном исследовании были изучены в сравнительном аспекте вопросы качества поверхности безакриловых и акриловых полимеров после окончательной обработки на макро и микроуровнях. Данные аспекты крайне важны для долговременной безвредной эксплуатации ортопедических конструкций в полости рта.
конструкционные материалы
зубные протезы
термопластические полимеры
растровой электронной микроскопии качество поверхности
обработка протезов
1. Боровский Е.В. Клиническая стоматология. – М.: Медицина, 2006. – 509 с.
2. Барусова С.А., Даурова Ф.Ю. Микробиологическая оценка эффективности антисептического препарата «октенисепт» в комплексном лечении воспалительных заболеваний пародонта. – М., 2007.
3. Брель А.Л. Полимерные материалы в клинической стоматологии / А.Л. Брель, С.В. Дмитриенко, О.О. Котляревская. – Волгоград, 2006. – 223 с.
4. Варес, Э. Я. Дорогу термопластам в стоматологическую ортопедию / Э.Я. Варес, Я.Э. Варес, В. Н. Нагурный // Стоматология сегодня. – 2003. – № 8. – С. 38.
5. Цепов Л.М., Николаев А.И. Диагностика, лечение и профилактика заболеваний пародонта. – МЕДпресс-инфоб 2008. – 272 с.
6. Купец Т.В., Гроссер А.В., Карпов А.П. Современные технологии, нестандартные идеи в профилактической стоматологии // Клиническая стоматология. – 2005. – № 1. – С. 60–64.
7. Рыжова И.П. Современные стоматологические материалы и технологии / И.П. Рыжова, А.А. Копытов // Междунар. журн. приклад. и фундамент. исследований. – 2011. – № 7. – С. 39–40.
8. Трегубов И.Д., Михайленко Л.В., Болдырева Р.И., Маглакелидзе В.В., Трегубов С.И. Применение термопластических материалов в стоматологии. – М., 2007. – С. 67–69.

Современные требования к качеству съемных зубных протезов в стоматологии достаточно высоки. Воспроизвести эстетику и идеальную структуру зубного протеза – задача достаточно сложная [1, 2, 4, 5, 7, 8]. Важной характеристикой стоматологических материалов является степень адгезии к ним микрофлоры полости рта. Любые ортопедические конструкции в полости рта являются потенциальным местом адсорбции и колонизации микроорганизмов, влияя при этом на здоровье организма на разных уровнях [3, 4, 6]. При этом сами ортопедические конструкции, накапливая микрофлору, могут разрушаться микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности. В этом процессе немаловажное место занимает окончательная обработка изделий. От качества этого этапа зависит многое: здоровое функционирование подлежащих тканей полости рта; бактериальная колонизационная резистентность, эстетика и оптимальная долговременность искусственной конструкции зубного протеза [3, 5, 6, 7, 8].

Внедряемые в стоматологию термопластические эластичные зубные протезы отличаются от акриловых полимеров эластичностью, но при этом они обладают прочностью к механическим нагрузкам. Термопластические полимеры достаточно проблематично поддаются шлифовке. Традиционной обработкой сложно добиться гладкой и глянцевой поверхности в связи с высокой вязкостью материала, его способностью налипать на абразивный инструмент [7, 8]. По времени качественная заключительная обработка зубного протеза из термопластических полимеров занимает определенное время у специалистов и требует использования значительного количества инструментов и абразивных средств.

Исходя из вышеперечисленного, вопрос совершенствования окончательной обработки и разработки эффективного алгоритма окончательной обработки термопластических полимеров является актуальным в настоящее время.

Цель работы: изучить качество поверхности эластичных безакриловых и акриловых полимеров после окончательной обработки в сравнительном аспекте на макро и микроуровнях.

Материал и методы исследования

Объектом исследования послужили современные стоматологические базисные полимеры. Для исследования были подготовлены по пять образцов каждого полимера в соответствии с необходимой технологией полимеризации. Из традиционных полимеров были взяты:

– акриловая пластмасса самотвердеющая – «Протакрил» и «Фторакс» («Стома», Украина).

Из термопластических полимеров:

– термопластические безмономерные полимеры на основе нейлона, «Эвидсан» («Эвидент плюс», Россия) и «Valplast», («Advanced Technologies», США);

– термопластический безмономерный полимер на основе полиокисиметилена, «Dental-D»;

– термопластический полимер на основе полиметилакрилата «Acree-Free» (Evolon, США).

Полирование производилось традиционным способом обработки полимеров до состояния «видимого блеска», которое определялось визуально. В практике стоматолога именно такое состояние поверхности конструкций зубных протезов является критерием ее готовности к фиксации в полости рта. При этом время полирования разных образцов оказалось различным.

Помимо этого, качество поверхности оценивалось в соответствии с ГОСтом по критериям: наличие глянца, однородности поверхности, а также оценивалось поверхностное натяжение жидкости. Качество поверхности на микроуровне, под большим увеличением, вплоть до наноуровня, стало возможным только при использовании современных методов исследования. Применение высокоразрешающей растровой микроскопии позволяет получать сведения о структуре поверхности материала в реальном времени и без разрушения с разрешающей способностью до 1 нм. Микроскопирование образцов производилось в ЦКП «Наноструктурные материалы и нанотехнологии» БелГУ с использованием растрового ионно-электронного микроскопа «Quanta 200 3-D», Япония. Растровый электронный микроскоп – прибор, предназначенный для получения изображения поверхности объекта с высоким пространственным разрешением, основанный на принципе взаимодействия электронного пучка с исследуемым объектом. Исследование поверхности проводилось в трех произвольно выбранных точках на каждом образце при увеличении x100, x500, x5000.

Результаты исследования и их обсуждение

Традиционная механическая обработка состоит из этапов шлифовки и полировки пластмассы с использование шлифмотора, зуботехнического наконечника, полировочных средств и вращающегося инструментария. Современный арсенал вращающегося инструментария представлен металлическими, корундовыми, алмазными фрезами, головками, борами разной степени абразивности. Особенность традиционных пластмасс при шлифовании и полировании заключается в их относительно низкой температуре плавления, низкой теплопроводности и вязкости. Сложность при обработке термопластических полимеров связана с возможной быстрой деформацией изделия при возникновении давления и нагревании. Обработать заново оплавленный участок полимера означает потерю качества и времени, а нередко и безвозвратно испорченный экземпляр. Сложности имеются при достижении окончательного блеска.

При механической обработке термопластических полимеров было выявлено, что они не поддаются обработке карборундовыми фрезами, так как при этом инструмент быстро вязнет и выходит из строя, при этом поверхность образца становится не ровной. Алмазный гальванический инструмент также является не эффективным. Эффективность применения инструментов представлена на рис. 1.

В результате проведенной работы качество полученных образцов оценивали по следующим критериям в соответствии с ГОСТом «Термины и определения дефектов изделия из пластмасс». Данные представлены на рис. 2.

Время, затраченное на достижение необходимых критериев при обработке поверхности полимеров разной природы, находится в диапазоне от 4 до 20 минут.

Данные представлены на рис. 3.

Объективное исследование поверхности образцов методом растрово-ионной микроскопии выявило дефекты поверхности при всех видах увеличения.

Уже при стократном увеличении были обнаружены всевозможные дефекты на поверхностях всех исследуемых образцов полимеров. Виды дефектов и их количество представлены на рис. 4.

Так, на примере поверхности образца из нейлона хорошо обнаруживаются углубления, каверны, неровности. Поверхность образца из «Dental-D» характеризуется наличием выраженных продольных борозд и шероховатостью. На фотографиях при увеличении в 50ОО раз представляется возможным произвести точное измерение величины каверн, а также их количества. Размер каверн варьирует от 1 до 5 мкм. Число пор в поле зрения составляет от 3–5. На поверхности имеются участки выпуклостей и углублений.

pic_67.tif

Рис. 1. Эффективность применения вращающегося инструментария для обработки полимеров разной природы

pic_68.tif

Рис. 2. Сравнительная характеристика качества проведенной механической обработки способом исследуемых материалов

pic_69.tif

Рис. 3. Сравнительная характеристика затраченного времени на обработку

pic_70.tif

Рис. 4. Виды дефектов на поверхности образцов полимеров

На поверхности образов из «Valplast», при увеличении в 5000 раз, количество пор составляет от 2–3 шт, размером от 1–3 мкм и шероховатости. На поверхности образцов из «Протакрила» также обнаруживалась шероховатая поверхность с порами.

Наименьшее количество дeфектов обнаруживается на поверхности полимеров акриловой природы. Наибольшее присутствие дефектов можно констатировать у термопластических полимеров, особенно у полиамидов. Это подтверждает важность задачи по повышению качества окончательной обработки новых эластичных полимеров стоматологического назначения.

Вывод

По результатам проведенных исследований можно судить о достаточно сложной обработке безакриловых эластичных базисных полимеров в сравнении с акриловыми аналогами. Для получения оптимального результата, обработка данных материалов требует дополнительных усилий, затрат и времени специалистов. С целью повышения качества ортопедического лечения больных с помощью съемных конструкций зубных протезов становится весьма актуальной задача разработки эффективного алгоритма окончательной обработки термопластических полимеров. Статья подготовлена в рамках проекта № 4.3265.2011, выполняемого в рамках «Государственного задания Минобрнауки России подведомственным вузам на выполнение НИОКР».

Рецензенты:

Брагин Е.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой ортопедической стоматологии ГБОУ ВПО Ставропольского государственного медицинского университета МЗ и соц. развития РФ, г. Ставрополь;

Скорикова Л.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой пропедевтической стоматологии ГБОУ ВПО «Кубанского государственного медицинского университета» МЗ и соц. развития РФ, г. Краснодар.

Работа поступила в редакцию 14.10.2013.


Библиографическая ссылка

Рыжова И.П., Цимбалистов А.В., Саливончик М.С., Пивоваров В.И., Кубрушко Т.В. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСТРОВОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ ПОВЕРХНОСТИ И СТРУКТУРЫ СОВРЕМЕННЫХ БАЗИСНЫХ ПОЛИМЕРОВ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 9-5. – С. 909-912;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32790 (дата обращения: 24.02.2020).

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 = 1.074