Одним из известных и широко используемых материалов для фиксации несъёмных зубных протезов является цинк-фосфатный цемент [1]. Он выпускается в виде порошка и жидкости. Порошок представлен в виде оксида цинка и оксида магния, выполняющих функции модификаторов, и другими оксидами. Жидкость состоит из фосфорной кислоты, воды, фосфата алюминия и имеет значение рН = 1. Содержание воды составляет примерно 33 %. Реакция отверждения остается до конца не выясненной, однако известно, что она является экзотермической, а формирующаяся в результате нее кристаллическая масса не обладает адгезией [2, 3, 6, 7, 8, 12]. При длительной практике использования в ортопедической стоматологии цинк-фосфатные цементы зарекомендовали себя с положительной стороны. Их преимущества состоят в легком замешивании, достаточно высоких прочности, когезии, и относительно низкой стоимости. Тем не менее, с развитием современных технологий к фиксирующим материалам предъявляют всё более жёсткие требования — постоянство объёма; хорошая совместимость с тканями зуба, металлами, пластмассами, фарфором, диоксидом циркония и оксидом алюминия по физико-механическим показателям; отсутствие раздражения пульпы и т. д. Это подчёркивает более явные недостатки цинк-фосфатных цементов — отсутствие антибактериального эффекта и адгезии; раздражение пульпы, вызываемое экзотермической реакцией кристаллизации; достаточно высокая растворимость в полости рта [4, 9, 10, 11]. По статистическим данным некоторых авторов осложнения при использовании несъёмных конструкций зубных протезов определяются в 21 % случаев в течение трех первых лет использования. При этом применение цинк-фосфатных цементов в течение длительного времени позволило провести исследования, которые доказывают возможность качественной фиксации несъёмных зубных протезов в 90 % случаев в течение 10 лет и в 72 % в течение 20 лет. Следовательно, вопрос целесообразности использования и модификации цинк-фосфатных цементов продолжает оставаться актуальным и на сегодняшний день [1, 7, 9, 12].
С целью повышения эффективности лечения несъёмными ортопедическими конструкциями зубных протезов на этапе фиксации, нами был модифицирован цинк-фосфатный цемент наноразмерными частицами кремния [5].
В качестве исследуемого материала был выбран материал «Висцин», производства «Радуга-Р», имеющий стандартную рецептуру, к которой были добавлены наноразмерные частицы кремния в соотношении от 1 % до 0,01 % по массе к порошку.
Принимая во внимание структуру и свойства пористого кремния, был сделан вывод, что при добавлении его к порошку цинк-фосфатного цемента, будут меняться свойства материала в кристаллизованном состоянии.
Исследования начинали с изучения физико-химических и физико-механических свойств.
В ходе исследования прочности на сжатие было установлено, что цинк-фосфатный цемент «Висцин» показал средний результат — 85МПа. Наибольший результат имели образцы с содержанием наноразмерных частиц кремния в соотношении 0,06 % по массе к порошку. При этом прочность на сжатие по отношению к исходному материалу увеличилась на 15 %.
Рис.1. Средние значения показателя прочности при сжатии
По результатам исследования времени твердения исходный материал — цинк-фосфатный цемент «Висцин» — показал средний результат 7 минут 15 секунд, а модифицированный материал с содержанием наноразмерных частиц кремния 0,06 % — 7 минут 45 секунд. Это соответствует требованиям ГОСТа. При этом может увеличиться рабочее время модифицированного материала на 20–40 секунд, что позволит совершать более длительные манипуляции в полости рта.
При исследовании толщины цементной плёнки был сделан вывод, что модификация цинк-фосфатного цемента не повлияла на данный показатель.
Для исследования адгезии материалов к дентину зуба было выбрано испытание сопротивления сдвигу. Были использованы 40 зубов, (моляров и премоляров), удалённых по различным показаниям, которые не были поражены кариесом и не имели видимых дефектов твёрдых тканей. Зубы фиксировали в металлические формы самотвердеющей пластмассой. На зуботехническом фрезерном станке плоскость поверхности дентина выравнивали с плоскостью поверхности формы. Формы для цементов имели отверстия диаметром 5мм. Зубы обрабатывали медикаментозно и тщательно высушивали.
После этого формы плотно фиксировали между собой зажимами и аккуратно заполняли отверстие формы для цементов. После кристаллизации цементов формы фиксировали в разрывной машине, снимали зажимы и проводили испытание со скоростью 1мм/сек до разрушения соединения зуб-цемент.
Исходный материал «Висцин» показал средний результат 0,22±0,03МПа, тогда как материал, модифицированный наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,06 % по массе к порошку — 0,62±0,05МПа. Следовательно, адгезия к дентину у модифицированного материала в 2,5–3 раза выше, чем у исходного.
При измерении экзотермической реакции при кристаллизации исследовали исходный материал и модифицированный материал с содержанием наноразмерных частиц кремния 0,06 %. Для проведения исследования использовался чувствительный датчик с точностью измерения 0,00010С.
Результаты исследования показали, что исходный материал «Висцин» разогревался на 30С сильнее, чем материал, модифицированный наноразмерными частицами кремния, а это является положительным моментом в отношении влияния температурного раздражителя на пульпу опорных зубов.
Рис.2. Графики средних значений экзотермической реакции кристаллизации: верхний — «Висцин», нижний — модифицированный материал
Далее, был проведён комплекс исследований токсико-гигиенических свойств модифицированного материала с добавлением 0,06 % наноразмерных частиц кремния по массе к порошку, по результатам которых можно сделать вывод, что используемые материалы не оказывают токсического воздействия на организм экпериментальных животных, а значит являются биосовместимыми и безопасными.
Для клинического исследования эффективности применения цинк-фосфатного цемента для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов, модифицированного наноразмерными частицами кремния было обследовано 42 человека, мужчин и женщин в возрасте от 27 до 60 лет с диагнозом дефект твёрдых тканей зуба, ИРОПЗ = 0,6–0,8.
Всем пациентам были изготовлены одиночные коронки на литой основе из кобальто-хромового сплава: цельнолитые и металлокерамические. Качество краевого прилегания оценивали при помощи коррегирующей массы силиконового материала. Перед фиксацией внутреннюю поверхность коронок подвергали пескоструйной обработке при одинаковом давлении и одинаковом размере частиц. Зубы перед фиксацией изолировали, очищали от временного цемента, медикаментозно обрабатывали. Всего было зафиксировано 65 искусственных коронок, из них 30 при помощи цемента «Висцин» и 35 при помощи цинк-фосфатного цемента, модифицированного наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,06 % по массе к порошку
Наблюдение за пациентами осуществляли через сутки, 7 дней, 14 дней, 6 месяцев и 1 год. Оценивали краевое прилегание искусственных коронок при помощи зондирования и рентгенологического исследования, состояние тканей пародонта (кровоточивость при зондировании, наличие патологических зубодесневых карманов, наличие рецессии десны), плотность межзубных контактов, окклюзионные взаимоотношения.
Только в одном случае наблюдалось нарушение краевого прилегания при фиксации материалом «Висцин». Кровоточивость десны при зондировании наблюдалась у двух пациентов, имевших в полости рта искусственные коронки, фиксированные как материалом «Висцин», так и модифицированным цементом.
При проведении клинических исследований было отмечено, что при использовании модифицированного материала рабочее время составляло на 25–30 секунд больше, чем у материала «Висцин». По остальным параметрам, таким как текучесть цементного теста, удобство и лёгкость удаления излишка материала отличий замечено не было.
Выводы
1. Наноразмерные частицы кремния могут быть использованы как модифицирующий материал для изменения физико-механических свойств цинк-фосфатных и других цементов, отверждаемых посредством кислотно-основного взаимодействия.
2. 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.
3. Применение цинк-фосфатного цемента, модифицированного наноразмерными частицами кремния в соотношении 0,06 % по массе к порошку, рекомендовано при фиксации несъёмных ортопедических конструкций большой протяжённости, в связи с увеличением рабочего времени материала, адгезии к тканям зуба и прочности при сжатии.
Литература:
1. Адаптивный подход рационального выбора тактики лечения стоматологических заболеваний / В. А. Кунин, О. И. Олейник, А. В. Сущенко // Вестник новых медицинских технологий. — 2004.. — Т.11, № 6. — С.61.
2. 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.
3. Гаража С. Н. Фиксация несъемных протезов: рациональный выбор материала / С. Н. Гаража, И. Г. Грицай // Стоматология. — 2000. — № 3. — С. 36–40.
4. Жулев Е. Н. Краевое прилегание литых коронок /Е. Н. Жулев, А. С. Казарин, С. И. Анисимов //Стоматология 2005: материалы 7 Всерос. науч. форума с международным участием. — М., 2005. — С. 107.
5. Зимин С. П. Пористый кремний — материал с новыми свойствами / С. П. Зимин // Соровский образовательный журнал. — 2004. — Т. 8, № 1. — С. 101–107.
6. Казарин А. С. Клинико-лабораторное обоснование повышения эффективности фиксации несъёмных протезов: дис…. канд. мед. наук / А. С. Казарин; НГМА. — Н. Новгород, 2006. — 125 с.
7. Каливраджиян Э. С., Крючков М. А., Чиркова Н. В., Гордеева Т. А. Влияние нанокремния на физико-механичесские свойства цинк-фосфатного цемента // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. — 2011. — Т. 10, № 1. — С. 126–128.
8. Каливраджиян Э. С., Крючков М. А., Чиркова Н. В., Вечёркина Ж. В. Модификация цинк-фосфатного фиксирующего материала наноразмерными частицами кремния / // Институт стоматологии. — 2011. — № 2. — С. 94–95.
9. Ортопедическая стоматология /И. Ю. Лебеденко [и др.] — М.: ГЭОТАРмедиа, 2011. — 640 с.
10. Chandrasekhar V. Post cementation sensitivity evaluation of glass Ionomer, zinc phosphate and resin modified glass Ionomer luting cements under class II inlays: An in vivo comparative study /V. Chandrasekhar // J. Conserv. Dent. — 2010. — Vol. 13, N.1. — P. 23–27.
11. Coronal leakage in endodontically treated teeth restored with posts and complete crowns using different luting agent combinations / J.Nissan [et al.] // Quintessence Int. — 2011. — Vol. 42, N. 4. — P. 317–322.
12. Graham G. Craig Amazing zinc phoaphate cement /G.Craig Graham //Dental Outlook.– 2010.– Vol.8, N 4.– P. 122.
