МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ імені П.Л. Шупика

ДАЦЬКО Ірина Олегівна

УДК 616.314- 089.27/29 – 633: 615.847.8-06

УДОСКОНАЛЕННЯ ЯКОСТІ СТОМАТОЛОГІЧНИХ КОНСТРУКТИВНИХ МАТЕРІАЛІВ ШЛЯХОМ ВПЛИВУ ІМПУЛЬСІВ СЛАБКОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ

14.01.22 – стоматологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ 2008

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано на кафедрі стоматології Інституту стоматології Національної медичної академії післядипломної освіти імені П.Л. Шупика Міністерства охорони здоров’я України.

Науковий керівник

доктор медичних наук, професор,

заслужений діяч науки і техніки України,

Павленко Олексій Володимирович

Інститут стоматології Національної медичної академії післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, МОЗ України,

директор Інституту, завідувач кафедри стоматології.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор

Борисенко Анатолій Васильйович,

Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця,

завідувач кафедри терапевтичної стоматології.

кандидат медичних наук, професор

Макєєв Валентин Федорович

Львівський національний медичний університет ім. Д. Галицького,

завідувач кафедри ортопедичної стоматології.

Захист відбудеться “27”червня 2008 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.613.09 при Національній медичній академії післядипломної освіти імені П.Л. Шупика МОЗ України: 04050, м. Київ, вул. Пимоненка, 10-а.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національної медичної академії післядипломної освіти імені П.Л. Шупика за адресою:

04112, м. Київ, вул. Дорогожицька, 9.

Автореферат розіслано “24” травня 2008 року.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук, професор І.П. Мазур

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Питома вага стоматологічних захворювань у структурі загальної захворюваності населення, зважаючи на дані про кількість звернень за медичною допомогою, сягає 20–25% [МОЗ України, 2008]. У більшості випадків звернення пов'язані з потребою пломбувати зуби, виготовляти й установлювати знімні зубні протези.

У стоматологічній клініці широко застосовуються різні конструктивні матеріали. Найпоширенішими з них є: пломбувальні матеріали (цемент, композити хімічного затвердіння, фотополімерні композити); матеріали для виготовлення базисів протезів.

Спектр реставраційних матеріалів, що пропонується на ринку, дає змогу використовувати їх у різних клінічних ситуаціях, але вибір пломбувального матеріалу, в першу чергу, залежить від конкретного клінічного випадку та від фізико-механічних, хімічних і біологічних властивостей самого матеріалу. У зв'язку із цим важливо мати можливість змінювати якісні властивості полімерних матеріалів у потрібному напрямі, не змінюючи при цьому технології виготовлення, рекомендованої виробником.

У практиці ортопедичної стоматології широко застосовуються матеріали, які мають властивість полімеризуватися. Зокрема, для виготовлення зубних пломб використовуються композитні матеріали хімічного та світлового затвердіння “Charismа PPF” і “Charismа”, а для виготовлення базисів знімних зубних протезів – матеріал теплового затвердіння на базі акрилової пластмаси – “Фторакс”.

Згідно з нормативами міжнародного стандарту відновлювальні пломбувальні та протезні матеріали повинні мати фізичні властивості з певними показниками міцності, пластичності, пористості, терміну дії, водопоглинання, часу твердіння, глибини твердіння, рентгеноконтрастності, коефіцієнту прозорості, здатності поліруватися, стійкості до зміни кольору, наявності залишкового мономера, розчинності тощо.

Багаторічний досвід роботи із пломбувальними і зубопротезними матеріалами дав змогу виявити не тільки їх переваги, а й недоліки. Основним недоліком багатьох композитів хімічного затвердіння і фотополімерів є низька пластичність та велика усадка. Композити хімічного затвердіння не мають достатньої адгезії до твердих тканин зуба, не кольоростійкі.

Серед недоліків протезів, виготовлених з акрилових пластмас, – їх недостатня міцність, пористість, високе водопоглинання, наявність залишкового мономера, який виділяється із протезу під час функціонування в порожнині рота і негативно впливає на тканини протезного ложа.

Для усунення недоліків пломбувальних і зубопротезних матеріалів проводиться багато досліджень з удосконалення і поліпшення їх властивостей. Так, в стоматології застосовується низка заходів, спрямованих на підвищення показників міцності останніх [Д. Караульник, 1978; А. Воробйов, 1994 В. Левко, Г. Орнат, М. Рожко, 1996; А. Борисенко, 1998; Н. Біденко, 1999].

Окрім того, впроваджувалися методи сухої полімеризації, полімеризації пластмас під тиском, застосування мікрохвильової технології полімеризації; удосконалювалися технології формування з використанням пресування методом лиття.

Пошук шляхів підвищення фізико-механічних властивостей пломбувальних і зубопротезних матеріалів, зокрема “Charismа PPF”, “Charismа”, “Фторакс”, є актуальним [Н. Сисоєв, 1992; С. Сохов, 1997; Н. Тяпуніна, О. Білозорова, 1998; В. Полетаєв, Н. Третякова, Д. Токендо, 1999].

З огляду на вищезазначене цікавими є проведені дослідження на металах [В. Постніков зі співавт.; О. Дацько зі співавт., 1984–2007], які засвідчують, що після закінчення короткочасного впливу на зразки металів імпульсів слабкого магнітного поля (ІСМП) (Н?105А/м) рівень їх фізико – механічних властивостей змінюється; спостерігається довготривале згасання коливань (10–20% від початкового рівня). Ці зміни пов'язані з релаксацією, зміною структури домішково-дефектних комплексів типу дислокація – парамагнітні центри, що мають коливальний згасальний характер і визначають довгострокову структурну пам'ять матеріалів про вплив на них ІСМП.

Існують оптимальні режими впливу ІСМП, які обумовлюють екстримальні зміни властивостей. Наявність і характер зміни структури та властивостей у зразках матеріалів деяких робіт визначають методом вимірювання рівня внутрішнього тертя або декремента згасання низькочастотних коливань (ДЗК) крутильного маятника і рівня мікротвердості [Л. Шаніна, 2001; D.T.2004].

У результаті аналізу літературних джерел з'явилась ідея про можливість цілеспрямовано поліпшити властивості полімеризаційних матеріалів (міцність, пластичність), які використовуються для виготовлення пломб і базисів знімних протезів, шляхом впливу ІСМП із різними режимами на їх вихідні компоненти – пасти, порошки, рідини (до початку їх затвердіння). Тобто передбачається, що полімеризаційні матеріали мають довгострокову структурну пам'ять про вплив імпульсів слабкого магнітного поля на їх вихідні компоненти і ця пам'ять має вибірковий характер щодо режиму ІСМП, який дає змогу підвищувати як міцність, так і пластичність полімеризаційних матеріалів.

Варто відзначити, що існує й інший підхід – зміна структури та властивостей матеріалу здійснюється і розглядається не після, а під час впливу слабкого магнітного поля. Таку роботу було виконано на зубопротезному матеріалі “Фторакс” [В. Кузнєцов, М. Нідзельський, 2005]. Слабке постійне магнітне поле (Н?104А/м) впливало на формувальну масу під час її набухання на ранній стадії полімеризації. В результаті поліпшилися структура, механічні, лабораторні та клінічні показники затверділого матеріалу. Ефект був пов'язаний із безпосереднім впливом магнітного поля на якість полімеризації.

Зважаючи на викладене, актуальним є вивчення можливостей використання методу впливу ІСМП на вихідні компоненти матеріалів, що полімеризуються, для отримання у затверділого полімеризованого матеріалу покращених фізико-механічних властивостей у поєднанні з поліпшенням або збереженням наявних лабораторних і клінічних показників.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Інституту стоматології Національної медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика і є фрагментом теми кафедри стоматології: “Клініко-лабораторне обґрунтування застосування сучасних медичних технологій для діагностики, профілактики і лікування основних стоматологічних захворювань” (державний реєстраційний № Ш00711). Автор є безпосереднім виконавцем фрагмента запланованої науково-дослідної роботи.

Мета дослідження. Підвищити якість пломб із композитного матеріалу хімічного затвердіння, фотокомпозиту та базисів знімних пластинкових протезів з акрилових пластмас шляхом удосконалення технології їх виготовлення за допомогою обробки їх вихідних компонентів імпульсами слабкого магнітного поля до процесу полімеризації.

Для досягнення мети дослідження було визначено такі завдання:

1. Провести дослідження фізико-механічних властивостей зразків порошку – вихідного компонента матеріалу “Фторакс” (ДЗК) та затверділих зразків матеріалів “Фторакс”, “Charismа PPF”, “Charismа” (мікротвердість) після впливу на їх вихідні компоненти (порошок, рідина, пасти) ІСМП різних режимів:–

розробити установку для вимірювання рівня ДЗК крутильного маятника у зразках порошків до, під час і після впливу на них ІСМП;–

відпрацювати методику вимірювань ДЗК крутильного маятника у зразках порошків і виявити поведінку рівня ДЗК до, під час і після впливу на них ІСМП; –

проробити методику виявлення та визначити оптимальні режими впливу ІСМП на вихідні компоненти, що викликають екстремальні зміни рівня ДЗК крутильного маятника у зразках порошку і рівня мікротвердості у зразках затверділих полімеризованих матеріалів;–

виявити оптимальні режими впливу ІСМП на вихідні компоненти, використовувати їх під час виготовлення затверділих зразків для лабораторних досліджень і готових виробів (зубних пломб, зубних протезів) для клінічних досліджень.

2. Провести лабораторні дослідження затверділих зразків (абразивний знос, водопоглинання, світлостійкість, міцність, пористість, залишковий мономер).

3. Провести клінічні дослідження пацієнтів, яким виготовлено пломби з композитних матеріалів хімічного затвердіння “Charisma PPF" та світлового затвердіння “Charisma” за запропонованою технологією у різні терміни експлуатації.

4. Провести клінічні дослідження пацієнтів, що користуються знімними пластинковими протезами, виготовленими з акрилової базисної пластмаси теплової полімеризації “Фторакс” із застосуванням дії на її вихідні компоненти імпульсів слабкого магнітного поля.

Об'єкт дослідження – зразки готових виробів (пломби, виготовлені з композитних матеріалів хімічного затвердіння “Charisma PPF" і фотополімеризаційного матеріалу “Charisma”, знімні пластинкові протези, виготовлені з акрилової пластмаси “Фторакс”); фізико-механічні властивості зразків порошку та затверділих зразків; лабораторні властивості затверділих зразків; залишковий мономер, водопоглинання та кольоростійкість; вихідні компоненти, які піддавались дії імпульсів слабкого магнітного поля; стан хворих на етапах клінічного дослідження.

Предмет дослідження – обґрунтування застосування технології впливу імпульсів слабкого магнітного поля на вихідні компоненти (порошок, рідина, пасти) композиційних матеріалів для виготовлення пломб і акрилової пластмаси для створення базисів знімних пластинкових протезів.

Методи дослідження – фізико-механічні та лабораторні методи вивчення міцнісних параметрів пластмас та композиційних матеріалів: на розтяг, згин, стиск; визначення залишкового мономера та водопоглинання зразків пластмас, кольоростійкість, абразивний знос, водопоглинання композитних матеріалів; клінічні та статистичні методи.

Наукова новизна отриманих результатів. Уперше для підвищення якості пломб та базисів знімних протезів, які застосовуються в клінічній стоматології, обґрунтовано можливість застосування впливу імпульсів слабкого магнітного поля певної напруги на вихідні компоненти композитних матеріалів “Charismа PPF”, “Charismа” для виготовлення пломб й акрилової пластмаси “Фторакс” для створення базисів знімних протезів удосконаленої якості.

Уперше визначено особливості й закономірності зміни фізико-механічних властивостей у зразках вихідного компонента (порошок) і зразках затверділих полімеризаційних матеріалів після впливу на їх вихідні компоненти ІСМП різних режимів. Тобто вперше встановлено наявність структурної пам'яті у матеріалів після їх полімеризації (затвердіння), про вплив імпульсів слабкого магнітного поля на вихідні компоненти – пасти, порошок, рідину.

Уперше встановлено, що обробка ІСМП вихідних компнентів хімічного та світлового затвердіння, а також акрилових пластмас покращує пластичність у зразках композитних матеріалів і міцність у зрізах акрилової пластмаси, що свідчить про доцільність та ефективність їх застосування в клінічній стоматології.

Уперше виявлено позитивний вплив ІСМП на кольоростійкість, водопоглинання, абразивний знос у зразках композитних матеріалів, а також зменшення рівня залишкового мономера, пористості, водопоглинання у зразках акрилової пластмаси, що обґрунтовує доцільність використання ІСМП в області сучасної стоматології.

Наукова новизна роботи полягає в тому, що технологія впливу на вихідні компоненти стоматологічних полімеризаційних матеріалів імпульсів слабкого магнітного поля дає змогу поліпшити фізико-механічні, лабораторні та клінічні показники зразків затверділих матеріалів, зубних пломб і зубних протезів.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблено та створено установку, що дає змогу визначати рівень декремента низькочастотних згасальних коливань або в'язкості у зразках сипких матеріалів (порошків) до, під час і після впливу на них імпульсів слабкого магнітного поля.

Результати експериментальних і клінічних досліджень допомогли обґрунтувати застосування дії ІСМП на зразки вихідних компонентів акрилової пластмаси для створення базисів знімних протезів і композитних матеріалів для виготовлення пломб (акт упровадження в навчальний процес кафедри терапевтичної стоматології Донецького національного медичного університету ім. М. Горького, акт упровадження в практику терапевтичного відділення ЦГКБ № м. Донецька, акт упровадження в практику кафедри стоматології Інституту стоматології НМАПО ім. П.Л. Шупика від 28.01.2008 р., акт упровадження в практику відділення терапевтичної стоматології ЦМКЛ № м. Донецька).

В експерименті досліджено механічні властивості зразків акрилової пластмаси та композитних матеріалів, виготовлених за запропонованою методикою, які показали набагато вищу міцність зубних протезів і пластичність зубних пломб порівняно з виготовленими за традиційною методикою. Це дає можливість рекомендувати названу технологію для використання в ортопедичній стоматології (акт упровадження в практику кафедри ортопедичної стоматології Інституту стоматології НМАПО ім. П.Л. Шупика від 30.12.2007 р., акт упровадження в практику кафедри стоматології Івано-Франківського державного медичного університету від 30.01.2008 р.).

Результати досліджень дають змогу цілеспрямовано змінювати властивості полімеризаційних матеріалів, які застосовуються в стоматологічній практиці для виготовлення знімних протезів і композитних пломб.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним дослідженням автора. Ним особисто проведено інформаційний пошук, сформульовано мету та завдання дослідження; зібрано і проаналізовано потрібний обсяг дисертаційного матеріалу з досліджуваної проблеми. За участю автора розроблено та створено установку для вимірювання рівня ДЗК у сипких матеріалах (порошках) до, під час і після впливу на них ІСМП; розроблено методику вимірювання ДЗК у зразках порошків і методику виявлення оптимальних режимів впливу ІСМП, яка зумовить екстремальні зміни рівня ДЗК у зразках порошків та рівня мікротвердості у зразках затверділого матеріалу; проведено вимірювання рівня ДЗК у зразках порошків і рівня мікротвердості у затверділих зразках (цю частину роботи виконано в Донецькому фізико – технологічному інституті ім. О.О. Галкіна НАН України під керівництвом доктора фізико-математичних наук, професора О. Дацько).*

Особисто здійснено динамічні клінічні дослідження пацієнтів (цю частину роботи виконано на кафедрі стоматології Інституту стоматології НМАПО ім. П.Л. Шупика під керівництвом завідувача кафедри стоматології доктора медичних наук, професора О. Павленка). Власноручно написано всі розділи роботи, проведено статистичний аналіз і узагальнено результати експериментальних і клінічних досліджень, сформульовано наукові висновки та надано практичні рекомендації.

У наукових розробках, висвітлених у статтях, надрукованих у співавторстві, участь здобувача включає проведення літературного пошуку, експериментальних, клінічних досліджень, аналіз даних, формулювання висновків.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації знайшли відображення в доповідях на міжнародних науково-теоретичних і науково-практичних конференціях: міжнародна науково-практична конференція “Сучасний стан і актуальність проблеми ортопедичної стоматології” (Івано-Франківськ, 2005), 66 наукова конференція студентів і молодих учених (Львів, 2005), Тhе 14th International Conference and Mechanical Spectroscopy (Kyoto, Japan, 2005), 6 і 7 міжнародні конференції “Дія електромагнітних полів на пластичність і міцність матеріалів” (Воронеж, 2005 і 2007), міжнародна конференція “Фізика конденсованого стану речовини” (Харків, 2006), 76 міжвузівська наукова конференція студентів і молодих учених з міжнародною участю “Працюємо, творимо, презентуємо” (Івано-Франківськ, 2007).

__________________________

* Автор висловлює щиру вдячність завідувачам кафедр та співробітникам за допомогу в проведенні досліджень.

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 12 наукових праць, із них 5 статей – у наукових журналах і збірниках, рекомендованих ВАК України, 7 – тези доповідей. Задекларовано патент на корисну модель: “Процес приготування композитного стоматологічного матеріалу” (№2005 12315 від 21.12.2005 р.).

Структура й обсяг дисертації. Дисертацію викладено на 189 сторінках машинописного тексту. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, 3 розділів власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів дослідження, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел, який містить 226 назв, і 2 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Матеріали та методи дослідження. З метою повторної перевірки й узагальнення отриманих результатів роботи досліджувалося декілька матеріалів, що полімеризуються, які відрізняються формою випуску вихідних компонентів і способом полімеризації: “Фторакс” – порошок і рідина, теплове затвердіння; “Charismа PPF ” – пасти, хімічне затвердіння; “Charismа ” – паста, світлове затвердіння. Окрім цього, як модельні використовувалися зразки порошків 10 різних матеріалів. Дослідження проводилося на зразках порошку та затверділих полімеризованих матеріалів до, під час і після впливу на зразки вихідних компонентів ІСМП різних режимів. Затвердіння, полімеризація матеріалу починалася після припинення впливу на вихідні компоненти ІСМП через 180 хв. при використанні “Фторакса” і через 1-20 хв. – “Charismа PPF” і “Charismа”.

Аналіз методів виявлення і дослідження результатів впливу ІСМП на структуру та властивості металів засвідчив, що у зразках вихідних компонентів доцільно досліджувати рівень в'язкості, а в затверділих зразках – рівень мікротвердості. У зв'язку із цим було розроблено та виготовлено установку для вимірювання рівня в'язкості в порошках. Вона поєднувала прямий крутильний низькочастотний маятник, соленоїд, генератор ІСМП (серійний прилад ОІМП-101). Сталевий стрижень був віссю маятника (3х3х40 мм), нижній кінець маятника (який має вертикально розташовану пластинку) занурювався в порошок, що був у соленоїді, й зазнавав впливу ІСМП. Порошок демпфував коливання маятника, рівень його в'язкості визначав рівень декремента згасання коливань маятника.

Відпрацювання методики вимірювань і вимірювання рівня ДЗК крутильного маятника в зразку порошку здійснювалося відповідно шляхом виявлення характеру амплітудної залежності ДЗК маятника при зміні амплітуди деформації маятника в інтервалі 0,2•10-4 – 2,2•10-4 і вимірювань при зменшенні амплітуди деформації в інтервалі 2,2•10-4 – 1,4•10-4. Використовувалися різні умови вимірювань: без демпфера, з демпфером (використовувалося машинне масло), порошки 10 різних матеріалів.

Відпрацювання методики виявлення і безпосередньо виявлення оптимальних режимів впливу ІСМП здійснювалися шляхом вимірювання рівня ДЗК крутильного маятника в зразках порошку та рівня мікротвердості в зразках затверділого матеріалу залежно від величини параметра імпульсу, який змінював режим ІСМП. Для цього спочатку вибирався первинний режим впливу ІСМП, що характеризується 4 параметрами імпульсу: B=(f:tc:tf:H), де f –частота (Гц), tc – тривалість дії (хв.), tf – крутість фронна (мкс), Н – амплітуда магнітного поля (А/м•105). Далі величина одного з параметрів імпульсу ступінчасто змінювалася, потім – другого і т. д. Для вирішення цього питання потрібно було розглянути вплив понад 40 різних режимів ІСМП. Для кожного з досліджуваних матеріалів було знайдено свій оптимальний режим впливу ІСМП на його вихідний компонент. Ці оптимальні режими було задіяно під час отримання затверділих зразків і готових виробів (пломб, протезів) для проведення дальших досліджень.

Під час лабораторних досліджень у зразках, отриманих з компонентів, оброблених і не оброблених ІСМП, визначалися і порівнювалися рівні таких властивостей, як абразивний знос, водопоглинання, світлостійкість, міцність, пористість, залишковий мономер. Для клінічних досліджень було виготовлено 454 пломби, 100 протезів; обстежено 200 хворих.

В основу оцінки результатів клінічних досліджень стану пломб було покладено топографію карієсних пошкоджень за Блеком. Основна група пломб виготовлялася з композитів, оброблених ІСМП, інша, контрольна, – з композитів, не оброблених ІСМП. Згідно із класифікацією за Блеком було виготовлено та досліджено такі класи, групи і кількість пломб: I клас (основна група) – 99, контрольна група – 77; II – 86 і 78; III – 20 і 18; IV – 24 і 22. У I і II класах пломби виготовлялися з матеріалу “Charismа PPF”, а в III і IV класах – з матеріалу “Charismа”.

Стан пломб оцінювався за такими параметрами: анатомічна форма, крайова адаптація, зміна кольору краю, відповідність кольору, наявність чутливості, шорсткість поверхонь, наявність вторинного карієсу, стан контактного пункту. Оцінка стану пломб проводилася через 1, 6 і 12 місяців після пломбування.

У хворих, стан пломб яких за Блеком відповідав I і II класам, проводилися дослідження (через 12 місяців після пломбування) взаємоадаптації тканини зуба до пломбувального матеріалу за допомогою діагностичного апарату “Дентест”. У хворих, стан пломб яких за Блеком відповідав II класу, проводилися дослідження стану пломб (через 6 місяців після пломбування) за допомогою гігієнічних пігулок для розжовування “Mira-2-ton” (Німеччина).

У ході клінічної оцінки стану пацієнтів, які користувалися знімними зубами – протезами, особлива увага зверталася на низку параметрів: стан опорних зубів, наявність запальних процесів у слизовій оболонці (ознаки гіперемії, набряку), ступінь фіксації протезів, потребу корекції, атрофію тканин протезного ложа. Функціональну оцінку якості виготовлених зубних протезів проводили за методикою В. Наумова (1979). Інтенсивність запальних процесів слизової оболонки протезного ложа визначали за допомогою проби Шиллера – Писарєва. Клінічне оцінювання стану тканин протезного ложа та якості протезування проводили в різні терміни користування знімними пластинчатими протезами (24 години, 7 днів, 1 місяць, 6 місяців).

Дослідження проводилися на 100 пацієнтах у віці від 50 до 75 років, яким було виготовлено часткові або повні змінні зубні протези на верхню і нижню щелепи. 65 пацієнтів мали зубні протези, виготовлені з вихідних компонентів, оброблених ІСМП (основна група), 25 пацієнтів – з вихідних компонентів, не оброблених ІСМП (контрольна група).

Статистична обробка результатів дослідження та їх аналіз здійснювалися з використанням параметричних і непараметричних критеріїв (критерії Стьюдента, Фішера), а також складних методів статистики – множинного кореляційного та регресійного аналізу за допомогою пакета прикладних програм “SPSS – 11”.

Результати дослідження та їх обговорення. Під час відпрацювання методики дослідження було встановлено, що рівні ДЗК крутильного маятника, незадемпфірованого і задемпфірованого машинним маслом (тобто власні коливання маятника, обумовлені пружністю сталевого стрижня), практично однакові: вони порівняно малі, не залежать від довготривалих періодичних збуджень коливань, а також від впливу ІСМП. У разі збільшення амплітуди деформації вони практично однаково монотонно збільшуються; у разі зменшення амплітуди деформації гістерезис не виявляється. Характер залежності змінюється при демпфіруванні маятника свіжонасипаним порошком. Проте після процедури ущільнення маси порошку (шляхом повторних багаторазових збуджень коливань маятника) залежність наближається до залежності, яка спостерігається у незадемпфірованого маятника (монотонне зростання при збільшенні амплітуди, відсутність гістерезису при зменшенні амплітуди). Тому подальше дослідження ДЗК проводили після закінчення процедури ущільнення порошків. Результати дослідження показали, що ДЗК у зразках порошків різних матеріалів (кремнію, алюмінію, фтороксу та ін.) виявляє залежність від амплітуди (монотонне зростання або на тлі монотонного зростання один чи два максимуми). Під час впливу на зразки порошку ІСМП у різних режимах рівень ДЗК крутильного маятника змінюється – різко, майже миттєво, збільшується. Після припинення впливу ІСМП рівень ДЗК – майже миттєво зменшується, а потім тривалий час поволі змінюється, протягом 180 хвилин, виявляючи згасаючі коливання, немонотонну або монотонну зміну (зменшення, збільшення) рівня ДЗК чи практичну відсутність змін.

Отриманий результат схожий із тим, який спостерігається на металах і не суперечить уявленням про те, що пов'язаний зі зміною домішково-дефектних комплексів та обумовлений зміною щільності рухомих дислокацій, які взаємодіють із парамагнітними центрами в поверхневих прошарках дотичних частинок порошку.

У ході відпрацювання методу виявлення оптимального режиму впливу ІСМП, що зумовлює екстремальні зміни рівня ДЗК крутильного маятника в зразках порошку, використовувалося 24 різних режими ІСМП; дослідження проводилися на порошку модельного матеріалу. Було встановлено, що при зміні режиму ІСМП довготривалі залежності ДЗК крутильного маятника можуть змінювати висоту, характер і перетинатися, і лише через 180 хв. зміни від часу проявляють себе слабко. У зв'язку із цим характер залежності рівня ДЗК крутильного маятника від режиму ІСМП доцільно виявляти або відразу, або через 180 хв. після впливу ІСМП. З'ясувалося, що оптимальний режим впливу ІСМП спостерігається лише за певних значень усіх (чотирьох) параметрів імпульсу. Зміна величини одного з них призводить до зникнення оптимального режиму. Найсильніше впливає зміна таких параметрів, як тривалість впливу та амплітуда магнітного поля.

Екстремальні відмінності було виявлено під час дослідження впливу 6 режимів ІСМП, що задаються зміною величини тривалості дії (tc =1:2:4:6:8) у первинному режимі В=(0.5: tc :162:2.7). Вплив цих 6 режимів ІСМП було розглянуто при виявленні екстремальних змін рівня ДЗК крутильного маятника у зразках порошку вихідного компонента і рівня мікротвердості у зразках затверділого полімеризованого матеріалу “Фторакс”. Дослідження показали, що ці властивості змінюються немонотонно, узгоджено, виявляючи протилежний характер і екстремальні зміни при tc =4 хв. Тобто оптимальним режимом ІСМП для “Фторакса” є В=(0.5:4:162:2.7). Отриманий результат означає, що полімеризований затверділий матеріал володіє структурною пам'яттю про вплив на його вихідний компонент ІСМП. Ця пам'ять та її характер задаються у вихідному компоненті матеріалу, що полімеризується під впливом ІСМП і його режимом, та зберігається в процесі полімеризації і передається затверділому полімеризованому матеріалу.

Залежність ДЗК крутильного маятника від тривалості впливу ІСМП виявляє екстремальну зміну у вигляді мінімуму, а залежність мікротвердості – максимуму. Отже, вплив оптимального режиму ІСМП приводить відповідно до зменшення рівня мікропластичності та до збільшення рівня мікротвердості (до 60%), тобто міцність матеріалу зростає.

При виявленні оптимального режиму впливу ІСМП на початкові компоненти матеріалів “Charismа PPF” і “Charismа”, що полімеризуються, було розглянуто вплив 24 різних режимів на рівень мікротвердості у зразках затверділого полімеризованого матеріалу. Дослідження показали, що коли режими впливу ІСМП задаються зміною величини тривалості впливу або амплітуди магнітного поля, то рівень мікротвердості змінюється немонотонно, виявляючи екстремальну зміну у вигляді мінімуму. Виявлені оптимальні режими впливу ІСМП мали такі значення параметрів: для “Charismа PPF” – В=(0.5:1:162:3.0), для “Charismа” – В=(1:2:162:3.0). Зменшення рівня мікротвердості відповідно становить 48 і 18% (p<0,05). Це свідчить про те, що вплив оптимального режиму приводить до збільшення пластичності матеріалу.

Аналіз результатів фізико-механічних досліджень показує, що після впливу ІСМП на вихідний компонент матеріалу, що полімеризується, його структура та властивості змінюються, виявляючи довготривалі згасальні коливання, характер яких залежить від режиму впливу ІСМП, а в затверділому полімеризованому матеріалі мають місце узгоджені зміни структури та властивостей, залежно від режиму впливу ІСМП. Це означає, що початковий компонент і затверділий матеріал мають структурну пам'ять про вплив ІСМП на вихідний компонент. Пам'ять виникає у вихідному компоненті, зберігається у процесі полімеризації, передається затверділому полімеризованому матеріалу. Пам'ять має різний характер, який задається режимом впливу ІСМП.

Для отримання результатів викладених фізико-механічних досліджень були виконані вимірювання рівня ДЗК крутильного маятника (залежно від амплітуди і часу) на понад 40 зразках порошків, вимірювання рівня мікротвердості на понад 40 зразках затверділого матеріалу, вплив понад 40 різних режимів ІСМП.

Виявлені оптимальні режими впливу ІСМП на вихідні компоненти надалі використовувалися під час отримання зразків затверділих матеріалів, які полімеризувалися, для лабораторних досліджень, а також зубних пломб і зубних протезів для клінічних досліджень. При цьому вони порівнювалися з властивостями затверділих зразків і виробів, отриманих за звичайною технологією.

Відповідно до результатів експериментальних досліджень, проведених у Донецькому фізико-технологічному інституті НАН України, обробка до етапу полімеризації зразків вихідних компонентів із пластмаси “Фторакс” імпульсами слабкого магнітного поля призводить до збільшення якості показників міцнісних параметрів, ніж у зразків контрольної серії. Проведені дослідження фізико-механічних властивостей зразків із пластмаси “Фторакс” показали, що серії зразків, компоненти котрих піддавались обробці ІСМП, мають вищі показники міцнісних параметрів. Це стосується всіх фізико-механічних показників: міцності на розтяг, згин і стиск; водопоглинання та виділення залишкового мономера.

У результаті проведених клінічних досліджень стану пломб, виготовлених з композитного матеріалу хімічної полімеризації “Charisma PPF”, котрі були використані для відновлення порожнин I та II класів за Блеком, установлено, що у віддалені терміни (12 місяці) в основній групі кольорова відповідність збереглася у 94,2% (у контрольній групі спостерігалося погіршення кольорової відповідності до 64,1%); анатомічна форма, крайова адаптація відповідала 95%, контактний пункт був збережений у 100%; чутливість спостерігалась у 0,5% випадків, порівняно з контрольною групою, де значно вираженішою була просторова усадка матеріалу: анатомічна форма, крайова адаптація у 83,1%, контактний пункт збережений у 86,2%, чутливість відмічалася у 15% випадків. Абразивний знос поверхонь при обробці вихідних компонентів до полімеризації ІСМП становив 6%, у той час, як у пломб, виготовлених за традиційною технологією, шорсткість становить до 30,1%.

Обробка компонентів композитного матеріалу набагато поліпшує його властивості: спостерігається зниження водопоглинання та збереження кольору, зменшується просторова усадка матеріалу, що значно покращує віддалені результати пломбування порожнин I та II класів за Блеком композитним матеріалом хімічного затвердіння “Charisma PPF”.

Другий блок клінічних досліджень присвячений порівняльному клінічному аналізу відновлення порожнин III та IV класів за Блеком композитним матеріалом світлового затвердіння “Charisma”, компоненти якого перед замішуванням оброблялись ІСМП, та пломб, виготовлених за основною методикою. Клінічна оцінка проводилася через 1, 6 та 12 місяців після лікування.

Аналізуючи результати даних клінічного оцінювання пломб через 6 місяців – анатомічна форма та крайова адаптація в основній групі збережена на 100%, а в контрольній – на 87,5% (p<0,2); зміни кольору краю в основній групі було відмічено у 9% спостережень, тоді як у контрольній групі цей показник становив 30% (p<0,05); чутливість у контрольній групі – 5%, порівняно з відсутністю чутливості в основній групі (p<0,05); шорсткість поверхні становила 30%, порівняно з 4,5% в основній групі (p<0,001); вторинний карієс у контрольній групі було діагностовано у 5%, в основній – не діагностувався (p<0,05); контактний пункт був цілком збережений в основній групі та лише на 87,5% – у контрольній (p<0,1).

У віддалені строки після лікування в основній групі кольорова відповідність цілком збережена, а в контрольній групі було відмічено погіршення кольорової відповідності до 77,5%, анатомічна форма, крайова адаптація та контактний пункт збережений на 95,5%, чутливість спостерігалася у 2,3% випадків (у контрольній групі значно вираженішою була просторова усадка матеріалу: анатомічна форма, крайова адаптація – 77,5%; контактний пункт був збережений у 70,2%; чутливість – у 10,1% випадків). Абразивний знос, тобто шорсткість поверхонь в основній групі становила 9%, порівняно з 50% у контрольній групі.

Таким чином, обробка компонентів композитного матеріалу ІСМП набагато поліпшує його властивості: спостерігається зниження водопоглинання та збереження кольору, зменшується просторова усадка матеріалу, що значно покращує віддалені результати пломбування порожнин III та IV класів за Блеком композитним матеріалом світлового затвердіння “Charisma”.

Третій блок клінічних досліджень був присвячений порівнянню ефективності протезування знімними пластинковими протезами, виготовленими з акрилової пластмаси, компоненти якої підлягали дії ІСМП, та виготовленими за традиційною методикою.

Ефективність протезування і термін користування знімними пластинковими протезами залежать від низки чинників: повноти клінічних обстежень та правильного вибору конструкції протеза, якості фіксації в порожнині рота, стану тканин протезного ложа, якості виготовлення протезів. Усі названі чинники тісно пов'язані між собою. Для вивчення цього зв'язку нами проведено дослідження базисів знімних протезів і тканин протезного ложа, а також взаємного впливу ротової рідини на міцнісні параметри протезних базисів.

У результаті проведених клінічних досліджень стану тканин протезного ложа в різні терміни користування знімними пластинковими протезами у пацієнтів контрольної групи нами встановлено, що найбільші зміни слизової оболонки спостерігалися через 24 години та через 7 днів після здачі протезів. Гіперемія слизової оболонки порожнини рота (СОПР) відмічалася у пацієнтів цієї групи через 1 та 6 місяців користування протезами. У пацієнтів основної групи найбільші зміни СОПР протезного ложа відмічалася на перший день після протезування. У віддалені терміни, через 7 днів, а особливо через 1 місяць після протезування патологічних змін СОПР практично не відмічалося, а через 6 місяців слизова оболонка мала незмінений вигляд.

Аналіз результатів ступеня фіксації знімних пластинкових протезів у пацієнтів основної групи показав значно кращу фіксацію протезів порівняно з пацієнтами контрольної групи. Причому слід відмітити, що у деяких пацієнтів основної групи через 1 місяць ступінь фіксації протезів поліпшилася. Це можна пояснити хорошою пристосованістю СОПР до протезів, адаптацією, практично відсутніми корекціями, що свідчить про високі показники фізико-хімічних параметрів протезів, виготовлених з акрилових пластмас, компоненти яких підлягали обробці ІСМП, кращу їх експлуатацію.

Отримані результати клінічних досліджень стану СОПР протезного ложа в різні терміни користування знімними пластинковими протезами у пацієнтів контрольної та основної груп спостереження свідчать про те, що знімні протези, які виготовлені із застосуванням ІСМП, мають кращі клінічні та функціональні показники; пацієнти звикають до протезів швидше, протези потребують меншої кількості корекцій. Отже, в результаті обробки компонентів акрилових пластмас ІСМП процес полімеризації базисних пластмас проходить якісніше, покращуються фізико-механічні властивості матеріалу, що збільшує термін користування протезами, зменшує їх негативний вплив на тканини протезного ложа.

Якщо порівняти клінічні характеристики протезів, базиси яких виготовлені із застосуванням акрилових пластмас, у пацієнтів основної та контрольної груп, то слід відмітити, що у пацієнтів основної групи наявність виразок та алергічних проявів на слизовій оболонці протезного ложа майже вдвічі менша, ніж у пацієнтів контрольної групи (34,8% та 60,2% відповідно; p<0,05), міцність протезів (тобто відсутність зламів) вища майже в 10 разів (30,1% – в основній групі проти 2,8% – в контролі; p<0,001).

Клінічне дослідження складалося із трьох блоків. Перший – присвячений порівнянню відновленню порожнин I та II класів за Блеком композитним матеріалом хімічної полімеризації “Charisma PPF”, компоненти якого до полімеризації підлягали дії ІСМП (основна група) та виготовлених за традиційною технологією (контрольна група). Клінічна оцінка найближчих результатів проводилася через 1 місяць, а віддалених – через 6 та 12 місяців після лікування.

Проведені дослідження рівня залишкового мономера та водопоглинання зразків пластмас дають змогу зробити висновок: обробка компонентів пластмас допомагає знизити вміст залишкового мономера в акриловій пластмасі “Фторакс” – у 2,5 рази через 48 годин та у 2,8 рази через 144 години, а її водопоглинання – вдвічі.

Це, у свою чергу, зменшує негативний вплив акрилових пластмас базисів знімних протезів на тканини протезного ложа та є профілактикою виникнення алергічних і токсичних реакцій, що поліпшує якісні показники протезів.

Вплив імпульсів слабкого магнітного поля на компоненти акрилової пластмаси сприяє покращенню таких показників, як абразивний знос, опір на згин, що в кінцевому результаті призводить до зниження відсотку зламів пластинкових знімних протезів і покращення якості пластинкових протезів, виготовлених із застосуванням акрилових пластмас.

Таким чином, на підставі результатів експериментальних і клініко-лабораторних досліджень слід зазначити, що спосіб імпульсної обробки компонентів акрилових матеріалів з певним режимом параметрів імпульсів магнітного поля доцільно використовувати у стоматологічній практиці.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі теоретично узагальнено та обґрунтовано нове вирішення актуальної проблеми сучасної стоматології – підвищення якості пломб, виготовлених із застосуванням композитних матеріалів хімічної та світлової полімеризації “Charisma PPF”, “Charisma” та знімних пластинкових протезів, виготовлених з акрилової пластмаси “Фторакс” шляхом удосконалення технології їх виготовлення за допомогою обробки вихідних компонентів цих матеріалів імпульсами слабкого магнітного поля перед їх змішуванням і полімеризацією.

1. З метою підвищення якості конструктивних стоматологічних матеріалів розроблено й апробовано установку для обробки початкових компонентів стоматологічних матеріалів імпульсами слабкого магнітного поля та вимірювання рівня декремента згасання низькочастотних коливань.

2. Показано, що спостерігається ефект структурної пам'яті про вплив ІСМП на зразки вихідних компонентів матеріалів, що полімеризуються, як у зразків вихідних компонентів, так і у зразків затверділих полімеризованих матеріалів, що свідчить про доцільність широкого використання ІСМП в клінічній стоматології.

3. Запропоновано спосіб, що дає змогу покращувати фізико-механічні властивості стоматологічних затверділих матеріалів, які полімеризуються, шляхом впливу на їх вихідні компоненти ІСМП з оптимальним режимом. Експериментально доведено, що дія певного режиму ІСМП на вихідні компоненти зразків композитних матеріалів “Charisma PPF” та “Charisma” спричиняє стійкість до абразивного зносу, зменшення водопоглинання та підвищення кольоростійкості порівняно з контрольною серією зразків, виготовлених за традиційною технологією. Встановлено оптимальні режими впливу ІСМП, після яких рівень мікротвердості в затверділих зразках “Фторакса” збільшився в 1,6 рази, “Charismа PPF” – зменшився в 1,5 рази, “Charismа” – зменшився в 1,2 рази.

4. Експериментально доведено, що зразки пластмаси, вихідні компоненти яких піддавались обробці ІСМП, мають кращі фізико-механічні властивості (міцність на розтяг збільшується в 1,2 рази, міцність на згин у 1,1 рази, міцність на стиск – в 1,25 рази); вимиваємість залишкового мономера зменшується на 50,1% (а на шостий день – на 80,2%), порівняно з контрольною серією зразків.

5. У результаті проведених клінічних досліджень стану пломб, виготовлених при попередній дії на їх вихідні компоненти ІСМП із композитних матеріалів хімічної полімеризації “Charisma PPF”(для відновлення порожнин I та II класів за Блеком) та світлової полімеризації “Charisma” (III та IV класи за Блеком), у віддалені терміни встановлено збереження анатомічної форми, кольорової відповідності, контактного пункту на 97–100% (p<0,001); відсутність чутливості, вторинного карієсу та шорсткості (0,5–1%; p<0,05), що значно покращує якість реконструктивних стоматологічних заходів.

6. Під час аналізу клінічних досліджень стану знімних пластинкових протезів, виготовлених із акрилової пластмаси “Фторакс”, після обробки її вихідних компонентів ІСМП слід відмітити, що адаптація тканини протезного ложа до таких протезів проходить швидше (потреба у другій корекції становить 4,8%, наявність виразок та алергічних проявів зменшується на 25,2%), міцність протезів збільшується в 1,6 разів (відсоток зламів становить 2,8%), що суттєво збільшує термін користування протезами і зменшує їх негативний вплив на тканини протезного ложа.

Практичні рекомендації

1. Уперше розроблено та апробовано пристрій для обробки імпульсами слабкого магнітного поля початкових компонентів стоматологічних матеріалів та вимірювання декремента згасання низькочастотних коливань у зразках конструктивних стоматологічних матеріалів.

2. Відпрацьовано методику та доведено доцільність використання в стоматологічній практиці оптимального впливу ІСМП на вихідні компоненти полімеризаційних стоматологічних матеріалів різних типів полімеризації, вплив яких призводить до удосконалення технології виготовлення пломб та знімних пластинкових протезів для підвищення їх якості.

3. На підставі результатів експериментальних та клініко-лабораторних досліджень рекомендується до застосування в терапевтичній та ортопедичній стоматології спосіб імпульсної обробки вихідних компонентів полімеризаційних матеріалів хімічного, теплового та світлового затвердіння з певним режимом параметрів імпульсів магнітного поля.

4. Отримані результати досліджень обґрунтовують можливість застосування запропонованого способу обробки вихідних компонентів композитного полімеризаційного матеріалу “Charisma PPF” у клінічній практиці для покращення