Введение к работе
Актуальность исследования. Одним из перспективных направлений в стоматологическом материаловедении последних лет является получение материалов, обладающих комплексом улучшенных или новых свойств. К ним относятся новейшие типы стоматологических материалов, такие как наноцементы, полимерные нанокомпозиты и нанополимеры, которые могут быть использованы в стоматологии (Omi S., 2004; Peruzzo P.J., 2006). Разработка отечественных высокопрочных, биосовместимых, высокотехнологичных фиксирующих материалов для несъёмных ортопедических конструкций и акриловых пластмасс для базисов съемных пластиночных протезов позволит повысить эффективность ортопедической помощи и качество жизни пациентам (Арутюнов С.Д., Маргарян Э.Г., 2007; Лебеденко И.Ю. и др., 2009).
На сегодняшний день особый интерес представляют наночастицы химических элементов, которые обычно не вызывают токсико-аллергических реакций, потенциально могут быть расщеплены и выведены из организма, и в порах которых можно разместить, например, лекарственные препараты. Актуальным вопросом является получение материалов, модифицированных наночастицами серебра, меди, кремния, цинка, титана, кобальта, применение которых в качестве модифицирующей добавки позволит улучшить физико-механические, физико-химические и токсико-гигиенические свойства материалов (Каливраджиян Э.С. и др., 2011; Gao J.C., 2006).
В последнее время серьезное и пристальное внимание уделяется перспективному материалу – наноразмерному кремнию (Зимин С.П., 2003). Кремний относится к числу эссенциальных для человека и животных элементов. В виде соединений он входит в состав различных лекарственных и косметических препаратов, стимулируя процессы пролиферации и регенерации, ускоряя обновление эпидермиса и восстанавливая функции клеток дермы – фибробластов (Ищенко А.А. и др., 2006; Самсонова Н.Е., 2005). Известно, что кремний участвует в обмене фтора, магния, алюминия, и других минеральных соединений, но особенно тесно взаимодействует со стронцием и кальцием (Hamid J., 2007; Zulfikar M.A., 2006). Также он отвечает за обеспечение защитных функций организма, процессов обмена веществ и дезинтоксикации. Он работает как биологический «сшивающий» агент, участвующий в образовании молекулярной «архитектуры» полисахаридов и их комплексов с белками. Также придает эластичность соединительным тканям, входит в состав эластина кровеносных сосудов, придает прочность, эластичность и непроницаемость их стенкам и препятствует проникновению липидов в плазму крови (Li Y.P., 2006; Percy M., 2004; Qian X.J., 2004). Доказано, что в воде кремний в малых дозах подавляет бактерии, вызывающие брожение и гниение, осаждает тяжелые металлы, нейтрализует хлор, адсорбирует радионуклеиды (Limbach L.K., 2010). Известно, кремний положительно влияет на иммунную систему, в связи с чем, он входит в состав различных лекарственных и косметических препаратов (Muhammad A., 2006). Благодаря малой стоимости нанокремний имеет широкую коммерческую жизнеспособность. Однако системная токсичность наночастиц кремния для животных и человека изучена слабо, а широта спектра их применений ставит их на одно из первых мест в списке наночастиц, требующих детального изучения их биологических свойств (Дурнев А.А., Соломина А.С., 2010). В связи с этим, при модификации стоматологических материалов, большое внимание необходимо уделять вопросу оценки биоинертности, клиническим исследованиям и изучению иммунного статуса пациентов (Олесова В.Н. и др., 2008; Цимбалистов А.В. и др., 2006; Michler G., 2005).
На сегодняшний день в ортопедической стоматологии активно совершенствуются методы лечения несъёмными конструкциями зубных протезов (Бейтан А.В., 2006; Данилина Т.Ф. и др., 2011; Жулев Е.Н., 2007). Однако доля осложнений, возникающих при их использовании, остаётся достаточно высокой – 21% в первые три года пользования (Перегудов А.Б., 2007; Скорикова Л.А., 2002). Многие авторы посвятили свои исследования изучению причин неудачных исходов лечения несъёмными ортопедическими конструкциями и пришли к выводу, что этому способствует ряд факторов, одним из которых является неправильный выбор и использование фиксирующих материалов (Трезубов В.Н. и др., 2007; Souza P., 2006). В данное время, на современном стоматологическом рынке представлено большое количество фиксирующих материалов для несъёмных конструкций зубных протезов. Одними из известных и широко используемых являются цинк-фосфатные цементы, которые на протяжении многих десятилетий зарекомендовали себя с положительной стороны (Боровский Е.В., 2007). В последние годы существенно расширилась область применения стеклоиномерных фиксирующих материалов, которые имеют ряд преимуществ, начиная от простоты использования, и заканчивая высокой прочностью и степенью адгезии к металлу и тканям зуба.
С развитием современных технологий к фиксирующим материалам предъявляют всё более жёсткие требования: постоянство объёма, хорошая совместимость с тканями зуба, металлами, пластмассами, фарфором, диоксидом циркония, оксидом алюминия по физико-механическим показателям, отсутствие раздражения пульпы зуба и т.д. Тем самым, стали более явными недостатки широко применяемых цинк-фосфатных цементов и стеклоиномерных материалов. Современный рынок стоматологических материалов для фиксации несъемных зубных протезов постоянно обновляется. Имеющиеся в специальной литературе данные о них противоречивы, что затрудняет их выбор, полностью отвечающий клиническим требованиям (Данилина Т.Ф., 2011; Цимбалистов А.В., 2006).
Научные литературные данные за последнее десятилетие свидетельствуют о неуклонном росте количества больных, нуждающихся в съемных конструкциях зубных протезов (Лебеденко И.Ю. и др., 2011; Олесова В.Н., 2012, Скорикова Л.А., 2011).
На данный момент около 98% съемных протезов изготавливается из пластмасс акриловой природы. Акриловые пластмассы вытеснили ряд предшествующих им материалов в силу ряда своих положительных свойств. Важнейшими из них являются высокая технологичность, низкая стоимость и доступность, эстетические качества. Однако, наряду с неоспоримыми преимуществами, такие материалы имеют целый ряд недостатков (Рыжова И.П. и др., 2012; Николас Дж., 2006). К ним относятся: недостаточная прочность при статическом изгибе, низкая удельная ударная вязкость, что приводит к частым поломкам протезов, акриловые пластмассы имеют довольно большую усадку (6-8%), что проявляется несоответствием внутренней поверхности базиса протеза протезному ложу. Кроме этого, большой проблемой является наличие остаточного мономера, который оказывает негативное влияние на ткани протезного ложа и организм в целом (Диканова М.В., 2003; Ибрагимов Т.И., 2006). В последние годы клиницистов привлекает возможность применения лекарственных препаратов для лечения и профилактики осложнений со стороны тканей протезного ложа. Перспективным направлением в профилактике осложнений является использование биорастворимых лекарственных пленок, позволяющих оказывать противовоспалительное, противомикробное, антиаллергическое и иммуномодулирующие действие (Дубова Л.В., 2010; Лыкова А.Н., 2007).
Таким образом, остается актуальной проблема разработки отечественных стоматологических фиксирующих материалов, оптимальных по физико-механическим свойствам и индифферентных к тканям организма, а также высокопрочных, биосовместимых, высокотехнологичных пластмасс для базисов съемных пластиночных протезов. Целенаправленная разработка и получение необходимых свойств стоматологических материалов могут коснуться не только основных, но и вспомогательных материалов, что повысит качество протезирования ортопедическими конструкциями зубными протезами.
Цель исследования: повышение качества ортопедического лечения съемными и несъемными зубными протезами путем модификации стоматологических материалов наноразмерными частицами кремния.
Задачи исследования
1. Разработать рецептуру фиксирующих материалов и пластмассы акриловой природы, модифицированных наноразмерными частицами кремния.
2. Изучить и провести сравнительную оценку физико-химических и физико-механических свойств модифицированных стоматологических материалов.
3. Оценить биоинертность стоматологических материалов, модифицированных нанокремнием, а также дать сравнительную оценку их влияния на твердые ткани зуба, пародонта и слизистую оболочку полости рта.
4. Разработать биологически активную пленку, содержащую в своем составе иммуномодулирующий препарат и изучить ее влияние на состояние системного и местного иммунитета полости рта в динамике, у лиц, пользующихся съемными пластиночными протезами.
5. Исследовать динамику изменения состава микрофлоры полости рта пациентов, пользующихся съемными протезами с базисами, модифицированными наноразмерными частицами кремния в сравнительном аспекте и на фоне иммуннокорригирующей терапии.
6. Провести сравнительную оценку влияния акриловых базисов съемных пластиночных протезов на ткани протезного ложа и дать оценку эффективности ортопедического лечения пациентов съемными протезами из пластмассы, модифицированной нанокремнием.
Научная новизна
Получены данные об оптимальном процентном соотношении модификатора (нанокремния) для цинк-фосфатного цемента, стеклоиномерного фиксирующего материала и акрилового полимера.
На основании изучения и анализа физико-химических и физико-механических свойств цинк-фосфатного цемента, стеклоиномерного фиксирующего материала и акрилового полимера, модифицированных наноразмерными частицами кремния в сравнительном аспекте доказаны несомненные их преимущества перед исходными материалами.
На основе токсико-гигиенических исследований дана оценка биосовместимости и безопасности использования модифицированного цинк-фосфатного и стеклоиномерного материалов для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов, а также акрилового полимера, модифицированного добавлением нанокремния в сравнительном аспекте, что позволило расширить область их применения.
В результате проведения клинического исследования дана оценка применения цинк-фосфатного цемента и стеклоиномерного фиксирующего материала, модифицированных нанокремнием для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов и выявлено отсутствие их отрицательного воздействия на маргинальный пародонт.
Разработана биологически активная адгезивная пленка с иммуномодулирующим препаратом Имудоном, которая является лекарственной формой местного пролонгированного действия для профилактики и лечения осложнений со стороны слизистой оболочки протезного ложа, вызванных съемными протезами.
Установлено, что применение стоматологического акрилового полимера, модифицированного наночастицами кремния, на фоне применения иммунокорригирующей терапии нормализует изначально сниженный системный иммунитет и основные показатели местной защиты полости рта.
При проведении анализа количественной и качественной обсемененности слизистой оболочки полости рта было установлено, что протезирование съемными конструкциями зубных протезов приводило к некоторому снижению антиинфекционной резистентности полости рта, как следствие нарушения баланса между нормальной флорой и иммунным ответом организма. Применение у пациентов модифицированной пластмассы в сочетании с пленкой с иммуномодулирующим препаратом позволило устранить данный дисбаланс, что доказано подавлением роста патогенной и усилением роста сапрофитной флоры.
Использование модифицированной пластмассы на фоне иммунокорригирующей терапии позволило добиться значительного уменьшения суммарных зон воспаления слизистой оболочки протезного ложа, степени интенсивности атрофических процессов, улучшения всех динамических показателей функциональной эффективности зубочелюстной системы и сокращения числа посещений с целью коррекции протеза, тем самым подтверждая функциональную ценность съемных конструкций.
Практическая значимость работы
Результаты исследований физико-химических и физико-механических свойств цинк-фосфатного цемента и стеклоиономерного фиксирующего материала, модифицированных добавлением наночастиц кремния, позволили их рекомендовать для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов. За счёт модификации наблюдается улучшение физико-химических и физико-механических свойств цинк-фосфатных и стеклоиномерных фиксирующих материалов: увеличивается прочность на сжатие, адгезия к дентину зуба, снижается термическое воздействие на пульпу опорных зубов, что в комплексе уменьшает риск развития осложнений.
При модификации акрилового полимера наночастицами кремния повышались все основные прочностные характеристики исследуемого материла, влияющие на долговечность конструкций и срок пользования пластиночными протезами.
Использование стоматологических фиксирующих материалов, модифицированных наночастицами кремния для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов, свидетельствует об отсутствии их отрицательного воздействия на маргинальный пародонт.
Применение лекарственной адгезивной пленки с иммуномодулирующим препаратом при ортопедическом лечении у пациентов, пользующихся съемными зубными протезами, приводило к положительной коррекции местного иммунитета в полости рта, что сказывалось и на самочувствие пациентов, а именно: исчезновение дискомфорта, уменьшение отечности и гиперемии слизистой оболочки протезного ложа.
При использовании модифицированной нанокремнием акриловой пластмассы для базисов съемных протезов, уменьшается площадь суммарных зон воспаления слизистой оболочки протезного ложа, степень интенсивности атрофических процессов, улучшаются все динамические показатели функциональной эффективности зубочелюстной системы и сокращается число посещений с целью коррекции протеза, что дает возможность повысить функциональную ценность съемных протезов и качество жизни пациентов.
Разработаны рекомендации для заводов-изготовителей по выпуску стоматологических материалов, модифицированных наночастицами кремния и внедрению в практическое здравоохранение.
Основные положения, выносимые на защиту
1. В составе цинк-фосфатных цементов и стеклоиномерных материалов для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов, а также в акриловом полимере для базисов съемных пластиночных протезов целесообразно использование наночастиц кремния, позволяющих изменить их физико-химические и физико-механические свойства.
2. Результаты комплекса санитарно-химических и токсико-гигиенических исследований фиксирующих материалов и акрилового полимера, модифицированных наночастицами кремния, свидетельствуют об их биосовместимости и сниженной токсичности.
3. Результаты проведения клинического исследования применения цинк-фосфатного цемента и стеклоиномерного фиксирующего материала, модифицированных нанокремнием для фиксации несъёмных конструкций зубных протезов доказывают их отрицательное воздействие на маргинальный пародонт.
4. В целях профилактики и лечения возможных осложнений со стороны слизистой оболочки протезного ложа, при ортопедическом лечении пациентов с частичным и полным отсутствием зубов съемными протезами, показано использование биологически активной адгезивной пленки с иммуномодулирующим препаратом,
5. Полученные результаты изучения системного и местного иммунитета полости рта у пациентов до и в различные сроки после ортопедического лечения с использованием съемных протезов различных модификаций и на фоне применения адгезивной пленки с иммуномодулирующим препаратом, в сравнительном аспекте, позволили обосновать применение акриловой композиции, модифицированной нанокремнием.
6. Проведенное микробиологическое исследование обсемененности слизистой оболочки полости рта у пациентов со съемными протезами из пластмассы, модифицированной наночастицами кремния, свидетельствовало о нормализации микробиоциноза полости рта.
7. Клинические исследования пациентов со съемными конструкциями зубных протезов из акриловых полимеров, модифицированных наночастицами кремния, позволили выявить высокую функциональную эффективность ортопедического лечения.
Апробация работы
Основные результаты исследований доложены: на межрегиональной конференции «Современные методы диагностики и лечения стоматологических заболеваний» (Воронеж, 2010), на научно-практической конференции «Цельно-керамические зубные протезы на основе оксида циркония» (Воронеж, 2010), на научно-практической конференции «Наукоёмкие технологии и материалы» (Воронеж, 2010), на международной научно-практической конференции «Современный взгляд на болезни внутренних органов и полиморбидность» (Белгород, 2011), на XXVI Всероссийской научно-практической конференции «Совершенствование стоматологической помощи населению Российской Федерации» (Москва, 2011), на VI Молодежном инновационном форуме (Воронеж, 2012), на 5-ой Юбилейной Международной конференции «Геронтологические чтения – 2012» (Белгород, 2012), на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы в стоматологии» (Воронеж, 2012).
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 40 научных работ, из них 18 - в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК РФ, монография, 3 учебных пособия по ортопедической стоматологии для студентов медицинских вузов, из них 2 - рекомендованных учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России, методические указания. Получено 3 патента.
Объем и структура диссертационной работы
Материалы диссертационной работы изложены 298 страницах компьютерного текста и состоят из введения, обзора литературы, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, указаний литературы, приложений. Работа иллюстрирована 46 таблицами и 73 рисунками. Указатель литературы содержит 332 источника, в том числе 261 отечественных и 71 зарубежных авторов.
Внедрение в практику результатов исследования. Результаты работы внедрены в практику городских стоматологических поликлиник №2, №3 г. Воронежа, стоматологической клиники «Успех» г. Воронеж, а также используются в учебной и лечебной деятельности кафедр ортопедической стоматологии, терапевтической стоматологии, стоматологии общей практики, кафедры ортопедической стоматологии ИДПО ВГМА им. Н.Н. Бурденко.
