Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 15
Сплавы титана, применяемые в ортопедической стоматологии 15
1.1. Свойства титана и его сплавов 15
1.2. Сплавы титана, применяемые в ортопедической стоматологии 20
1.3. Коррозионная стойкость титана и его сплавов 21
1.4. Биологическая совместимость титана и его сплавов 25
1.5. Методы изготовления зубных протезов из титановых сплавов 29
1.6. Бюгельные протезы с кламмерной системой фиксации 31
Заключение 40
Глава 2. Методология и методы исследования 42
2.1. Характеристика образцов исследованных сплавов для изготовления бюгельных зубных протезов 42
2.2. Методы физико-механических исследований
2.2.1. Метод изучения предела текучести литых образцов стоматологических сплавов на изгиб 47
2.2.2. Метод изучения прочности литых образцов зубных протезов на малоцикловую усталость при знакопеременных нагрузках 48
2.2.3. Метод изучения упругих свойств литых образцов стоматологических сплавов методом импульсной акустической микроскопии 51
2.3. Методика обоснования минимально допустимых размеров элементов бюгельных протезов из стоматологических сплавов на основе титана 56
2.4. Методика оценки ретенционной способности опорно-удерживающих кламмеров бюгельных зубных протезов, изготовленных согласно расчетам минимально допустимых параметров элементов из сплавов на основе титана 57
2.5. Методика оценки ближайших результатов ортопедического лечения пациентов бюгельными зубными протезами из сплавов на основе титана с кламмерной системой фиксации 64
2.6. Методика статистической обработки полученных результатов 72
Глава 3. Результаты собственных исследований 73
3.1. Результаты физико-механических исследований 73
3.1.1. Результаты изучения предела текучести литых образцов стоматологических сплавов на изгиб 73
3.1.2. Результаты изучения прочности литых образцов зубных протезов на малоцикловую усталость при знакопеременных нагрузках 77
3.1.3. Результаты изучения упругих свойств литых образцов стоматологических сплавов методом импульсной акустической микроскопии
3.2. Обоснование минимально допустимых размеров элементов бюгельных зубных протезов из сплавов на основе титана 79
3.3. Результаты оценки ретенционной способности опорно-удерживающих кламмеров бюгельных зубных протезов, изготовленных согласно расчетам минимально допустимых параметров элементов из сплавов на основе титана 88
3.4. Показания и противопоказания к изготовлению бюгельных зубных протезов из сплавов титана с кламмерной системой фиксации 96
3.5. Ближайшие результаты ортопедического лечения пациентов бюгельными зубными протезами из сплавов на основе титана с кламмерной системой фиксации 98
Заключение 103
Выводы 114
Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы 116
Список литературы
- Сплавы титана, применяемые в ортопедической стоматологии
- Метод изучения предела текучести литых образцов стоматологических сплавов на изгиб
- Методика оценки ретенционной способности опорно-удерживающих кламмеров бюгельных зубных протезов, изготовленных согласно расчетам минимально допустимых параметров элементов из сплавов на основе титана
- Результаты изучения упругих свойств литых образцов стоматологических сплавов методом импульсной акустической микроскопии
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В современной ортопедической стоматологии ведущим конструкционным материалом для изготовления бюгельных зубных протезов остаются кобальто-хромовые сплавы, основные химические элементы которых (кобальт и хром) могут быть причиной непереносимости зубных протезов (Воложин А.И., 2004; Лебеденко И.Ю., 2001; Лебедев К.А., 2005, 2010; Мойсейчик П.Н., 2001; Марков Б.П., 1995; Титов П.Л., 2004, 2010; Brune D., 1986; Bumgardner J.D., 1994).
В последние десятилетия ряд отечественных и зарубежных авторов отмечают значительный рост аллергических реакций на различные металлы и их сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии (Понякина И.Д., 2005; Сергеев Ю.В., 2005; Цимбалистов А.В., 2006).
Поэтому протезы из титана благодаря исключительной биологической совместимости, быстрой адаптации к ним, высокой коррозионной стойкости, небольшой массе изготовленных конструкций (в сравнении с другими сплавами) могут быть лучшей альтернативой для некоторых групп пациентов.
Для изготовления высококачественных бюгельных протезов разработаны и утверждены нормативные показатели минимально допустимых размеров элементов литых каркасов этих конструкций (приказ Минздрава СССР от 03.07.1985 № 884 «О мерах по повышению эффективности оказания ортопедической стоматологической помощи населению»).
Однако они рассчитаны только для протезов из кобальто-хромовых и золотых сплавов и не могут быть применены при использовании других сплавов металлов, в том числе и титановых.
В России и за рубежом выпускаются титановые сплавы для бюгельных зубных протезов, но в доступной литературе и инструкциях фирм – производителей сплавов отсутствуют указанные нормативы.
Особенности использования титановых сплавов для изготовления бюгельных протезов с кламмерной системой фиксации методом литья по выплавляемым моделям изучены недостаточно, так как не определены основные размерные параметры кламмеров с учетом эффективности их ретенции и других элементов бюгельных протезов из сплавов на основе титана.
Степень ее разработанности. В публикациях Лебеденко И.Ю. (2002), Копейкина В.Н., Миргазизова М.З. (2002), Сирак C.B. (2003), Рошковского Е.В. (2008) показана высокая нуждаемость в ортопедическом лечении лиц разного
возраста с частичной утратой зубов среди жителей различных регионов России в XXI веке. При концевых дефектах зубных рядов наиболее широко используются съемные зубные протезы, правила конструирования которых подробно изложены в учебниках (Копейкин В.Н.,1988, 1998, 2001), учебных пособиях (Наумович С.А., 2009) и нормативных документах (Протокол ведения больных. Частичное отсутствие зубов (частичная вторичная адентия) (ГОСТ Р 52600.7-2008)).
В приказе Минздрава СССР от 03.07.1985 № 884 приведены таблицы с подробным нормированием размерных параметров различных элементов бюгельных зубных протезов из золотого и из кобальто-хромового сплавов, которые нельзя экстраполировать на стоматологические сплавы других составов (палладиевые, титановые).
В работе Миргазизова М.З. (2002) изучено влияние различных конструкционных материалов бюгельных зубных протезов на ткани протезного ложа. Наилучшими с позиций биосовместимости из известных стоматологических сплавов являются стоматологические сплавы титана (Быкова М.В., 2001; Парунов В.А., 2004).
В докторской диссертации Рогожникова Г.И. (1993) подробно рассмотрены вопросы изготовления зубных протезов из отечественных титановх сплавов ВТ1-00 и ВТ5Л. Под его руководством в 1997 году Буториным А.С. выполнена кандидатская диссертация, в которой подробно экспериментально и клинически изучены вопросы изготовления бюгельных зубных протезов из сплава титана ВТ5Л и убедительно показана его пригодность для этих целей. Автором спроектировано, изготовлено и апробировано плавильно-заливочное устройство и технология литья тонкослойных сложнопрофильных деталей бюгельных протезов. С помощью математического моделирования изучены оптимальные конструкции бюгельных протезов с телескопической фиксацией. Клинически апробированы различные варианты литых бюгельных протезов из сплава титана ВТ5Л, в том числе и с кламмерной фиксацией.
В докторской диссертации Сувориной Е.В. (2001) подробно рассмотрены различные технологические аспекты изготовления зубных протезов из сплава титана ВТ5Л несъемных и съемных конструкций, в том числе с титано-керамическими элементами фиксации, включающими титано-керамические
вкладки, рельсовые аттачмены, опорно-удерживающие кламмеры системы NEY, облицованные керамической массой Синадент-Т.
Однако размерных нормативов для различных литых элементов бюгельных зубных протезов из сплавов титана, в том числе из отечественного сплава ВТ5Л, перечисленными авторами установлено не было.
Вместе с тем в работах Rodrigues R.C. с соавторами (2002, 2008) при проведении экспериментов с литыми опорно-удерживающими кламмерами из сплава титана или из кобальто-хромового сплава убедительно показана для всех уровней поднутрений сравнительно низкая величина ретенции кламмеров из сплава титана. Однако никаких рекомендаций по коррекции размерных параметров титановых кламмеров относительно кобальто-хромовых авторами не приведено.
Таким образом, тематика диссертационной работы является актуальной, а цель (научное обоснование, экспериментальная и клиническая апробация размерных нормативов для бюгельных зубных протезов с кламмерной системой фиксации из сплавов титана) является новой и ранее не изучалась.
Цель и задачи
Цель исследования. Совершенствование ортопедического лечения больных с дефектами зубных рядов путем научного обоснования оптимальных параметров бюгельных зубных протезов из стоматологических сплавов на основе титана.
Задачи исследования
-
Определить в сравнительном аспекте основные физико-механические показатели образцов зубных протезов из стоматологических литьевых сплавов на основе титана (отечественного сплава ВТ5Л и зарубежных аналогов) и кобальто-хромового стоматологического сплава, разрешенных к применению в Российской Федерации.
-
Обосновать минимально допустимые параметры опорных, удерживающих и соединительных элементов бюгельного зубного протеза с кламмерной системой фиксации для отечественного стоматологического литьевого сплава на основе титана ВТ5Л путем сопоставления с физико-механическими свойствами и параметрами для стоматологического кобальто-хромового сплава и зарубежных аналогов.
-
Исследовать в сравнительном аспекте ретенционную способность кламмеров бюгельных зубных протезов, изготовленных по научно обоснованным минимально допустимым параметрам из стоматологического литьевого сплава на основе титана и из сплава на основе кобальта и хрома.
-
Оценить клинические результаты ортопедического лечения больных с частичным отсутствием зубов бюгельными зубными протезами с научно обоснованной кламмерной системой фиксации оптимальных размеров из стоматологических сплавов на основе титана.
-
Уточнить показания к применению бюгельных зубных протезов с клам-мерной системой фиксации из стоматологических сплавов на основе титана.
Научная новизна. Получены новые данные о физико-механических свойствах литых образцов зубных протезов из трех стоматологических сплавов на основе титана и сопоставлены с параметрами образцов из кобальто-хромового сплава.
Научно обоснованы размерные параметры опорных, удерживающих, соединительных элементов бюгельного зубного протеза с кламмерной системой фиксации и определены их минимально допустимые размеры для различных стоматологических литьевых сплавов на основе титана.
Проведены сравнительные лабораторные физико-механические
испытания образцов бюгельных зубных протезов из различных титановых и кобальто-хромового стоматологических сплавов и показана необходимость изменения размеров опорно-удерживающих и соединительных элементов такого вида зубных протезов относительно утвержденных правил для протезов из кобальто-хромовых сплавов.
Установлено, что размерные параметры зубных протезов из сплавов титана должны быть увеличены в 1,5 раза в сравнении с регламентированными для протезов из кобальто-хромовых сплавов. Проведена в эксперименте сравнительная оценка ретенционной способности кламмеров бюгельного протеза из сплавов титана, изготовленных по требованиям норматива и по разработанным в диссертации минимально допустимым параметрам для сплавов на основе титана.
Осуществлена лабораторная, экспериментальная и клиническая апробация предложенных минимально допустимых параметров элементов протезных конструкций.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретически обоснованы необходимые изменения размерных параметров конструкционных элементов бюгельных зубных протезов при их изготовлении из сплавов титана с учетом утвержденных Министерством здравоохранения Российской Федерации размерных нормативов для протезов из кобальто-хромовых сплавов.
Впервые в России в условиях Центра стоматологии и челюстно-лицевой хирургии ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздрава России на базе ортопедического отделения кафедры комплексного зубопротезирования проведено ортопедическое лечение пациентов бюгельными зубными протезами с кламмерной системой фиксации из сплавов титана, изготовленными согласно разработанным в диссертации минимально допустимым параметрам элементов конструкции, которые были определены с учетом физико-механических свойств этих сплавов.
Установлено, что некоторые анатомические особенности органов полости рта могут ограничивать показания к применению бюгельных протезов с кламмерной системой фиксации из сплавов на основе титана, в связи с чем предложено при выборе плана ортопедического лечения с применением подобных конструкций уделять повышенное внимание изучению диагностических моделей зубных рядов и челюстей.
Проведенное динамическое клиническое наблюдение за ближайшими результатами ортопедического лечения больных с частичной адентией бюгельными зубными протезами с кламмерной системой фиксации, изготовленными с учетом установленных в диссертации минимально допустимых размерных параметров для сплавов на основе титана, убедительно подтвердило высокое качество стоматологической помощи.
Сформулированы показания и противопоказания к изготовлению бюгельных зубных протезов с кламмерной системой фиксации из сплавов титана с учетом конкретной клинической ситуации и физико-механических свойств стоматологических титановых сплавов.
Методология и методы исследования
-
Анализ 203 литературных источников, посвященных проблемам биологической совместимости, коррозионной стойкости, исследованиям физико-механических свойств титана и его сплавов, а также вопросам эффективности и целесообразности их применения в качестве конструкционного материала для изготовления съемных стоматологических ортопедических конструкций.
-
Изучение прочностных свойств литых образцов каркасов бюгельных протезов из стоматологических сплавов на основе титана и из кобальто-хромового сплава:
предела текучести при изгибе по ГОСТ 14019-2003;
на малоцикловую усталость при знакопеременных нагрузках по ГОСТ 25502-79.
-
Изучение упругих свойств литых образцов каркасов бюгельных протезов из стоматологических сплавов на основе титана методом импульсной акустической микроскопии по методике, разработанной в Институте биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН (ИБХФ РАН).
-
Обоснование минимально допустимых размерных параметров опорных, удерживающих и соединительных элементов бюгельных зубных протезов из сплавов на основе титана методом математических расчетов на основе полученных результатов лабораторных исследований и сопоставления с нормативными документами Министерства здравоохранения Российской Федерации.
-
Лабораторная оценка ретенционной способности образцов опорно-удерживающих кламмеров бюгельных зубных протезов, изготовленных из стоматологических сплавов на основе титана согласно проведенным расчетам минимально допустимых параметров элементов для сплавов на основе титана и кобальто-хромового сплава.
-
Оценка ближайших результатов ортопедического лечения пациентов с частичным отсутствием зубов бюгельными зубными протезами с кламмерной системой фиксации из сплавов на основе титана методом клинического стоматологического обследования.
-
Cтатистическая обработка полученных данных.
Положения, выносимые на защиту
-
Доказана лабораторными, экспериментальными и клиническими исследованиями необходимость увеличения не менее чем в 1,5 раза размерных параметров опорных, удерживающих и соединительных элементов бюгельных зубных протезов с кламмерной системой фиксации при применении стоматологических сплавов на основе титана вместо кобальто-хромовых.
-
Физико-механические свойства стоматологических сплавов титана ограничивают показания к изготовлению из них бюгельных зубных протезов с кламмерной системой фиксации по сравнению с кобальто-хромовыми сплавами при ортопедическом лечении пациентов с частичным отсутствием зубов.
Степень достоверности и апробация результатов
Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается комплексным подходом к решению поставленных задач, достаточным объемом полученных данных экспериментальных и лабораторных исследований литых образцов бюгельных зубных протезов из трех сплавов титана, в том числе отечественного сплава ВТ5Л, и из кобальто-хромового сплава, результатами клинических исследований трех групп пациентов с частичным отсутствием зубов, ортопедическое лечение которых проведено по научно-обоснованной методике, а также использованием статистической обработки данных.
Работа проведена на современном оборудовании в соответствии с требованиями современных ГОСТов и международно признанных методик.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены:
на аспирантских совещаниях кафедры комплексного зубопротези-рования ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздрава России;
на VII Международной научно-практической конференции «Стоматология славянских государств» (Белгород, 2014);
на XVI Международной научно-практической конференции «Современные концепции научных исследований» (Москва, 2015);
на XIV Международной научной конференции «Отечественная наука в эпоху изменений: постулаты прошлого и теории нового времени» (Россия, Екатеринбург, 2015).
на совместном совещании сотрудников кафедры комплексного зубо-протезирования и лаборатории материаловедения отдела фундаментальных основ стоматологии НИМСИ при МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздрава России 29 сентября 2014 года.
По материалам диссертационной работы опубликованы 5 печатных работ, 2 из которых – в изданиях, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки России для опубликования основных научных результатов диссертаций.
Сплавы титана, применяемые в ортопедической стоматологии
На протяжении многих лет в стоматологии благородные сплавы на основе золота считались основными для изготовления зубных протезов. Позже для этих целей начали применять более дешевые сплавы – Co-Cr и Ni-Cr.
Сегодня перспективной альтернативой традиционным стоматологическим сплавам стал титан благодаря отсутствию токсичности и физико-механическим свойствам, мало отличающимся от свойств золотых сплавов [183]. Повышенный интерес к титановым сплавам объясняется сочетанием в них ряда ценных характеристик, обеспечивающих комплекс физико-химических, механических и медико-биологических требований, предъявляемых к материалам в ортопедической клинической стоматологии [11, 13, 14, 15, 44, 45, 129, 130, 133, 137].
Титан был открыт в 1794 году. А с 50-х годов ХХ века сплавы на его основе начали применять в авиастроении в качестве конструкционного материала. И поныне основная часть титана идет на нужды авиационной и ракетной техники, судостроения. Титановые сплавы отличаются особой долговечностью по сравнению с другими конструкционными материалами в условиях агрессивных сред (к ним относят и среду полости рта). В связи с этим важно оценить перспективность их применения в различных областях.
Природные ресурсы титана занимают четвертое место, уступая таким конструкционным материалам, как алюминий, железо и магний. В природе титан встречается только в форме устойчивых оксидных соединений [76, 116, 138]. Плотность титана – 4,5 г/см3, температура плавления (1668 ± 4) С, термический коэффициент линейного расширения – 8,15106 К-1, предел прочности – 25,6 кгс/мм2, относительное удлинение – 72%, низкий модуль упругости Е – 112 ГПа, твердость по Бринеллю (HBW) – 100 кгс/мм2. Коэффициент теплопроводности титана – 18,85 Вт/(мК) – в 4 раза ниже, чем у железа, и в 13 раз, чем у алюминия [19].
Все сплавы, применяемые в ортопедической стоматологии, – многокомпонентные композиции. Именно от вида и количества компонентов в них зависят те или иные свойства сплава [34, 54, 62, 65].
Металлическая матрица сплавов имеет определенную кристаллическую решетку, которая определяет основные параметры их механических свойств. Корректировать механические свойства сплавов возможно путем дополнительного легирования. В качестве легирующих элементов, которые могут влиять на свойства матрицы, а также стимулировать образование новых фаз, выступают молибден, вольфрам, углерод, азот и другие. Легирование чистого титана позволяет получать титановые сплавы с различными физико-механическими свойствами [78, 177, 196].
Титан относится к полиморфным металлам, так как имеет две аллотропические модификации (аллотропия – свойство металлов перестраивать решетку при определенных температурах в процессе нагревания или охлаждения) [57].
Титан и его сплавы подразделяют по конфигурации кристаллических модификаций на -сплавы с гексогональной плотно упакованной кристаллической решеткой (HCP) и -сплавы с кубической объемно-центрированной решеткой (BCC). Но в связи с тем, что легирующие элементы оказывают влияние на стабилизацию кристаллических решеток титановых сплавов в - и -состоянии, выделяют и третий вид титановых сплавов – смешанный ( + ). В структуре сплавов + присутствуют обе аллотропические фазы. Для металлов переход из одной модификации в другую имеет большое значение, так как именно это свойство позволяет подвергать их термической обработке.
От конфигурации кристаллических решеток зависят свойства конечного материала. Температура полиморфного превращения для чистого титана () составляет 882,5 C. Таким образом, -титан существует до температуры 882,5 С, а -титан – при более высоких температурах: от 882,5 С до температуры плавления.
Легирующие элементы, входящие в состав титановых сплавов, способствуют стабилизации кристаллических решеток и подразделяются на три группы: -стабилизаторы, -стабилизаторы и нейтральные упрочнители. Имея различную растворимость в - и -титане, - и -стабилизаторы влияют на температуру аллотропического преобразования (-стабилизаторы повышают его температуру, -стабилизаторы понижают). Нейтральные упрочнители повышают механическую прочность матрицы сплавов, химическую стабильность, улучшают литейные характеристики, не влияя на температуру преобразования.
К -стабилизаторам относятся такие элементы, как алюминий, кислород, углерод, азот. К -стабилизаторам – молибден, ванадий, железо, хром, никель. Нейтральные упрочнители – цирконий, олово, кремний. -стабилизаторы, особенно кислород и азот, даже при минимальном содержании в титановых сплавах значительно увеличивают их прочность. Но при повышенном содержании -стабилизаторов снижается ударная вязкость и сплавы становятся хрупкими [126, 148]. -сплавы обладают высокой жидкотекучестью и низким пределом застывания, что делает их пригодными для фасонного литья. -сплавы отличаются более высокой пластичностью, противостоянием ползучести, способностью к холодной механической обработке и имеют возможность упрочнения различными методами. Недостаток сплавов данной группы – низкий температурный рабочий режим, так как при температуре свыше 300 С у этих сплавов появляется склонность к охрупчиванию [170].
Метод изучения предела текучести литых образцов стоматологических сплавов на изгиб
После литья опоку охлаждали на воздухе при комнатной температуре, механически освобождали отливки от паковочной массы, подвергали пескоструйной обработке и удаляли литниковую систему. С целью выявления возможных дефектов готовые образцы тщательно изучали (сплавы титана – рентгенологическим методом, Gialloy PA – визуально) и проводили припасовку фрагментов бюгельного протеза на универсальной модели, после механической обработки и полировки.
Всего было изготовлено 42 образца (по 6 каждого сплава), разделенных на две основные группы по минимально допустимым параметрам элементов бюгельного протеза.
Для проведения исследования на кафедре комплексного зубопротези-рования МГМСУ им. А.И. Евдокимова был разработано и изготовлено устройство, имитирующее снятие и наложение бюгельного протеза.
Принцип работы устройства заключается в совершении возвратно-поступательных движений, осуществляющих снятие и наложение протеза на модели. Для более объективной имитации клинической ситуации в реальной среде полости рта исследования проводили при температуре (37 ± 5) C в ванне, заполненной искусственной слюной.
Основание устройства представлено массивной литой чугунной платформой, с закрепленным на ней вертикально стальным штативом. На штативе смонтированы:
1. Платформа (1) с возможностью перемещения вверх-вниз и поворотом в двух плоскостях с координатным столиком, обеспечивающим перемещение в горизонтальной плоскости. На столике смонтирована прозрачная емкость (2) из медицинского поликарбоната, заполняемая физиологическими жидкостями. В емкость помещалась и фиксировалась универсальная модель. 2. Шпиндельная бабка (3) выполнена из литого чугуна. В корпусе бабки расположен шпиндель, совершающий возвратно-поступательные движения. На конце шпинделя расположен зажим (4) для фиксации образца бюгельного протеза. Сбоку на ней смонтирован электродвигатель с редуктором для привода шпинделя и счетчиком циклов (5). Сзади установлен электронный блок управления (рис. 15).
Затем с помощью наклона платформы, перемещения столика и изменения длины шпинделя достигали оптимального положения относительно оси введения протеза. Проводилась фиксация протеза в шпинделе путем зажатия цангового зажима. Во время работы прибор осуществляет возвратно-поступательные движения, при этом механический счетчик считает их число. Каждая единица счетчика составляет 50 циклов (снятие и наложение).
Для анализа результатов, полученных в ходе исследования, были применены временные интервалы, которые соответствуют срокам диспансерного наблюдения пациентов, а именно: 0 – наложение протеза, 1 месяц, 6 месяцев, 1 год, 3 года. Согласно опросу пациентов было выявлено, что полный цикл (снятие и наложениие протеза) большинство из них осуществляют три раза в день. Исходя из этого, мы осуществляли 90 полных циклов, соответствующих 1 месяцу пользования протезом, 540 циклов – 6 месяцам, 1080 циклов – 1 году, 3240 циклов – 3 годам.
Испытание проводили при постоянной скорости 50 циклов/мин. Определение силы ретенции опорно-удерживающих кламмеров бюгельных протезов проводили в аккредитованной испытательной лаборатории (Центр) ОАО МИПП-НПО «Пластик» на универсальной испытательной машине FP 100/1 (Fritz Heckert, Германия).
Определение силы ретенции осуществляли через 90, 540, 1080, 3240 полных циклов (снятия и наложения образцов).
Для проведения исследования фантомную модель с исследуемым образцом кламмера закрепляли на платформе подвижной траверсы, а вертикальный штифт образца фиксировали в зажимном устройстве неподвижной траверсы. При движении нижней траверсы в противоположную от верхней неподвижной траверсы сторону осуществлялось снятие испытуемого кламмера с модели. Усилие, необходимое для снятия кламмера с модели, регистрировалось силоизмерителем (динамометром). Результаты измерений заносили в таблицу и подвергали статистической обработке. Результаты исследования изложены в разделе диссертации 3.4 и опубликованы в журнале «Кафедра» и сборнике трудов VII Международной научно-практической конференции «Стоматология славянских государств» [87, 88]. Методика оценки ближайших результатов ортопедического лечения пациентов бюгельными зубными протезами с кламмерной системой фиксации из сплавов на основе титана
На кафедре комплексного зубопротезирования МГМСУ им. А.И. Евдокимова нами было проведено обследование и ортопедическое лечение 21 пациента в возрасте от 34 до 60 лет (11 мужчин, 10 женщин), имеющих дефекты зубных рядов I, II, III класса по Кеннеди (табл. 3, 4).
Результаты наших экспериментальных исследований продемонстрировали весьма низкие показатели прочности у сплава Tritan в сравнении с другими исследуемыми сплавами, в связи с чем данный сплав мы не использовали в нашей клинической работе.
Ортопедическое лечение проводили съемными цельнолитыми бюгель-ными протезами с кламмерной системой фиксации из сплавов на основе титана ВТ5Л (ОАО ВСМПО-АВИСМА, Россия) – основная группа, Rematitan M (Dentaurum, Германия) – группа контроля и кобальто-хромового сплава Gialloy PA (BK Giulini, Германия) – группа сравнения.
Целью клинического исследования явилась оценка скорости и степени адаптации пациентов к бюгельным протезам с каркасами из различных сплавов металлов для апробации практической пригодности разработанных в диссертации размерных нормативов для элементов протезов. Программа исследований одобрена и утверждена решением Межвузовского комитета по этике (протокол от 17.04.2012 № 8). Каждый из 21 пациента подписал информированное согласие на участие в исследовании.
Методика оценки ретенционной способности опорно-удерживающих кламмеров бюгельных зубных протезов, изготовленных согласно расчетам минимально допустимых параметров элементов из сплавов на основе титана
Измерения показали, что у всех сплавов титана до начала испытания отмечалась различная степень ретенции.
В сравнении с образцами кобальто-хромового сплава Gialloy РА, степень ретенции которого составила (445 ± 22,6) г/с показатели титановых кламмеров, изготовленных по регламентированным параметрам, были значительно ниже и в среднем составили для сплава ВТ5Л (297 ± 23,4) г/с, для сплава Tritan - (248 ± 56,3) г/с, для сплава Rematitan М - (353 ± 31,4) г/с.
В группе образцов, изготовленных по научно обоснованным параметрам, сплавы ВТ5Л и Rematitan М показали более высокие результаты -(495 ± 30,2) г/с и (467 ± 30,8) г/с соответственно - в сравнении с ретенцией сплава Gialloy РА, а показатели сплава Tritan были ниже показателей сплава Gialloy РА и составили (382 ± 40,2) г/с.
После первого периода испытаний, соответствующего 1 месяцу (90 циклов) пользования бюгельным протезом, сила ретенции снизилась у всех сплавов, включая кобальто-хромовый сплав. При этом кламмеры, изготовленные по научно обоснованным параметрам (ВТ5Л (455 ± 25,9) г/с, Rematitan М (292 ± 69,7) г/с, Tritan (233 ± 22,5) г/с), показали результаты, значительно превышающие степень ретенции кламмеров, изготовленных по регламентированным параметрам для кобальто-хромовых сплавов (ВТ5Л (275 ± 8,4) г/с, Rematitan М (260 ± 26,1) г/с, Tritan (122 ± 11,7) г/с).
Сплав ВТ5Л в обеих группах продемонстрировал плавное снижение в период от начала эксперимента и до истечения срока 540 циклов, а повышение ретенции его образцов наблюдалось на сроках от 540 до 1080 циклов.
В период от начала эксперимента и по истечении 90 циклов показатели силы ретенции кламмеров из сплавов Tritan и Rematitan М в обеих группах снизились, в период от 90 до 540 циклов показатели ретенции повысились, а в период от 540 до 1080 циклов наблюдалось снижение до показателей первого цикла (90 циклов).
Таким образом, все титановые сплавы показали сначала снижение, а затем повышение силы ретенции на различных сроках испытания.
При этом показатели средней удерживающей силы на всех сроках испытания в группе образцов, изготовленных из отечественного сплава ВТ5Л и зарубежного аналога Rematitan М по научно обоснованным параметрам, значительно превышают показатели в группе образцов, изготовленных по этапе тестирования и составили (270 ± 17,9) г/с. На этапе от 90 до 540 циклов произошло повышение показателей ретенции сплава Gialloy РА (325 ± 5,5) г/с, после чего показатели стали снижаться вплоть до 3240 циклов и достигли (213 ± 22,5) г/с. Показатели ретенционной силы кламмеров, изготовленных по научно обоснованным параметрам, на 1080 и 3240 циклах тестирования из сплавов титана продемонстрировали снижение в сравнении с силами предыдущего цикла и составили: ВТ5Л (430 ± 16,7) г/с и (408 ± 27,9) г/с; Rematitan M (362 ± 19,4) г/с и (345 ± 25,1) г/с; Tritan (210 ± 23,6) г/с и (199 ± 24,8) г/с соответственно. При этом сплавы ВТ5Л и Rematitan М превышали показания сплава Gialloy РА, которые составили (213 ± 22,5) г/с и (237 ± 12,1) г/с соответственно. Показатели сплава Tritan на сроках 1080 и 3240 циклов - (210 ± 23,6) г/с и (199 ± 24,8 г/с) - оказались несколько ниже показателей сплава Gialloy РА, но превышали показатели образцов, изготовленных по регламентированным параметрам - (117 ± 19,7) г/с и (107 ± 12,1) г/с соответственно.регламентированным параметрам.
Образцы кобальто-хромового сплава Gialloy РА показали снижение силы ретенции на первом
Необходимо отметить, что сроки снижения и повышения силы ретенции у отечественного сплава ВТ5Л отличались от сроков других сплавов, а показатели ретенции были самыми высокими на всех этапах тестирования [87, 88].
3.4. Показания и противопоказания к изготовлению бюгельных зубных протезов из сплавов титана с кламмерной системой фиксации
Проблема замещения дефектов зубного ряда может быть решена путем применения цельнолитого бюгельного протеза с кламмерной системой фиксации, который на протяжении многих лет хорошо зарекомендовал себя функциональной и надежной ортопедической конструкцией.
Основным материалом для изготовления бюгельных протезов являются кобальто-хромовые сплавы, которые обладают хорошими физико-механическими свойствами и при правильном планировании и изготовлении конструкции способны обеспечить долгосрочный высококачественный результат протезирования. Но учитывая факт роста числа аллергических реакций на компоненты конструкционных материалов из сплавов неблагородных металлов, а также применение в имплантологической практике конструкций из сплавов на основе титана, определилась группа пациентов, которым необходимо изготовление ортопедических конструкций из биосовместимых материалов, каковыми и являются сплавы титана. Поэтому в дополнение к общепринятым показаниям для изготовления бюгельных протезов при замещении дефектов зубных рядов бюгельными зубными протезами из сплавов титана мы учитывали дополнительно эти два фактора: аллергические реакции на компоненты неблагородных сплавов; наличие в организме человека конструкций из сплавов на основе титана (зубные имплантаты, стоматологические конструкции, титановые пластины для краниопластики, эндопротезы).
Несмотря на высокую биосовместимость и гипоаллергенность титановых сплавов, у некоторых пациентов может отмечаться индивидуальная непереносимость титана, что определяет одно из противопоказаний к изготовлению конструкций из этого материала.
Нами были определены противопоказания к применению бюгельных протезов из сплавов титана, связанные с изменением минимально допустимых параметров элементов бюгельного протеза из сплавов титана. Это: анатомические особенности опорных зубов: высота коронковой части опорного зуба менее 4,6 мм); функциональная глубина подъязычного пространства для расположения подъязычной дуги менее 9 мм; высота альвеолярной части нижней челюсти в области боковых зубов менее 9 мм.
Внимательное обследование пациента, тщательный анализ диагностических моделей и планирование конструкции бюгельного протеза с учетом сформулированных нами противопоказаний позволят избежать неудач при изготовлении бюгельных зубных протезов с кламмерной системой фиксации из сплавов титана.
Результаты изучения упругих свойств литых образцов стоматологических сплавов методом импульсной акустической микроскопии
Для проведения эксперимента нами было разработано и изготовлено оригинальное устройство, позволяющее имитировать процесс снятия и наложения бюгельного протеза, а также была изготовлена универсальная модель со сменными моделями зуба 3.5 из стеклокерамики и платформой для фиксации в испытательной установке.
Принцип работы прибора позволил совершать возвратно-поступательные движения при постоянной скорости 50 циклов/мин, осуществляя снятие и наложение тестируемых образцов на модель (образцы кламмеров Аккера II степени ретенции (0,5 мм)).
Для более объективной имитации клинической ситуации в реальной среде полости рта исследования проводили при температуре (37 ± 5) C в ванне, заполненной искусственной слюной с pH 7,0 [28].
Для каждого сплава было проведено по 90 полных циклов (снятие и наложение), соответствующих 1 месяцу пользования протезом, 540 циклов – 6 месяцам, 1080 циклов – 1 году, 3240 циклов – 3 годам.
Сравнение остаточной ретенционной способности кламмеров Аккера, изготовленных из трех сплавов титана – отечественного ВТ5Л и зарубежных аналогов Rematitan M и Tritan по параметрам, регламентированным для кобальто-хромовых сплавов и научно обоснованным параметрам для сплавов титана, показало различную степень ретенции на разных сроках тестирования.
Степень ретенции кламмеров, изготовленных по научно обоснованным параметрам, значительно превышала показатели кламмеров, изготовленных по регламентированным параметрам на всех сроках экспериментального исследования, следовательно, увеличение геометрических параметров кламмеров бюгельного протеза из сплавов титана способствует снижению остаточных необратимых деформаций титана, которые приводят к потере ретенции удерживающих элементов бюгельного протеза.
Предложенные нами минимально допустимые параметры для кламмера Аккера из отечественного сплава титана ВТ5Л и зарубежного сплава Rematitan M позволили достичь необходимой ретенции, которая на всех этапах эксперимента превысила степень ретенции кламмера из кобальто-хромового сплава Gialloy PA. Кламмеры из зарубежного сплава Tritan уступали по степени ретенции кламмерам контрольной группы, что следует иметь в виду при его практическом применении.
С целью проверки практической эффективности полученных нами результатов экспериментальных исследований в клинике кафедры комплексного зубопротезирования МГМСУ им. А.И. Евдокимова нами было проведено ортопедическое лечение 19 цельнолитыми бюгельными протезами с кламмерной системой фиксации, с использованием в качестве конструкционного материала сплавов на основе титана (ВТ5Л, Rematitan M), 14 пациентов с частичным вторичным отсутствием зубов. 7 пациентам (группа сравнения) с аналогичной клинической картиной были изготовлены 7 бюгельных протезов из кобальто-хромового сплава.
Все протезы из сплавов титана были изготовлены согласно нашим расчетам минимально допустимых параметров элементов для сплавов на основе титана.
Динамическое клиническое наблюдение в течение 180 суток позволило оценить функциональное состояние зубочелюстной системы после проведенного ортопедического лечения, а также получить данные, характеризующие степень адаптации пациентов к протезам.
Результаты клинических исследований показали, что средняя степень адаптации пациентов к бюгельным протезам во всех группах на каждом сроке наблюдения имела незначительные статистически недостоверные различия, которые практически можно считать одинаковыми. То есть по данному параметру предложенная схема моделирования элементов каркасов протезов из сплава титана соответствовала стандартному кобальто-хромовому контролю.
Обобщенные результаты клинического исследования показали, что по мере увеличения сроков пользования бюгельными протезными конструкциями процент степени адаптации пациентов к протезам одинаково увеличивается во всех группах с недостоверными различиями.
Необходимо отметить, что на всех сроках контрольных осмотров все пациенты всех групп отмечали, что степень фиксации опорно-удерживающих элементов (кламмеров) бюгельных протезов из титановых сплавов не изменилась с момента наложения протезов.
Таким образом, анализ результатов проведенного исследования свидетельствуют о хороших результатах ортопедического лечения, быстрой адаптации пациентов к бюгельным протезам с кламмерной системой фиксации, изготовленных из сплавов на основе титана согласно научно обоснованным минимально допустимым параметрам элементов конструкции, а также стабильности их опорно-удерживающих элементов.
Несмотря на различия в размерных параметрах элементов бюгельных протезов из сплавов титана, изготовленных по научно обоснованным параметрам, и из кобальто-хромового сплава, изготовленных по традиционным (регламентированным) параметрам, сроки степени адаптации к ним пациентов сопоставимы и не противоречат срокам, указанным в литературных источниках [59, 96, 97].
Результаты проведенных нами исследований позволили уточнить показания и противопоказания для изготовления бюгельных протезов с кламмерной системой фиксации из стоматологических сплавов на основе титана.
Анализ литературы свидетельствует, что при изготовлении протезов из сплавов титана к общепринятым показаниям для изготовления бюгельных протезов при замещении дефектов зубных рядов необходимо добавить следующие пункты: