Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 13
1.1.Пломбировочные композитные материалы и их свойства .13
1.2.Недостатки современных композитных материалов 20
1.3. Плащевой дентин как биомодель материала для структурной реставрации зубов 23
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 33
2.1. Материалы исследования 33
2.1.1. Общая характеристика обследованных лиц .33
2.1.2. Общая характеристика пломбировочных материалов .34
2.2. Методы исследования 40
2.2.1. Лабораторные методы исследования .40
2.2.1.1. Определение микротвердости твердых тканей зуба .40
2.2.1.2. Определение твердости и модуля упругости твердых тканей зуба .42
2.2.1.3. Определение прочности адгезионной связи в соединении с твердыми тканями зуба и модельным материалом 44
2.2.1.3.1. Определение адгезионной прочности методом сдвига 44
2.2.1.3.1.1. Изготовление образцов для определения адгезионной прочности при сдвиге 44
2.2.1.3.1.1.1. Изготовление образцов для определения адгезионной прочности при соединении с твердыми тканями зуба 45
2.2.1.3.1.1.2. Изготовление образцов для определения адгезионной прочности при соединении с композитным материалом .47
2.2.1.3.1.1.3. Методика проведения теста по определению адгезионной прочности 48
2.2.1.3.2. Определение адгезионной прочности методом диаметрального сжатия .51
2.2.1.3.2.1. Изготовление образцов для определения адгезионной прочности при сжатии .51
2.2.1.4. Определение прочности при изгибе 54
2.2.1.4.1. Изготовление образцов для определения прочности при изгибе 55
2.2.1.4.2. Методика определения прочности при изгибе 57
2.2.1.5. Определение трещиностойкости композитных материалов .58
2.2.1.5.1 Изготовление образцов для определения трещиностойкости 58
2.2.1.5.2. Методика определения трещиностойкости 59
2.2.2. Клинические методы исследования 60
2.2.2.1. Объём проводимого вмешательства 60
2.2.2.2. Клинический метод оценки качества реставраций 62
2.2.3. Статические методы обработки результатов 68
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований 69
3.1. Результаты лабораторных исследований 69
3.1.1. Результаты определения микротвердости твердых тканей зуба 69
3.1.2. Результаты определения твердости и модуля упругости твердых тканей зуба .74
3.1.3. Результаты определения прочности адгезионной связи в соединении с твердыми тканями зуба и модельным материалом методом сдвига 79
3.1.3.1. Результаты определения прочности адгезионной связи в соединении с твердыми тканями зуба 79 3
.1.3.2. Результаты определения адгезионной прочности соединения с дентином зуба и модельным материалом .80
3.1.4. Результаты определения адгезионной прочности методом диаметрального сжатия 85
3.1.5. Результаты определения прочности при изгибе .88
3.1.6. Результаты определения трещиностойкости
3.2. Результаты клинических исследований .95
3.3. Результаты статической обработки полученных 109
Глава 4. Обсуждение собственных результатов исследования и заключение 114
Выводы .126
Практические рекомендации 128
Список использованной литературы
- Плащевой дентин как биомодель материала для структурной реставрации зубов
- Определение твердости и модуля упругости твердых тканей зуба
- Результаты определения твердости и модуля упругости твердых тканей зуба
- Результаты определения адгезионной прочности методом диаметрального сжатия
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Распространённость кариеса резко возросла во всем мире в последние 50 -80 лет, что связывают с увеличением количества углеводов в питании [Николаев А.И., 2007; Van Ende A., 2013]. Восстановление зубов с дефектами, прежде всего кариозного происхождения, остается одной из актуальных проблем стоматологии. Наиболее распространёнными материалами в стоматологической практике при восстановлении твёрдых тканей зубов являются светоотверждаемые композиты [Elsafty S., 2012].
Процесс совершенствования пломбировочных материалов идёт непрерывно: улучшаются механические и эстетические качества, совершенствуются методики пломбирования, позволяющие восстановить не только форму и внешний вид зуба, но и его биомеханические и оптические свойства. В связи с этим широко применяется метод послойного восстановления коронковой части зуба, при котором врач восстанавливает твёрдые ткани зуба - эмаль и дентин [Douglas W., 2013].
Между эмалью и дентином находится тонкая органическая оболочка, называемая плащевым дентином, на продольных срезах зубов она заметно выделяется более темной полосой в области дентино-эмалевого соединения [Бывальцева С.Ю., 2013]. Плащевой дентин нередко переходит в околопульпарный, также матрикс плащевого дентина менее минерализован и содержит меньше коллагеновых волокон [Marshall S., 2014].
Из этого следует, что физико-механические свойства плащевого дентина отличаются от околопульпарного, что определяет целесообразность восстановления этого слоя твёрдых тканей зуба при послойной реставрации.
Можно предположить, что обоснование применения композитов текучей консистенции внесет новые возможности в клиническую практику и позволит воссоздать при реставрации коронки этот специфический структурный компонент, увеличивая качество пломбы.
Степень разработанности темы исследования
Анализ отечественной литературы показал, что до настоящего времени недостаточно изученной остается структурная составляющая зубной ткани - дентино-эмалевая граница, включающая слой плащевого дентина.
В зарубежной литературе можно найти исследования, посвященные изучению свойств твердых тканей зуба - эмали и дентина под действием нагрузок, характера их разрушения, однако в направлении изучения слоя плащевого дентина, остается еще много вопросов.
Эти вопросы касаются свойств дентино-эмалевой границы и заключенного в ней плащевого дентина, включающих варианты многоуровневой гребешковой структуры дентино-эмалевой границы, ее физико-механические свойства, значения ее функциональной ширины. Влияет ли уникальный состав плащевого дентина на его способность препятствовать разрушению при образовании трещин в эмали. Ответы на перечисленные вопросы могли бы помочь в совершенствовании и создании новых долговечных материалов и методик для реставрации зубов.
Цель исследования
Повышение качества восстановления твердых тканей зубов, путем улучшения физико-механических свойств композитной пломбы за счет воссоздания в ее структуре искусственного слоя плащевого дентина.
Задачи исследования
1. Изучить особенности физико-механических свойств плащевого дентина на удаленных
зубах.
-
Провести сравнительный анализ физико-механических свойств композитных реставрационных материалов с основными физико-механическими свойствами плащевого дентина для выбора оптимального реставрационного материала в качестве заместителя плащевого дентина.
-
Изучить влияние воссоздания искусственного слоя плащевого дентина в структуре композитной пломбы на ее физико-механические свойства.
4. Разработать методику структурного восстановления коронковой части зуба
композитными материалами, включающую создание слоя искусственного плащевого дентина
и провести её клиническую апробацию.
Научная новизна исследования
Установлено, что толщина плащевого дентина зуба варьирует и зависит от его анатомической принадлежности.
Физико-механические свойства плащевого дентина изменяются на протяжении всего слоя этого анатомического образования. Плащевой дентин, примыкающий к дентино-эмалевой границе, имеет меньшую твердость и модуль упругости, чем плащевой дентин, находящийся ближе к основному дентину.
Установлено, что микротвердость и модуль упругости плащевого дентина значительно меньше аналогичных показателей эмали и основного дентина зуба, что
свидетельствует о его важной амортизационной функции, обеспечивающей целостность эмали при стрессовых нагрузках.
Доказано, что микротовердость плащевого дентина моляров превосходит микротвердость плащевого дентина у премоляров и резцов, что свидетельствует о влиянии функциональных особенностей зуба на его физико-механические свойства.
Установлено, что микротвердость и модуль упругости эмали и дентина снижается от наружных слоев этих тканей к внутренним, что обеспечивает плавность передачи жевательной нагрузки от периферии зуба к его центру.
Теоретическая и практическая значимость работы
Установлено, что одновременная полимеризация (сополимер изация) текучего композита и аналогичного материала традиционной консистенции способствует увеличению силы их адгезионного соединения.
Доказано, что абразивная обработка текучего композитного материала позволяет изменять морфологию его поверхности в сторону усиления адгезионного соединения с другими композитами.
Разработана методика воссоздания искусственного плащевого дентина в составе композитной пломбы, обеспечивающая имитацию его функциональных особенностей, с помощью текучего композита, адгезивной системы и воздушно-абразивной обработки.
Доказана высокая эффективность клинического применения разработанной методики воссоздания слоя искусственного плащевого дентина, как способа длительного сохранения целостности пломбы и надежного соединения композит-твердые ткани зуба.
Методология и методы исследования
Диссертация выполнена в соответствии с принципами и правилами доказательной медицины. Использованы лабораторные, клинические, статистические методы исследования. Предмет исследования - дентино-эмалевая граница, включающая слой плащевого дентина, изучение физико-механических свойств плащевого дентина, его структурных особенностей и выбор оптимального реставрационного материала в качестве заместителя плащевого дентина. Объектом исследования было 122 пациента. Пациентам проведено лечение с патологией твердых тканей зубов - кариеса дентина. Всего было проведено лечение 196 зубов. Клинические данные базируются на результатах лечения 3 групп пациентов. В диссертационной работе использованы следующие методы: определение микротвердости твердых тканей зуба, определение твердости и модуля упругости твердых тканей зуба, определение адгезионных параметров пломбировочных материалов в разных сочетаниях,
определение прочности при изгибе и модуля упругости при изгибе пломбировочных материалов, определение трещиностойкости пломбировочных материалов, метод клинического стоматологического обследования, USPHS-оценка качества клинической эффективности реставраций.
Научные положения, выносимые на защиту
-
Показатели модуля упругости и микротвердости плащевого дентина зубов свидетельствуют о его значительно большей пластичности по сравнению с другими твердыми тканями зуба, что является причиной предотвращения распространения трещин, возникающих в эмали при жевательной нагрузке и разгерметизации дентинных канальцев.
-
Текучие композиты, по своим физико-механическим свойствам, могут быть использованы в качестве материалов, искусственно имитирующих плащевой дентин зуба.
-
Создание слоя, имитирующего плащевой дентин в составе композитной пломбы, улучшает ее физико-механические свойства, а также силу адгезионного сцепления между слоями, при восстановлении искусственной эмали и дентина, что позволяет уменьшить вероятность возникновения осложнений, связанных с сохранением ее целостности.
Степень достоверности и апробация результатов
Достоверность полученных результатов подтверждается проведенными лабораторными, клиническими исследованиями, применением современных методов исследования, достаточным количеством пациентов, формированием групп пациентов для клинического этапа работы на основе принципов доказательной медицины, статистическим анализом данных. Добровольное участие пациентов в исследовании подтверждалось их письменным согласием.
Результаты исследования доложены на VI Научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы стоматологии и челюстно - лицевой хирургии» (Москва, 2015); на Научном семинаре лаборатории разработки и физико-химических испытаний стоматологических материалов ФГБУ "ЦНИИС и ЧЛХ" Минздрава России (Москва, 2016).
Апробация работы проведена 9 ноября 2016 года на совместном заседании сотрудников отдела профилактики, лаборатории разработки и физико-химических испытаний стоматологических материалов, отделения профилактики стоматологических заболеваний, отделения терапевтической стоматологии, отделения кариесологии и эндодонтии, отделения заболеваний слизистой оболочки полости рта, отделения
пародонтологии, рентгенологического отделения ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздрава России.
Внедрение результатов исследования
Результаты настоящего исследования применяются в клинической практике в отделении профилактики стоматологических заболеваний ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздрава России.
Личный вклад автора в выполнение работы
Автор принимала непосредственное участие на всех этапах выполнения данного исследования: анализ литературных данных, проведение лабораторных исследований твердых тканей зуба и стоматологических материалов, проведение обследования и лечение пациентов, принимавших участие в исследовании, анализ историй болезни, ведение пациентов в различные сроки наблюдения (сроком до 2-х лет), создание информационно-регистрационной карты по результатам клинического применения методики воссоздания искусственного слоя плащевого дентина в структуре композитной реставрации, статистическую обработку полученных результатов и анализ эффективности предложенной методики лечения.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них 4 в журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации
Плащевой дентин как биомодель материала для структурной реставрации зубов
Считается, что в настоящее время наиболее перспективными и популярными реставрационными материалами являются нанонаполненные композиты -материалы, наполнитель которых изготовлен с использованием нанотехнологий [10].
По данным Макеевой И.М., создание композитных реставрационных материалов с использованием нанотехнологий идет двумя путями: 1. Совершенствование микрогибридных композитов, путем модифицирования их структуры нанонаполнителем [101]. 2. Создание истинных нанокомпозитов, на основе нанонаполнителей различных типов [21, 115].
Нанотехнологии были использованы, чтобы добитъся гомогенного распределения и полного смачивания смолой ультрамелких частиц наполнителя в микрогибридном композите (наночастицы — размер 20-70 нм = 0,02—0,07 мкм) [35]. Работы в этом направлении привели к созданию микрогибридных композитных материалов, модифицированных нанонаполнителем -наногибридных композитов [147]. Эти композиты имеют улучшенные, по сравнению с «традиционными» микрогибридными композитами, прочностные и эстетические характеристики. Однако, в связи с тем, что в состав наногибридных композитов входят частицы наполнителя большого размера (более 0,5 мкм), их поверхность в процессе абразивного износа так же, как поверхность «традиционных» микрогибридных композитов, неизбежно будет терять сухой блеск, хотя происходить этот процесс будет медленнее [34, 155].
Более перспективным направлением представляется создание композитов на основе только лишь нанонаполнителя различных типов. Эти материалы получили название истинные нанокомпозиты [92]. Их наполнитель также изготовлен на основе нанотехнологии. Концепция наполнителя истинных нанокомпозитов основана на использовании наномеров - частиц наноразмера от 20 до 75 нм (0,02— 0,075 мкм). В результате обьединения в одном материале ультрамелких наномеров и нанокластеров большого размера получается материал с высокой наполненностью [60]. Такая структура обеспечивает высокую прочность материала. С другой стороны, истинные нанокомпозиты имеют высокую эстетичность, им присущи отличная полируемость и стойкость блеска реставрации, сопоставимые с аналогичными характеристиками микронаполненных композитов. Оптимальная толщина порции композиционного материала составляет 1,5 – 2 мм [138].
Известно, что текучие композиты используют для создания адаптивного слоя. Однако, по данным Гильмиярова [2015], многие стоматологи либо вообще не используют текучие композиты, либо используют данную группу материалов иногда, достаточно редко [27]. По мнению Baroudi K. и соавт., применение текучих композитов, дает стоматологу очевидные преимущества. Важным для клинической практики свойством материалов этой группы является их высокая текучесть и отличная адаптация к поверхности [53]. Они легко вводятся в кариозную полость, хорошо проникают в трудносдоступные и проблемные участки [93]. Текучие композиты обладают высокой эластичностью, что позволяет им компенсировать напряжения, возникающие на границе реставрации с тканями зуба в процессе полимеризационной усадки и при функциональных нагрузках на пломбу в процессе жевания [113]. В то же время следует помнить, что текучие композиты уступают по механической прочности микрогибридным и нанокомпозитам, поэтому накладывать их рекомендуется тонким слоем (оптимально – до 0,5 мм) [1,116].
Конденсируемые композиты позволяют выполнить реставрации зубов проще и быстрее. Moorthy А. и соавт. подчеркивают, что по своим прочностным характеристикам, пакуемые композиты превосходят материалы классической консистенции [39, 129]. Согласно Макеевой И.М. [2013], благодаря улучшенным манипуляционным свойствам и простоте клинического применения этих композитов возможно не только сокращение затрат времени, но и уменьшение психоэмоциональной нагрузки и утомляемости врача стоматолога [21]. Пакуемые композиты создают основную массу зуба, обладая при этом низкой усадкой [33, 161].
В настоящее время в связи с появлением прочных и эстетичных композитов, сделанных на основе нанотехнологий, интерес стоматологов к микронаполненным композитам значительно снизился, несмотря на их отличные эстетические свойства. По наблюдениям специалистов, наиболее существенным их недостатком является низкая механическая прочность [168].
Как известно, в основе восстановления зубов композитными материалами лежит принцип адгезии [36]. Фиксация пломб благодаря адгезионным свойствам композитов, а не за счет механической ретенции, способствует сохранению структуры зуба, усилению прочности его коронки и созданию барьера для краевой проницаемости [32, 101]. Finan L. и соавт. подчеркивают важность использования композитных материалов только в тех случаях, где могут быть достигнуты условия для высококачественной адгезионной связи [78].
Качественно проведенная адгезивная техника препятствует свободному движению дентинной жидкости, которая под действием внутрипульпарного давления имеет скорость движения 4 мм/ч, уменьшая или исключая постоперативную чувствительность зуба и отрыв внутреннего слоя материала от стенки, который может привести к деформациям и сколам реставрационной конструкции [9, 19].
Как отмечают авторы, несмотря на появление более простых в применении самопротравливающих адгезивов 6-ого, 7-ого поколений и самоадгезивных композитов, адгезивные системы 5-ого поколения остаются наиболее популярными у стоматологов [89]. При выполнении прямых композитных реставраций авторы считают целесообразным использовать наполненные адгезивные системы 5а-поколения [27]. Популярность адгезивов 5-ого поколения, исследователи объясняют несколькими причинами. С одной стороны, адгезивные системы, требующие проведения тотального протравливания, при правильной технике применения демонстрируют превосходные результаты как после выполнения реставрации, так и в отдаленные сроки [6].
Определение твердости и модуля упругости твердых тканей зуба
Одной из важных физико-механических характеристик твердых тканей зуба является поверхностная твердость. Высокая твердость и жесткость зуба обусловлены необходимостью переносить повышенные уровни локального напряжения, возникающего при его функционировании.
Определение этого показателя проводили в лаборатории разработки и физико-химических испытаний стоматологических материалов ЦНИИС и ЧЛХ (зав. – проф. Лебеденко И.Ю.; Поюровская И.Я.)
Исследование проводили на человеческих зубах: резцах, премолярах и молярах, удаленных по медицинским показаниям. Удаленные зубы хранили в дистиллированной воде в холодильнике. Для приготовления образцов зубы распиливали алмазным диском в продольном направлении на две половины, соблюдая условия, предотвращающие перегревание и обезвоживание тканей зуба, под постоянным водяным охлаждением и при низкой скорости вращения инструмента. Каждую половину зуба монтировали самотвердеющей пластмассой (Акрилоксид, Протакрил-М, АО «Стома», Украина) в блок. Поверхность зуба в блоке шлифовали последовательно абразивной бумагой разной степени абразивности до зеркального блеска.
Таким образом было изготовлено 24 образца: 12 образцов резцов, 12 образцов премоляров, 12 образцов моляров.
Определение микротвердости проводили на микротвердомере Duramin-20 (Struers, Дания) (Рисунок 8). Рисунок 8. Прибор для измерения микротвердости Duramin-20
Принцип действия этого прибора основан на вдавливании алмазного индентора в форме правильной четырехгранной пирамиды с углом между гранями 136 в исследуемый образец зуба под действием нагрузки 50 гр, приложенной в течение 10 сек и измерении линейной величины диагоналей отпечатка, оставшихся на поверхности образца после снятия нагрузки. В результате испытаний на поверхности образца получают отпечаток в виде ромба, для которого измеряют обе диагонали и вычисляют их среднее значение.
Значения показателей микротвердости (Hv) вычисляли по формуле: H = где F - нагрузка; S – площадь боковой поверхности отпечатка в предположении, что углы отпечатка соответствуют углам пирамиды индентора. На каждом образце зуба делали 8-11 отпечатков в каждой выбранной для исследования области, которые попадали на эмаль, дентин и область дентино -эмалевой границы, включающей плащевой дентин. Областей исследования было от 5 на резцах, до 10 на премолярах, молярах.
С помощью микротвердомера Duramin-20 была определена микротвердость плащевого дентина, эмали и основного дентина. По изменению показателя микротвердости в процессе перемещения индентора от поверхности эмали к дентину определяли ширину плащевого дентина в разных участках зуба.
Определение показателей твердости и модуля упругости твердых тканей зуба, включающих плащевой дентин, проводили в испытательной лаборатории функциональных поверхностей НИТУ МИСиС методом измерительного индентирования на нанотвердомере «Nano-Hardness Tester» (CSM Instruments, Швейцария) при комнатной температуре (Рисунок 9).
Исследование проводили на образцах, приготовленных из резцов, премоляров, моляров, удаленных по медицинским показаниям (Рисунок 10). Приготовление образцов было таким же, как и для определения микротвердости (раздел 2.2.1.1.) Всего было приготовлено 30 образцов. Принцип действия прибора основан на статическом вдавливании индентора - алмазной пирамиды- с одновременным построением диаграммы приложения-снятия нагрузки в координатах «глубина вдавливания/нагрузка» и вычислении модуля упругости.
Распилы зубов, залитые в пластмассу значениям глубины наноиндентации определяли твердость и модуль упругости областей эмали, дентина и области дентино-эмалевой границы, включающей плащевой дентин. Поверхностную твердость определяли при нагрузках на индентор от 5 до 40 мН и скорости нагружения 30 мН/мин, максимальная глубина пенетрации индентора составляла 400 нм. Между точками индентации выдерживали расстояние 30 мкм. Измерения проводили по линии, берущей начало от жевательной поверхности эмали и продолжающейся в направлении перпендикулярном ДЭГ к дентину. Измерения по указанной линии проводили не менее 3 раз, проводя повторную индентацию на тех же участках испытуемого образца зуба (Рисунок 11).
Результаты определения твердости и модуля упругости твердых тканей зуба
При определении краевой адаптации категория Alfa используется для обозначения клинически удовлетворительной пломбы. Различия между категориями Alfa и Bravo аналогично различию между пломбой с хорошей краевой адаптацией и пломбой, имеющей неглубокую щель, которая не распространяется до дентина или прокладки. категории Charlie и Delta используются для обозначения клинически неудовлетворительных и неприемлемых пломб, которые должны быть заменены: в случае с Charlie – с профилактической целью, так как щель распространяется до прокладки или дентина, а в случае Delta - из-за подвижной, сколотой или выпавшей пломбы, которая не может защитить зуб от дальнейшего разрушения.
При определении сохранности анатомической формы реставрации позиции Alfa обозначают удовлетворительность пломбы. Категория Bravo подразумевает утрату значительного объёма пломбировочного материала, заметную вогнутость поверхности. Позиция Charlie, соответственно неприемлемость клинической ситуации, так как при очевидном прогибе поверхности обнажены дентин или прокладка. Критерии по сохранности анатомической формы отслеживают изменение объёма пломбировочного материала, в то время как критерии, регистрирующие краевое прилегание – связаны с деградацией адгезивного слоя на границе раздела между зубом и реставрационным материалом.
Другим важным аспектом клинического тестирования стоматологических реставрационных материалов является оценка вторичного кариеса или кариеса по краю пломбы. В данном случае может быть только один клинически приемлемый вариант – отсутствие проявлений кариеса, смежных с краем пломбы (Alfa). Поэтому, регистрация кариеса, соприкасающегося с краем пломбы (Charlie), является показанием для замены или коррекции реставрации.
Соответствие цвета является следующим обязательным критерием оценки восстановления зуба. При полном соответствии пломбы в цвете, оттенке и проницаемости прилежащим структурам зуба, она заслуживает категорию Alfa. Отклонения в пределах обычных оттенков зуба и световой проницаемости должны быть обозначены как Bravo. В случае если отклонения выходят за область обычных оттенков зуба и световой проницаемости, качество реставрации оценивается как Charlie. Ситуация, когда пломбу нельзя рассмотреть без использования зеркала, обозначается категорией Oscar.
Изменение цвета краев полости существенно влияет на качество выполненной работы, особенно на фронтальных зубах. Если изменение цвета распространяется вдоль края реставрационного материала к пульпе зуба, это говорит о микропроницаемости и требует замены реставрации (Charlie). В то время как поверхностное, не проникающее вглубь окрашивание можно устранить полировкой пломбы (Bravo). Отсутствие изменения цвета свидетельствует о хорошем результате работы и регистрируется категорией Alfa.
Долговечность и эстетичность проведенного восстановления также во многом зависят от шероховатости его поверхности. Гладкая поверхность, аналогичная полированной эмали, является хорошим клиническим показателем – Alfa. Прогноз несколько хуже, если поверхность сходна с поверхностью белого камня или композита, содержащего субмикронный наполнитель (Bravo). И, наконец, ситуация становится клинически неприемлемой, если поверхность настолько грубая, что препятствует движению зонда вдоль поверхности (Charlie).
В нашем исследовании, реставрация считалась удовлетворительной в том случае, если по всем 6 критериям ее обозначали оценкой А (Альфа). Если по одному из критериев реставрацию обозначали другой оценкой B, C, D (Bravo, Charlie, Delta), то её относили к неудовлетворительным. Количество удовлетворительных и неудовлетворительных реставраций выражали в процентах к общему числу обследованных реставраций.
Статистическую обработку полученных лабораторных данных проводили в программе Microsoft Excel 2011 версия 14.6.8 (160830) по критерию Стьюдента с использованием «Т-Тест».
Для оценки качества реставраций из исследуемых материалов при клиническом исследовании в отдаленные сроки было проведено сравнение процентного соотношения неудовлетворительных реставраций методом сравнения доли признака в нескольких совокупностях [5,17]. В данном случае число / сравниваемых совокупностей равняется 3. Проверяли нулевую гипотезу Н0 о равенстве генеральных долей признака Но: pi = Р2 = рз- Для этого были взяты 3 независимые выборки объемом щ, п2, п3. Выборочные доли признака равны соответственно w1=m1/ n1, W2=m2/ n2, w3=m3/m, где т,- число элементов выборки, обладающих данным признаком.
Результаты определения адгезионной прочности методом диаметрального сжатия
В исследованиях последних лет обращено внимание на структурный элемент натуральных зубов, называемый плащевым дентином [148, 182]. Было показано, что наличие такого элемента в структуре натурального зуба во многом обеспечивает его прочность под действием многократных функциональных нагрузок в условиях среды полости рта [130].
В ряде публикаций был описан интересный эффект задержания роста трещины на границе эмаль/дентин, который объясняется влиянием тонкого слоя, примыкающего к этой границе, слоя плащевого дентина, который имеет физико-механические показатели, отличные от показателей основного дентина [9, 45, 46]. Дентино-эмалевая граница соединяет два различных по механическим свойствам материала, т.е. твердую и хрупкую эмаль и прочный, более податливый дентин [101]. Теоретически, такая граница должна быть очень склонной к разрушению, однако, в реальных условиях этого не происходит и рост трещины останавливается именно слоем плащевого дентина, а не дентино-эмалевой границей, расслоения и разрушения не происходит, как оно, по-видимому, не происходит во время действия функциональных нагрузок жевания. Следовательно, уникальную структуру границы раздела дентин-эмаль можно считать хорошей биомоделью для создания поверхностей раздела при реставрации зубов. [126, 131].
Как показало наше исследование на микротвердомере, микротвёрдость в области эмали резцов составила 143,0 Нv, что в 2 раза меньше микротвердости эмали моляров 296,1 Нv и на треть меньше микротвердости эмали премоляров 223,3 Hv. Также отличались между собой показатели микротвердости плащевого дентина, у резцов 40,2 Нv, у плащевого дентина премоляров 52,3 Нv, плащевой дентин моляров 61,5 Нv, на треть тверже чем плащевой дентин у резцов. Показатели микротвердости дентина резцов 52,9 Нv, дентина моляров 71,1 Нv, на треть тверже чем дентин у резцов; дентин премоляров 63,1 Нv. По показателям микротвердости стало возможным определить ширину плащевого дентина. В результате полученных данных установлено, что микротвердость эмали моляров больше микротвердости эмали премоляров на треть, резцов в 2 раза; микротвердость плащевого дентина моляров также выше микротвердости плащевого дентина премоляров на 10 Hv, резцов - на треть. Разница между микротвердостью дентина резцов и моляров остаётся такая же как у микротвердости плащевого дентина – около 20 Нv, премоляры отличаются приблизительно на 10 Hv от резцов и моляров.
Согласно литературным данным Луцкой И.К. [20], микротвердость эмали составляет 350 Hv, дентина 60 Hv, что подтверждают результаты, полученные нами на микротвердомере.
Ещё одним важным направлением нашего исследования было изучение модуля упругости плащевого дентина. Для этого мы обратились к нанотвердомеру, который имел возможность помимо твердости, определять модуль упругости, за счет способности прибора обладать постепенным нагружением, фиксацией зависимости глубины погружения от времени нагружения и восстановления после снятия нагрузки, чего не было на микротвердомере. Установлено значительное влияние величины нагрузки на показатели твердости, в связи с этим данные, полученные при микро и наноиндентации имеют некоторые отличия.
Испытания твердых тканей зуба, проведенные на нанотвердомере подтвердили, что твердость эмали от 3,61 до 6.52 ГПа значительно выше по сравнению с твердостью дентина от 1,86 до 3,51 ГПа. Область ДЭГ, включающая слой плащевого дентина более деформируемая, чем поверхностный слой эмали, и соответственно показатель твердости в этой области снижается от 0,85 до величины 0,47 ГПа. При этом определенные в испытаниях на наноинденторе показатели модуля упругости структурных областей образца зуба также наибольшие у эмали от 72,12 до 96,34 ГПа, значения модуля упругости дентина от 30,3 до 41,74 ГПа, наименьшие значения установлены для области ДЭГ со слоем плащевого дентина – от 11,59 до 20,24 ГПа.
Графические зависимости показателей твердости и модуля упругости от расстояния точки измерения позволяют дать оценку ширины плащевого дентина, которая составляет величину 50-75 мкм.
Полученные результаты ширины плащевого дентина согласуются с литературными данными Habelitz S., Marshall G [85], чьи показатели по определению ширины плащевого дентина составили 100 мкм.
Согласно авторам R.Halgas, J.Dusza исследования [86], проведенные методом наноиндентации, сопоставимы с нашими испытаниями и показали, что твердость эмали 6,5 Гпа, твердость дентина значительно меньше 3,8 Гпа, наименьшие показатели наблюдаются в области плащевого дентина 1,08 Гпа. В случае модуля упругости наблюдалось аналогичное поведение, показатели эмали 90 Гпа, дентина 45 Гпа, самые низкие значения определены у дентино - эмалевой границы 20 Гпа , в состав которой входит плащевой дентин.
Таким образом, на основании полученных данных, можно утверждать, что плащевой дентин занимает особое место в комплексе твердых тканей зуба (от эмали до парапульпарного дентина), являясь мощным амортизационным слоем. В силу своих физико-механических свойств, он снижает силу жевательного давления на подлежащие ткани, тем самым сохраняя их от разрушающего действия циклической нагрузки. Показатели модуля упругости и микротвердости, непосредственно эмали и дентина зуба, неоднородны и имеют четкую тенденцию на изменение в сторону уменьшения, на протяжении от наружной поверхности к внутренней. Можно утверждать, что весь комплекс твердых тканей зуба, по своим физико-механическим характеристикам, представляет собой анатомическое образование, способное выдерживать длительные внешние циклические нагрузки путем перераспределения их силы внутри своей структуры.
Из всех механических характеристик материалов к разрушению пломбы чаще всего приводят растягивающие или изгибающие усилия. Вследствие этого одной из самых «нагружаемых» характеристик материала является адгезионная прочность между твердыми тканями зуба и адгезионной связующей системой[134].
Определение адгезионной прочности проводили методами сдвига и диаметрального сжатия. Анализ полученных данных показал, что прочность адгезионной связи, определенная методом сдвига, в зависимости от вида образца: для Filtek Z550 составила 8,51 МПа, аналогичный результат получен при последовательном отверждении текучей и после - пасты классической консистенции - 8,7 МПа, для слоя композита Filtek Z550 на неотвержденном слое SDR этот показатель увеличивается до 10,59 МПа. Адгезионная прочность в двухслойном образце с тонким нижним слоем текучего SDR и верхним слоем пасты плотной консистенции Filtek Z550 при одновременном световом отверждении этих слоев оказалась выше на 33% (2,08 МПа). Следует отметить, что при использовании одного слоя пасты композитного материала Filtek Z550 и при последовательном отверждении нижнего слоя текучего SDR и верхнего слоя пасты плотной консистенции Filtek Z550 показатель адгезионной прочности испытуемого соединения меньше.
Исследования, проведенные Brauer D., Marshall G. методом электронной микроскопии показывают, что плащевой дентин представлен в виде сложной волнообразной структуры. Эту структуру можно представить в виде выпуклостей (гребешков), обращенных к дентину, и впадин, обращенных к эмали [122].
С целью имитации структуры рельефа области соединения плащевого дентина с дентином нами был предложен способ, изменяющий поверхность композитного материала - обработка Air-Flow, с порошком на основе бикарбоната натрия AirFlow classic (EMS, Швейцария) с размером частиц 65 мкм, соответствующим среднему размеру гребешков плащевого дентина. На основании данных адгезионной прочности соединения материалов SDR и Filtek Ultimate с модельным материалом Estelite Posterior, можно утверждать, что предварительная обработка композитного материала текучей консистенции, имитирующего плащевой дентин зуба, воздушно-абразивным методом, позволяет увеличить силу его адгезионного соединения с композитом, замещающим эмаль на 2 Мпа (30%). Это можно объяснить значительным увеличением площади взаимодействия 2 композитных материалов. Установлено, что адгезионная прочность контрольных образцов составляет 12,2 Мпа, показатели после обработки Air-Flow 15 и 30 секунд имели результаты 14,2 и 11,2 Мпа соответственно. Увеличение продолжительности абразивной обработки поверхности композита с 15 до 30 секунд не способствует положительной динамики адгезивного взаимодействия. Вероятной причиной этого является быстрое (15 секунд) и тотальное изменение рельефа композитного материала текучей консистенции под действием абразивного порошка, в связи с его небольшим размером частиц наполнителя. Нанесение адгезивной системы на поверхность, обработанного абразивным порошком текучего композитного материала, носит обязательный характер. Это связано с тем, что пескоструйная обработка его поверхности существенно уменьшает слой, ингибированный кислородом, тем самым снижая силу адгезионного сцепления с другим композитным материалом с 12,2 до 4,5 Мпа.