стеклоиoномерный цемент с добавлением наночастиц кремния
Классы МПК: | A61K6/02 использование препаратов для изготовления искусственных зубов, для пломбирования или покрытия зубов B82Y5/00 Нано-биотехнология или нано-медицина, например белковая инженерия или доставка лекарств в заданную точку организма человека |
Автор(ы): | Каливраджиян Эдвард Саркисович (RU), Кашкаров Владимир Михайлович (RU), Гаврилова Жанна Владимировна (RU), Чиркова Наталья Владимировна (RU), Манеляк Павел Иванович (RU), Крючков Михаил Анатольевич (RU), Леньшин Александр Сергеевич (RU), Голощапов Дмитрий Леонидович (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н. Бурденко Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-03-09 публикация патента:
10.01.2012 |
Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано для фиксации несъемных зубных протезов. Предложена модификация стеклоиономерного цемента для фиксации несъемных зубных протезов, состоящего из порошка и жидкости, путем добавления в порошок наночастиц кремния в соотношении, мас.%: 0,015-0,025%. Модификация позволяет повысить адгезионную способность стеклоиономерного цемента, увеличить прочность, устойчивость к воздействию ротовой жидкости, уменьшить толщину пленки до 10-15 мкм, что, в целом, существенно улучшает качество фиксации несъемных конструкций зубных протезов. 1 табл.
Формула изобретения
Стеклоиономерный цемент для фиксации несъемных зубных протезов, состоящий из порошка и жидкости, отличающийся тем, что порошок содержит наночастицы кремния в соотношении, мас.%: 0,015-0,025%.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано для фиксации несъемных зубных протезов.
Эффективность ортопедического лечения больных с использованием несъемных конструкций зубных протезов зависит от выбора фиксирующего материала и качественной фиксации их на опорных зубах.
К фиксирующим цементам, кроме общих для всех медицинских материалов предъявляют следующие специфические требования. Эти материалы не должны оказывать токсического действия на пульпу, напротив, оказывая противовоспалительное действие и стимулируя дентиногенез. Кроме того, они обязаны быть хорошими изоляторами для пульпы от термических, химических и биологических раздражителей. По роду применения эти материалы должны обладать высокой прочностью на сдвиг, растяжение и сжатие [1].
Нарушение фиксации несъемных конструкций зубных протезов может быть обусловлено недостатками физико-механических свойств фиксирующих стеклоиономерных материалов в комбинации с микробным фактором. Растворение же цементов приводит к появлению краевой проницаемости под протезом и проникновению бактерий.
В последние годы существенно расширилась область применения стеклоиономерных цементов, они относятся к группе наиболее широко используемых пломбировочных материалов, широко используются также в детской стоматологии и в ортопедической стоматологии для фиксации несъемных конструкций зубных протезов, так как обладают более высокими физико-химическими показателями по сравнению с другими цементами.
Однако стеклоиономерные цементы также обладают рядом недостатков, которые могут снизить качество фиксации несъемных конструкций зубных протезов: непостоянные адгезивные свойства, длительное время окончательного отвердевания при относительно коротком рабочем времени.
Кроме того, известно, что стеклоиономерные цементы не устойчивы к воздействию кислот, а перепад рН ротовой жидкости имеет место у пациентов с заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Это может быть дополнительным негативным фактором воздействия ротовой жидкости на прочность фиксирующих материалов [3].
В практике ортопедической стоматологии для фиксации несъемных конструкций зубных протезов необходим стеклоиономерный цемент, который будет максимально отвечать всем требованиям, предъявляемым к фиксирующим материалам: высокая прочность, незначительная хрупкость, устойчивость к воздействию агрессивной среды полости рта, малая толщина пленки, отсутствие гиперчувствительности к составляющим цемента тканей опорных зубов.
Близок по составу к предлагаемому материалу является «Стион» для пломбирования зубов и фиксации несъемных ортопедических конструкций (производства «Радуга Р», Россия, ТУ 9391-009-10611791-97), представляющий собой фторалюмосиликатное стекло и водный раствор полиакриловой кислоты, однако недостатком данного фиксирующего материала является недостаточная адгезия к твердым тканям зубов, значительная толщина пленки.
Известен стеклополиалкенатный цемент «Целит Иономер ФХ» (Россия, ТУ 9391-043-10614163-2005) рентгеноконтрастный фторсодержащий химического отверждения для фиксации ортопедических конструкций, недостатком которого считается короткое рабочее время, значительная толщина пленки (более 30 мкм).
Фирмой Fuji (GC Corporation № ФС3 2009/05239) были созданы марки стеклополиалкенатного цемента, предназначенные для пломбирования зубов и фиксации несъемных зубных протезов, за ними последовали цемента Everbond (Kerr), Ketac Cem (3M Espe), обладающие высокими физико-механическими показателями, биологической совместимостью с твердыми тканями зуба, оптимальным рабочим временем. Такие материалы позволяют избежать ряд осложнений при лечении твердых тканей зуба и фиксации несъемных конструкций зубных протезов, во многом облегчить работу врача-стоматолога, однако довольно высокая цена таких зарубежных материалов не позволяет использовать их в практической деятельности достаточно широко.
Известен серебросодержащий стеклоиономерный цемент Ketac-Silver (Германия) [4] для пломбирования зубов и фиксации несъемных ортопедических конструкций. Введение частиц серебра повышает прочность на сжатие, обеспечивает рентгеноконтрастность, улучшает бактерицидные свойства материала. Недостатки: при добавлении серебра в составе цемента уменьшается количество фторалюмосиликатного стекла и соответственно снижается прочность на диаметральное растяжение, что объясняет хрупкость материала.
Цель изобретения: разработка рецептуры на основе стеклоиономерного фиксирующего материала для фиксации несъемных конструкций зубных протезов, отвечающей следующим требованиям: высокая прочность при сжатии и диаметральном растяжении, высокая адгезионная способность, устойчивость к воздействию ротовой жидкости, малая толщина пленки, не превышающая 10-15 мкм, что выше показателей ГОСТа Р 51744-2001, отсутствие токсического воздействия на пульпу зуба.
Техническим результат достигается путем добавления в порошок фиксирующего материала, например, «Стион» (Россия «Радуга Р», г.Воронеж, ТУ 9391-009-10611791-97), «Целит Иономер ФХ» (Россия, ТУ 9391-043-10614163-2005), «Цемион Ф» (Россия, «Владмива», г.Белгород, ТУ 939101445814830-2000), «Глассин фикс» (Россия, «Омега Дент», г.Москва), «Кетак нем» № 56900 (3М ESPE, США) наночастиц кремния.
Жидкость затворения содержит в процентах по массе два основных компонента: около 45-55% полиакриловая кислота, вода около 40-50%, модифицирующие добавки, в качестве которых могут выступать различные кислоты, например итаконовая, малеиновая, винная - согласно заявленному производителем составу.
При замешивании материалов с предложенными добавками в ходе химической реакции наночастиц кремния с водным раствором полиакриловой кислоты образуется большое количество связанной воды. Вода является необходимым компонентом стеклоиономерного цемента, играющим важную роль в процессе его отвердевания. После реакции затвердевания исследуемого материала с добавлением наночастиц кремния происходит повышение прочности при сжатии, диаметральном растяжении, повышение адгезионных свойств, уменьшение толщины пленки.
Технология приготовления стеклоиономерных цементов с предложенной добавкой не отличается от стандартной. Непосредственно перед применением замешивают фиксирующий материал. При ручном замешивании необходимо строгое соотношение порошка и жидкости (1,5:1), и в течение 30 секунд проводят замешивание до гомогенной консистенции.
Экспериментальные исследования были проведены согласно ГОСТу Р 51744-2001 на адгезионную способность, прочность на сжатие, время твердения, устойчивость к растворению и исследование толщины пленки. Сравнительные показатели представлены в таблице.
Предварительные биологические испытания не выявили повышения токсичности за счет добавления заявленных количеств наночастиц кремния.
Сравнительная характеристика физико-механических свойств исследованных составов стеклоиономерных цементов | ||||
Характеристики | Материал по изобретению (добавлен нанокремний в % по массе) | Аналоги - стеклоиономерные цементы | ||
<0,015 | 0,015-0,025 | >0,025 | ||
Адгезионная способность (кг/см2) | 2-7 | 8-10 | 3-5 | 2-7 |
Толщина пленки (мкм) | 25 | 8-15 | 20-22 | 22-24 |
Прочность на сжатие (МПа) | 80-100 | 110-140 | 70-90 | 90-120 |
Время твердения (мин) | 3-5 | 5-8 | 2-3 | 4-3 |
Устойчивость к растворению (мм/ч) | 0,8-1 | 0,4 | 0.5-1 | 0,8-1,5 |
Цвет | светло-желтый | светло-желтый | темно-коричневый | светло-желтый, белый |
При проведении испытаний для определения оптимальной концентрации нанокремния при приготовлении композиции фиксирующего материала добавляли к порошкам фиксирующих материалов менее 0,015% наночастиц кремния к массе. При такой концентрации наночастиц кремния улучшений физико-механических свойств стеклоиономерного фиксирующих материалов не выявили.
При добавлении к порошку стеклоиономерного фиксирующего материала наночастиц кремния в количестве 0,015-0,025% по массе получили улучшение показателей физико-механических свойств материалов.
При увеличении концентрацию наночастиц кремния более 0,025% к массе порошка различных образцов стеклоиономерного цемента установили существенное изменение цвета, вплоть до черного, повышение хрупкости и рабочего времени отвердения используемого материала, ниже в сравнении с требованиями ГОСТа в 1,5 раза.
Таким образом установили, что при добавлении наночастиц кремния в количестве 0,015-0,025% к массе порошка стеклоиономерного цемента исследованных марок наблюдается положительный эффект со стороны физико-механических свойств фиксирующего материала.
Использование именно частиц нанокремния, а не ионной или другой формы вещества подтверждено технологией его получения, а именно нанокремний получен путем электрохимического травления кристаллического кремния с последующей его ультразвуковой обработкой. Инфракрасная спектрография позволила установить, что пик регистрировался в области 600-620 см-1, что соответствует кремнию в наноформе.
Размер частиц составляет 50-200 нм, что подтверждено электронной микроскопией.
Предложенный нами состав фиксирующего материала с добавлением наночастиц кремния в соотношении 0,015-0,025 к массе позволяет: повысить адгезионную способность, увеличить прочность, устойчивость к воздействию ротовой жидкости, уменьшить толщину пленки до 10-15 мкм, что, в целом, существенно улучшает качество фиксации несъемных конструкций зубных протезов.
Источники
1. Трезубов В.Н. Ортопедическая стоматология: Прикладное материаловедение. / В.Н.Трезубов, М.З.Штейнгарт, Л.М. Мишнев / СПб., 2003 г. - 208-224 с.
2. Биденко Н. В. Стеклоиономерные материалы и их применение в стоматологии. - М., 2003.
3. Безвестный Г.Р., Абдулов И.И., Розов Ю.В. // Стоматология. - 1992. - № 2. - С.91-93.
4. Simmons J.J Silver-alloy powder and glass ionomer cement // J. Am. Dent. Assos. - 1990. - V.120. P.49.
Класс A61K6/02 использование препаратов для изготовления искусственных зубов, для пломбирования или покрытия зубов
Класс B82Y5/00 Нано-биотехнология или нано-медицина, например белковая инженерия или доставка лекарств в заданную точку организма человека